PT1377532E

PT1377532E - Composiães base de cimento e processo de utilizaão destas composiães

Info

Publication number: PT1377532E
Application number: PT02713071T
Authority: PT
Inventors: Jaroslaw Kazimierz Drozd; Roderick Macdonald Smart
Original assignee: Minova Int Ltd
Priority date: 2001-04-12
Filing date: 2002-04-10
Publication date: 2010-07-09
Also published as: RU2301205C2; EP1377532B1; PL366844A1; DE60236501D1; ZA200307312B; CN101348359A; GB0109173D0; WO2002083593A1; AU2002244861B2; PL205697B1; ES2344252T3; EP1377532A1; CN1602286A; RU2003132869A; ATE469107T1; US20040107874A1; AU2002244861B8; US6926769B2

Description

ΕΡ1377532

DESCRIÇÃO

COMPOSIÇÕES À BASE DE CIMENTO E PROCESSO DE UTILIZAÇÃO DESTAS

COMPOSIÇÕES

Campo do invento

Este invento refere-se a materiais adequados para utilização em superfícies de revestimento, em particular as superfícies de rochas, a um processo para a sua preparação e a um processo para o tratamento de superfícies utilizando os materiais do invento.

Antecedentes do invento

Foi proposta anteriormente a aplicação de um revestimento a uma superfície da rocha numa mina de modo a proporcionar apoio ou uma barreira ao gás pulverizando uma emulsão aquosa de um polímero orgânico e levando a emulsão a coagular para produzir um revestimento flexível na forma de um filme ou revestimento na superfície.

Os polímeros que foram revelados para este efeito incluem poliuretanos e policloropreno. Este último foi descrito na patente da África do Sul n° 8203384.

Mais recentemente, a patente WO 98/58886 descreveu uma composição compreendendo duas partes. Uma parte é uma emulsão aquosa de um polímero orgânico, tal como o polímero de etileno e acetato de vinilo. A outra parte é uma composição à base de ΕΡ1377532 cimento capaz de absorver pelo menos o seu próprio peso em água. A composição à base de cimento descrita é uma composição de formação de etringita. Um processo bem conhecido de formação de etringita é a partir do sulfato de cálcio, uma fonte de calcário e cimento com elevado teor de alumina. Na Patente WO 98/58886 é usado cimento com elevado teor de alumina e o calcário é proporcionada por cimento vulgar de Portland e o sulfato de cálcio pela anidrite.

Em utilização, as duas partes são pulverizadas numa superfície da rocha de uma mina para formar um revestimento. Esta patente revela igualmente uma mistura seca de sólidos formada a partir de uma composição à base de cimento e uma emulsão de polímero seca a cuja mistura é adicionada subsequentemente água. 0 pedido de patente Japonesa n° 05 170496A descreve um material de revestimento de chão resiliente e impermeável compreendendo cimento com elevado teor de alumina e para 100 partes em peso do cimento, 5 a 50 partes de fibra, 30 a 300 partes de polímero e 5 a 300 partes de agregado. O polímero é adicionado ao cimento como uma dispersão aquosa. A patente refere que quando são usadas menos de 50 partes de agregado ou menos de 5 partes de fibra não se desenvolve resistência suficiente. A patente US 5,269,845 revela uma composição à base de cimento, baseada em aluminato de cálcio, que é adequada para utilização em moldes. São também proporcionados um processo de 2 ΕΡ1377532 produção da composição e um processo de aplicação da composição para a formar no formato pretendido.

Problema a ser resolvido pelo invento

Os revestimentos, em particular os que são aplicados às paredes de uma mina, precisam de ser flexíveis e ter uma resistência à tracção adequada. Os revestimentos que foram preparados a partir de composições descritas na patente WO 98/58886 acima mencionada revelaram uma perda gradual de flexibilidade com o tempo. Os produtos que são inicialmente flexíveis apresentam uma tendência de fragilização após alguns meses. Esta perda de flexibilidade a longo prazo é uma característica indesejável, em particular para revestimentos que foram aplicados às paredes de uma mina, e é necessário aumentar a flexibilidade a longo prazo destes revestimentos. 0 presente invento proporciona uma solução para este problema proporcionando uma nova composição baseada no aluminato de cálcio. Contrariamente às expectativas, verificou-se que a flexibilidade a longo prazo de revestimentos derivados das composições aumenta através da redução das quantidades de sulfato de cálcio e calcário relativamente aos descritos na WO 98/58886, ou, no caso do sulfato de cálcio, omitindo-o totalmente das composições.

