PT105631A - Composição de ligantes de partículas finas usada na construção civil compreendendo oligómeros ramificados de polioxialquilenoglicol - Google Patents

Abstract

A PRESENTE INVENÇÃO DIZ RESPEITO A COMPOSIÇÕES DE LIGANTES DE PARTÍCULAS FINAS USADAS NA CONSTRUÇÃO CIVIL SOB A FORMA DE MISTURAS DE PÓS SECOS OU JÁ PRÉ-HIDRATADOS, QUE COMPREENDE, COMO AGENTE REDUTOR DAS POEIRAS EMITIDAS PELAS FORMULAÇÕES DE LIGANTES EM ESTADO SECO OU COMO AGENTE REDUTOR DA SEGREGAÇÃO DE INERTES NAS FORMULAÇÕES DE LIGAN¬TES PRÉ-HIDRATADOS, OLIGÓMEROS RAMIFICADOS DE POLIOXIAL¬QUILENO¬GLICOL COM ESTRUTURA EM ESTRELA, PESO MOLECULAR MÉDIO ENTRE 300 E 6000 G/MOL E GRAU DE RAMIFICAÇÃO ENTRE 3 E 8. É AINDA ANALISADO O EFEITO DA ADIÇÃO DE OLIGÓMEROS RAMIFICADOS DE POLIOXIAL-QUILENOGLICOL EM PROPRIEDADES FUNDAMENTAIS PARA O DESEM-PENHO DOS LIGANTES DURANTE E APÓS A APLICAÇÃO COMO SÃO O TEMPO DE PRESA, A EXPANSIBILIDADE, A DEFORMABILIDADE, A RESISTÊNCIA MECÂNICA E A ESTABILIDADE DIMENSIONAL.

Description

9 9 Parte Experimental São em s de ligantes conter quilenoglicol. Est< a invenção, sem conteúdo da mesma. Exemplo 1: São em seguida apresentados exemplos de misturas de ligantes contendo oligómeros ramificados de polioxial-quilenoglicol. Estes exemplos destinam-se a ilustrar melhor a invenção, sem qualquer carácter limitativo sobre o

Para misturas de adesivos, cimentos-cola e caídas de origem cimenticia;

Composição: Cimento-Cola de alta deformabilidade de baixa emissão de poeiras no manuseamento _Componente_% Peso 1 Agregado natural silicioso 50,85 2 Oligómero ramificado de Polioxialquileno-Poli- etilenoglicol de PM 1000 0,9 3 Retentor de água de metil-hidroxietilcelulose 0,35 modificada 4 Aceleradores de presa (poliureia alifática) 0,80 5 Dispersantes em pó (álcool polivinilico) 10,00 6 CEM Portland II/A-L 42.5R 38,00 10

Etapas de fabrico:

Introduzir 1 e 2 no misturador para uma pré-mistura durante 120 s, posteriormente adicionar 3, 4 e 5 e misturar durante minimo 120 s. Adicionar 6 e misturar durante 120 s.

Exemplo 2:

Para misturas de ligantes pré-hidratadas projectados para aplicação em argamassas e rebocos

Composição: Reboco de elevada qualidade de projecção e de baixa emissão de partículas no manuseamento _Componente_% Peso 1 Oligómero ramificado de Polioxialquileno-Tetra- 0,8 etilenoglicol de PM 500 2 Agregado natural silicioso 0/4 mm 32,03 3 Areia Calcária 0,6/1,2 mm 12,00 4 Areia Calcária 0,3/0,6 mm 9,00 5 Areia Calcária 0/0,3 36,00 6 Retentor de água de metil-hidroxietilcelulose 0,08 modificada 7 Estearato de Cálcio 0,060 8 Introdutor ar com base em surfactantes aniónicos 0,025 9 CEM Portland II/A-L 42.5R 8,00 10 Cal Hidratada 2,00 11

Etapas de fabrico:

Introduzir 1 e 2 no misturador para uma pré-mistura durante 120 s, posteriormente adicionar 3, 4 e 5 e misturar durante minimo 120 s. Adicionar 6, 7 e 8 e misturar durante 110 s. Finalmente adicionar 9 e 10 e misturar durante 120 s.

Exemplo 3:

Para misturas de cimentos Portland ou outros ligantes:

Composição: _Componente_% Peso 1 Cimento Portland II/A-L 42,5 R 99,2 2 Oligómero ramificado de Polioxialquilenoglicol 0,8

Esta mistura destina-se a simular a utilização destes oligómeros para verificar a redução da concentração de partículas suspensas durante o seu manuseamento. A redução obtida foi de 50% ao nivel das partículas inferiores a PM10. O resultado será melhorado se se considerar a redução na gama superior à das partículas respiráveis (>PM10), conforme descrito mais adiante em i), nos ensaios de caracterização das misturas. 12

Exemplo 4:

Para Betões Projectados:

Composição: Betão de elevada qualidade de projecção e de baixa emissão de partículas no manuseamento _Componente_% Peso 1 Agregado Natural Silicioso 0/4 mm 25,00 2 Agregado Calcário 1,5/3,5 mm 30,00 3 Agregado Calcário 0,6/1,5 mm 19,00 4 Agregado Calcário 0/0,3 4,31 5 Agregado Calcário < 125ym 6,39 6 CEM Portland I 52,5R 14,17 7 Superplastificante de condensados de melamina 0,13 sulfonados 8 Oligómero ramificado de Polioxialquilenoglicol 1,00

Etapas de fabrico:

Introduzir 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7 no misturador para uma pré-mistura durante 150 s. Adicionar gradualmente 8. Voltar a misturar durante 200 s.

Ensaios de caracterização das misturas

Procedeu-se à análise do efeito da adição de com oligómeros ramificados de polioxialquilenoglicol 13 estrutura em estrela, em misturas de ligantes hidráulicos de partículas finas para aplicação como nivelantes ou reparadores ou como ligantes no assentamento de pavimentos. Os ensaios foram realizados em comparação com misturas de ligantes hidráulicos de partículas finas sem os aditivos atrás referidos. Assim sendo, analisou-se o desempenho das misturas de ligantes no que respeita aos parâmetros a seguir indicados, com e sem adição dos oligómeros ramificados de polioxialquilenoglicol. i) Emissão de partículas e segregação de inertes

Os ensaios para determinação da emissão de partículas nas misturas de ligantes na forma de pós secos foram realizados seguindo o método descrito na norma EN12341 - "Qualidade do ar - procedimento de ensaio no terreno para demonstrar a equivalência da referência dos métodos de amostragem para a fracção PM10 de partículas em suspensão" e utilizando um amostrador de partículas em suspensão, da marca Sven Leckel, modelo SEQ 47/50. O método referido baseia-se na recolha num filtro da fracção de partículas PM10 (partículas inaláveis de diâmetro inferior a 10 pm) em suspensão no ambiente e na posterior determinação da massa gravimétrica. Os ensaios referidos foram realizados numa sala fechada sem ventilação onde, usando sempre a mesma quantidade, a mistura de ligantes de partículas finas sob a forma de pós secos foram con- 14 secutivamente transferidas entre baldes pelo mesmo operador (num total de 5 vazamentos, igualmente espaçados, em cada 30 minutos, durante um período total de 6 horas) de forma a simular situações que ocorrem em obra e onde é grande a propensão à emissão de partículas, como é o caso do movimento e abertura dos sacos e da mistura dos ligantes.

Ainda enquadrado neste tipo de misturas e aplicações é comum, pela própria distribuição granulométrica dos diferentes constituintes, ocorrer o efeito de segregação alterando a homogeneidade e capacidade de projecção das misturas de ligantes hidráulicos pré-hidratadas. Para avaliar a tendência para ocorrer este efeito, foram também realizados ensaios qualitativos em transporte de longa, duração e quando a mistura se encontra disponível em silo junto aos locais de aplicação. A utilização destes oligó-meros nestas misturas teve desempenhos óptimos tanto na redução do efeito de segregação, como na melhoria das condições ambientais na envolvente de trabalho pela redução da concentração de partículas em suspensão no ar aquando o seu manuseamento. Os EXEMPLOS 3 e 4 são representativos da aplicação desta tecnologia.

Verifica-se que a adição dos oligómeros ramificados de polioxialquilenoglicol descritos reduz, em mais de 50%, a emissão de poeiras por parte dos ligantes na forma de misturas de pós secos. 15 A análise qualitativa efectuada às misturas de ligantes pré-hidratadas com e sem adição dos oligómeros ramificados de polioxialquilenoglicol mostram que este aditivo contribui para a redução da segregação dos inertes nelas presentes quando as mesmas são transportadas durante várias horas. ii) Análise do teor de resíduos com dimensões superiores a 45 e 90 hm

Este ensaio consistiu em peneirar misturas de ligantes na forma de pós secos, com e sem adição de oligómeros ramificados de polioxialquilenoglicol e teve como objectivo analisar o efeito da adição destes na aglomeração dos pós presentes nas referidas misturas. O EXEMPLO 2 é representativo da aplicação desta tecnologia.

Os resultados obtidos mostram que as misturas de ligantes na forma de pós secos contendo os oligómeros ramificados de polioxialquilenoglicol apresentam maiores teores de resíduos de dimensões superiores a 45 e 90 μιη que as misturas sem aditivo, o que significa que os oligómeros referidos contribuem significativamente para a aglomeração dos pós secos presentes nas misturas, minimizando assim o efeito de segregação de misturas de granulometria extensa, durante o transporte e manuseamento, bem como a emissão de partículas para o meio envolvente. 16 iii) Determinação do tempo de presa e da expansibilidade

Estes parâmetros foram analisados utilizando o aparelho de Vicat e seguindo a norma NP EN 196-3:1996 -"Métodos de ensaio de cimentos. Parte 3—Determinação do tempo de presa e da expansibilidade".