Um outro problema reside no facto de existir a necessidade de aumentar a resistência à tracção a curto prazo, por exemplo a resistência desenvolvida após 2 ou 4 horas de revestimentos usados nas minas. Outro aspecto do invento 3 ΕΡ1377532 proporciona uma solução. Verificou-se que a resistência à tracção às 2 e 4 horas aumenta significativamente com a incorporação no material de revestimento de quantidades menores, normalmente menos de 5% em peso, de fibras de reforço.

Sumário do invento

De acordo com o presente invento é proporcionado uma composição endurecivel compreendendo: (i) um componente à base de cimento que contém pelo menos 25%, de preferência 30 a 99%, de aluminato de cálcio, dos quais pelo menos 40% são compostos de monoaluminato de cálcio, o referido componente à base de cimento contendo opcionalmente um ou mais componentes de carga sob a forma de partículas mas contendo menos de 10% em peso de sulfato de cálcio, as percentagens (%) sendo em peso com base no peso do componente à base de cimento, e (ii) uma emulsão aquosa de um polímero orgânico, as proporções de (ii) em relação a (i) sendo calculadas de forma que esta relação de peso dos polímeros sólidos em relação ao peso de (i) seja de 0,5:1 a 10:1, de preferência de 0,6:1 a 2,5:1, ou (iii) um polímero orgânico dispersível presente numa relação de quantidade dando uma relação em peso do polímero relativamente ao peso de (i) que vai de 0,5:1 a 10:1, de preferência de 0,6:1 a 2,5:1, 4 ΕΡ1377532

Efeito vantajoso do invento A vantagem da utilização das composições contendo aluminato de cálcio com um baixo teor de sulfato de cálcio reside no facto de proporcionarem revestimentos com maior flexibilidade a longo prazo, e a vantagem das composições gue têm um baixo teor de sulfato de cálcio mas têm fibra de reforço é o facto de proporcionarem revestimentos tendo, não só maior flexibilidade a longo prazo, como também uma maior resistência à tracção a curto prazo.

Descrição detalhada do invento 0 termo aluminato de cálcio destina-se a incluir, não apenas a forma de aluminato de cálcio que é muitas vezes escrita nas notações de cimento como CA, mas também outros cimentos contendo aluminato que são escritos como CA2, C3A, Ci2A7, C4AF e CnA7CaF2 e, para além disso, sulf oaluminato de cálcio e ferroaluminato de cálcio. 0 termo endurecivel inclui composições que não contêm água, mas que endurecerão com a adição de água. A composição seca compreendendo as partes (i) e (iii) acima podem ser misturadas com água na mina.

De preferência, o componente (i) à base de cimento contém uma quantidade de fibra que é eficaz para melhorar a resistência à tracção dos revestimentos obtidos a partir da composição endurecivel mas não excedendo os 5% em peso do componente (i) à base de cimento. 5 ΕΡ1377532 0 componente à base de cimento 0 componente à base de cimento contém, de preferência, entre 30 a 99% em peso de aluminato de cálcio. O balanço do componente à base de cimento pode compreender elementos de carga, por exemplo escória de alto forno granulada moída ou calcário, de preferência sob a forma de partículas finamente divididas, de preferência com uma granulometria semelhante à do cimento de Portland comercial. O elemento de carga, se presente, está numa quantidade de preferência inferior a 100% em peso do monoaluminato de cálcio ou (no caso em que o aluminato de cálcio é proporcionado pelo cimento com elevado teor de alumina) menos de 50% em peso do cimento com elevado teor de alumina.

Os agentes tixotrópicos e os agentes de controlo do endurecimento podem ser incluídos, se desejado, na composição à base de cimento. O componente à base de cimento contém, convenientemente, menos de 5% em peso de sulfato de cálcio, de preferência menos de 1% de sulfato de cálcio e, mais preferencialmente, está substancialmente isento de sulfato de cálcio. O sulfato de cálcio, se presente, pode ser proporcionado por um material contendo sulfato de cálcio, tal como beta-anidrite, gesso ou gesso de Paris. 6 ΕΡ1377532

Numa forma de realização preferida do invento, o componente à base de cimento, para além da fibra de reforço, se presente, e aditivos menores, tais como retardadores, aceleradores, agentes de suspensão, tais como gomas, pode consistir essencialmente num grau comercial de cimento com elevado teor de alumina. O aluminato de cálcio

De preferência pelo menos 60%, mais preferencialmente pelo menos 75%, sendo mais preferível ainda pelo menos 80% do aluminato de cálcio é proporcionado pelo monoaluminato de cálcio (CA). O aluminato de cálcio pode ser proporcionado por cimento com elevado teor de alumina, algumas vezes referido como Ciment Fondu que contém normalmente cerca de 50 a 80% em peso de fases de aluminato de cálcio (ou 30 a 65% de monoaluminato de cálcio (CA)) .