Os ensaios realizados permitem verificar que a adição dos oligómeros ramificados de polioxialquilenoglicol às misturas de ligantes ensaiadas não altera, de forma considerável, o tempo de presa e a expansibilidade das mesmas. iv) Deformabilidade

Este parâmetro foi avaliado com base nos ensaios descritos na norma EN 12002 - "Colas para ladrilhos. Determinação da deformação transversal para adesivos e argamassas cimenticias". A utilização deste tipo de oligómeros em ligantes de assentamento, regista desempenhos melhorados no que respeita à sua deformabilidade, sem afectar as aderências e tempo aberto caracteristicos. A aplicação de 0,5% a 2,5%, com resultados óptimos para este tipo de aplicação a 0,9%, melhora o desempenho na deformabilidade, resultando segundo a norma EN 12004 em melhorias ao nivel dos cimentos-cola altamente deformáveis (> 5 mm) . O EXEMPLO 2 é representativo para a aplicação desta tecnologia. 17

Adicionalmente estas misturas apresentam desempenhos melhorados no que respeita à envolvente de trabalho pela redução da concentração das partículas emitidas no manuseamento, conforme EXEMPLO 3.

Os resultados obtidos mostram que a incorporação dos oligómeros ramificados de polioxialquilenoglicol aumenta a deformabilidade das misturas sendo este efeito mais notório no caso dos cimentos-cola, podendo este aditivo, quando incorporado em determinada quantidade, permitir-lhes receber a classificação de "C2S2 - Cimentos-cola altamente deformáveis melhorados", de acordo com a norma NP EN 12004 relativamente à sua designação e classificação. v) Resistência mecânica e estabilidade dimensional

As misturas de ligantes hidráulicos curadas foram sujeitas a ensaios de resistência à flexão e à compressão 2, 7 e 28 dias após o início da cura. Os ensaios foram realizados seguindo o procedimento descrito na norma NP EN 1015-11 - "Determinação da resistência à compressão e à flexão de argamassa endurecida".

Os ensaios realizados mostram que a adição dos oligómeros ramificados de polioxialquileno às misturas de ligantes não tem efeitos adversos na resistência mecânica e na estabilidade dimensional das misturas após cura. 18

Quando adicionados a ligantes sob a forma de misturas de pós secos, os oligómeros ramificados de polioxialquilenoglicol em estrela reduzem a emissão de poeiras e quando adicionados a misturas de pós pré-hidratados aumentam a resistência à segregação dos inertes. Sendo que, em ambos as situações, a incorporação dos aditivos citados não tem efeitos adversos nos parâmetros relacionados quer com a aplicação/processabilidade das misturas, como o tempo de presa, a expansibilidade e a deformabilidade, quer nos parâmetros relacionados com a cura das mesmas, como a resistência mecânica e a estabilidade dimensional. É importante salientar que a deforma-bilidade dos ligantes melhora significativamente como resultado da incorporação dos referidos aditivos.

Os oligómeros ramificados de polioxialquilenoglicol a serem usados de acordo com a invenção estão disponiveis comercialmente, sob a designação de polióis poliéteres ramificados.

Lisboa, 18 de Abril de 2011

Claims (8)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Composição de ligantes de partículas finas usada na construção civil sob a forma de mistura de pós secos ou já pré-hidratados, caracterizada por compreender, como agente redutor das poeiras emitidas pelas formulações de ligantes em estado seco ou como agente redutor da segregação de inertes nas formulações de ligantes pré-hidratados, oligómeros ramificados de polioxialquileno-glicol com estrutura em estrela, peso molecular médio entre 300 e 6000 g/mol e grau de ramificação entre 3 e 8.

2. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por os referidos oligómeros terem um peso molecular médio entre 500 e 3000 g/mol.

3. Composição de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada por os referidos oligómeros terem um grau de ramificação entre 3 e 5.

4. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada por a percentagem em peso dos referidos oligómeros se situar entre 0,1 e 5%.

5. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada por ser um cimento-cola compreendendo, numa base ponderai, 25 a 75% de agregado natural silicioso, 20 a 60% de cimento Portland, 5 a 20% de dispersantes em pó, 0,2 a 2% de oligómero ramificado de polioxialquilenoglicol, 0 a 1% de retentor de água de um 2 derivado de celulose modificada e 0 a 2% de um acelerador de presa.

6. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada por ser um reboco compreendendo, numa base ponderai, 30 a 75% de areia calcária ou mistura de areias calcárias, 15 a 5 0 % de agreqado natural silicioso, 4 a 12% de cimento Portland, 0,5 a 5% de cal hidratada, 0,2 a 2% de oligómero ramificado de polioxialquilenoglicol, 0 a 0,3 % de retentor de água de um derivado de celulose modificada, 0 a 0,3% de estearato de cálcio e 0 a 0,1% de introdutor de ar com base em surfactantes aniónicos.

7. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada por ser um cimento Portland compreendendo, numa base ponderai, 98 a 99,8% de cimento Portland e 0,2 a 2% de oligómero ramificado de polioxialquilenoglicol.

8. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada por ser um betão compreendendo, numa base ponderai, 35 a 80% de areia calcária ou mistura de areias calcárias, 10 a 40% de agregado natural silicioso, 7 a 25% de cimento Portland, 0,2 a 3% de oligómero ramificado de polioxialquilenoglicol e 0 a 0,5 % de superplastificante. Lisboa, 19 de Julho de 2011