Os cimentos comerciais com elevado teor de alumina contêm normalmente tanto como 60% de outros materiais que não o monoaluminato de cálcio. Estes outros materiais incluem normalmente 5 a 10% de gehlenite C2AS, cerca de 2% de C12A7, cerca de 1% de C2S, e entre 3 a 5% de materiais vítreos sendo o restante aluminoferrites de cálcio misturadas.

Estes outros materiais, embora hidratem, reagem de uma forma relativamente lenta quando comparados com o monoaluminato 7 ΕΡ1377532 de cálcio e não contribuem significativamente para a resistência a curto prazo.

Cimento com elevado teor de alumina

Cimento com elevado teor de alumina significa incluir qualquer cimento que caia dentro da definição de um cimento com elevado teor de alumina de acordo com a British Standard 915 parte 2, isto é, um cimento que contenha não menos de 32% em peso de alumina e tenha uma relação entre a alumina e o óxido de cálcio entre 0,85 e 1,3:1. Os cimentos adequados são o cimento Lafarge Fondu descrito na Patente GB 1,505,417 e uma análise típica de um tal cimento é, em peso: 38,5% de óxido de cálcio, 39,0% de alumina, 16,5% de óxido férrico e 4% de sílica. Este cimento conterá normalmente cerca de 40% em peso de monoaluminato de cálcio (CA).

Um cimento com elevado teor de alumina particularmente adequado é o vendido pela Lafarge sob o nome Secar 71, tendo a seguinte análise: <31% de óxido de cálcio >68,31% de alumina <0,3% de óxido férrico <0,3% de sílica. Este cimento contém cerca de 65% em peso de monoaluminato de cálcio (CA). 8 ΕΡ1377532 0 termo mina na presente especificação destina-se a incluir minas a céu aberto, pedreiras e todos os trabalhos subterrâneos incluindo túneis. 0 invento tem aplicação na indústria da construção para o tratamento de edifícios, incluindo paredes interiores e exteriores, chãos e tectos.

Quando usada para suporte numa mina, por exemplo como substituto de uma rede de aço, o resultado é um revestimento flexível na superfície da rocha. Flexível significa a capacidade do revestimento deformar e permitir que bocados da rocha se desloquem, e o revestimento manter a capacidade de suportar cargas. A emulsão de polímero A emulsão aquosa do polímero orgânico que é por vezes referido na arte como uma emulsão de polímero látex pode conter, como polímero, um ou mais de uma gama vasta de homopolímeros ou copolímeros de monómeros insaturados através do etileno ou polímeros que ocorrem naturalmente. Os exemplos incluem o estireno, copolímeros de butadieno-estireno, estireno-divinil, metil metacrilato, copolímeros de estireno e metil metacrilato ou anidrido maleico, acrílico e resinas de éster acrílico, acetato de vinilo e seus copolímeros com o etileno e outras olefinas (por exemplo etileno-vinil-acetato) copolímeros de cloreto de vinilo plastificados. Os polímeros adequados estão revelados na Patente dos Estados Unidos n° 4, 849, 018 . 9 ΕΡ1377532

Pode ser usada uma mistura de polímeros ou copolímeros. É preferível utilizar um polímero com uma temperatura de transição vítrea, escrita como Tg, entre -50°C a 50°C, mais preferivelmente entre -10°C a 100°C.

Os plastificantes tais como o Cereclor (uma parafina clorada), dibutilftalato e dietilenoglicol podem ser adicionados para melhorar a flexibilidade. 0 teor de sólidos adequado de polímero da emulsão está compreendido entre 5 a 80%, de preferência pelo menos 25%, por exemplo entre 30 a 70%, mais preferivelmente 45 a 65% em peso com base no peso da emulsão.

Quando é usada uma forma dispersível do polímero orgânico, o polímero dispersível foi obtido, convenientemente, por secagem, por exemplo secagem por pulverização de uma emulsão de polímero aquosa. Os polímeros secos estão disponíveis comercialmente.

As fibras

Convenientemente as fibras têm entre cerca de 1 a 30 mm de comprimento e têm, convenientemente, um diâmetro de cerca de 10 a 40 micrómetros. Não é desejável um comprimento superior a 30 mm porque existe o risco do bico ficar bloqueado quando a composição for pulverizada. As fibras podem ser um material plástico sintético, tal como a poliamida, ou um polímero de hidrocarboneto, tal como um polipropileno ou polietileno. As 10 ΕΡ1377532 fibras de vidro podem ser utilizadas, em cujo caso as fibras deveriam ser, de preferência, um vidro resistente aos alcalinos. Podem ser usadas fibras de aço, mas não é desejável. A quantidade de fibra pode estar compreendida, convenientemente, entre 0,01 ou, de preferência, entre 0,02 a 5% com base no peso da composição à base de cimento. As quantidades superiores a 5% deveriam ser evitadas, porque dificultam a pulverização da composição.

De acordo com outro aspecto do invento, um processo para a preparação de uma composição endurecivel compreende a formação de um componente à base de cimento que contém pelo menos 25% de aluminato de cálcio, dos quais pelo menos 40% são monoaluminato de cálcio, o referido componente à base de cimento contendo opcionalmente um ou mais componentes de carga sob a forma de partículas mas contendo menos de 10% em peso de sulfato de cálcio, de preferência menos de 5%, mais preferencialmente ainda estando substancialmente isento de sulfato de cálcio, as percentagens (%) sendo em peso com base no peso do componente à base de cimento, e misturar o referido componente (i) à base de cimento com uma emulsão aquosa (ii) de um polímero orgânico, as proporções de (ii) em relação a (i) sendo calculadas de forma que esta relação de peso dos polímeros sólidos em relação ao peso de (i) seja de 0,5:1 a 10:1, de preferência de 0,6:1 a 2,5:1, ou com (iii) um polímero orgânico dispersível presente numa relação de quantidade dando uma relação em peso do polímero relativamente ao peso de (i) que vai de 0,5:1 a 10:1, de preferência de 0,6:1 a 2,5:1. 11 ΕΡ1377532

Processo de revestimento

De acordo com outro aspecto do presente invento, um processo para revestimento de uma superfície, tal como uma superfície de uma rocha, compreende a pulverização na superfície (a) uma composição endurecível compreendendo o componente (i) à base de cimento e a emulsão aquosa do polímero orgânico (ii) tal como está definido acima ou: (b) uma composição endurecível compreendendo o aluminato de cálcio (i) e o polímero seco (iii) tal como está definido acima à qual foi adicionada água, e continuar a pulverizar para formar um revestimento na superfície com pelo menos 2 mm de espessura e permitindo que o revestimento endureça.

Quando se usa a emulsão de polímero orgânico (ii) a água pode ser a água já presente na emulsão (ii), pelo que a água da emulsão aquosa é usada para hidratar os componentes de cimento. Se for necessário ou preferível pode ser adicionada mais água.

Quando a emulsão de polímero seca (iii) é usada com o aluminato de cálcio (i) é necessário adicionar a água requerida para hidratar os componentes de cimento.

Quer se use a emulsão ou a emulsão de polímero seca, o peso da água é, de preferência, pelo menos 50% em peso da composição (i) à base de cimento, mais preferivelmente pelo 12 ΕΡ1377532 menos 70% ou 90%. As quantidades de água superiores ao peso da composição (i) à base de cimento podem ser usadas até duas, três ou mesmo cinco vezes. O pH é controlado, de preferência, regulando o teor de alcalino/ácido para desta forma ajustar o tempo de endurecimento. Podem ser adicionados outros aceleradores ou retardadores de cimento.

Quando se pretende iniciar ou aumentar a velocidade de endurecimento, isto pode ser feito através da adição de um elemento alcalino. Esta adição pode ser feita, de forma conveniente, no ou perto do bico quando a mistura está a ser pulverizada. A adição de um elemento alcalino forte pode proporcionar um endurecimento quase instantâneo. A adição de um agente gelificante, tal como o borato, pode acelerar a gelificação do polímero. A velocidade de gelificação pode ser ajustada seleccionando um borato com solubilidade adequada. Por exemplo, o borato de cálcio é menos solúvel do que o borato de zinco e proporciona uma gelificação mais duradoura e, desta forma, um tempo de funcionamento mais duradouro.

As vantagens disto residem no facto de o equipamento de mistura não precisar de ser limpo periodicamente, por exemplo após cada duas ou três misturas, e poderem ser usados elementos de aplicação contínuos. 13 ΕΡ1377532 0 invento proporciona igualmente um processo de tratamento de uma superfície de rocha numa mina que compreende a pulverização na superfície de uma mistura à base de cimento e uma emulsão de polímero orgânico para formar um filme na superfície com pelo menos 2 mm de espessura. 0 revestimento pode ser aplicado para proporcionar suporte. Verificou-se que um revestimento com uma espessura de cerca de 4 mm (por exemplo entre 3 a 7 mm) pode ser usado como um substituto para a rede metálica utilizada para evitar o desmoronamento e a queda dos fragmentos de rocha soltos numa mina, por exemplo a rede mencionada nos EUA como a rede metálica soldada n° 7. Os revestimentos podem ser usados em minas que são conhecidas como "minas de rocha dura", tais como as minas de níquel ou de ouro e, também, em minas de carvão.

Os revestimentos podem ser usados, por exemplo, quando se efectuam trabalhos em minas de carvão pelo processo de câmaras e pilares para reduzir a dimensão dos pilares que são deixados para proporcionar suporte e, desta forma, recuperar mais carvão. Isto consegue-se pulverizando o revestimento nos pilares, aumentando desta forma a sua capacidade de suporte de carga. 0 revestimento também pode ser usado para estabilizar os reforços e para a reparação e vedação das estruturas de controlo da ventilação. Os revestimentos também podem ser aplicados para reduzir ou evitar os efeitos do tempo, isto é, a erosão de superfícies rochosas recentemente expostas pelo ar na mina, ou para eliminação de gás de rádon numa mina de urânio, 14 ΕΡ1377532 ou para a estabilização de taludes, por exemplo numa pedreira, para estabilizar tectos ou túneis ou semelhante.

As figuras 1 e 2 mostram o aparelho usado na mistura e pulverização para aplicação dos revestimentos do invento.

Com referência às figuras 1, três linhas 2, 4 e 6 estão ligadas à câmara 7 adjacentes a um bico de pulverização 8. A mistura emulsão/cimento pré-misturada é fornecida pela linha 2, o ar é fornecido pela linha 4 onde é misturado com um acelerador (se usado) a partir da linha 6 antes de entrar em contacto com a mistura emulsão/cimento. Uma pulverização 10, compreendendo cimento/emulsão, ar e acelerador é projectado pelo bico de pulverização.

Com referência à figura 2, o pó seco 19, compreendendo cimento e emulsão de polímero seca, está contido numa tremonha 20 de onde é retirada por um parafuso horizontal 22 para a conduta 24. Uma quantidade de água controlada por um caudalímetro 25 é introduzida na conduta 24 e misturada com o pó pela acção do parafuso 22. Da conduta 24 a mistura é alimentada, por gravidade, para um recipiente 26 de onde é retirada por uma bomba Moyno 27 e então para um pulverizador (não ilustrado). A bomba 27 trabalha mais rapidamente do que a alimentação da mistura ao recipiente 26, de modo que o tempo de permanência no recipiente 26 é muito pequeno. Um tal arranjo é conhecido como um elemento de aplicação contínuo.

De acordo com outro aspecto do invento, a composição endurecível definida acima pode ser proporcionada na forma de 15 ΕΡ1377532 um sistema de duas partes, cujas partes, quando misturadas, proporcionam a composição endurecivel acima definida.

As duas partes podem compreender uma primeira parte contendo aluminato de cálcio e emulsão de polímero e uma segunda parte contendo um acelerador para a reacção do cimento e emulsão de polímero. A primeira parte pode conter um retardador para a reacção do cimento e a segunda parte pode conter um acelerador para a reacção do cimento.

Substancialmente, todo o aluminato de cálcio exigido para formar a composição endurecivel acima definida pode ser proporcionado na primeira parte, e substancialmente toda a emulsão de polímero pode estar contida na segunda parte.

Cada parte contém, de preferência, suficiente emulsão de polímero para proporcionar mobilidade.

De acordo com um aspecto adicional do invento, é proporcionado um revestimento obtido pulverizando uma composição aquosa compreendendo um componente à base de cimento, um polímero orgânico e fibras, tal como está descrito acima, num substrato, o referido revestimento tendo uma resistência à tracção de forma que a amostra com 3 mm de espessura tenha uma resistência à tracção medida de acordo com a ASTM D 412-98 de pelo menos 345 kPa, ao fim de duas horas. 0 invento é descrito através dos exemplos seguintes. 16 ΕΡ1377532

Em todos os exemplos seguintes, a composição à base de cimento foi preparada, em primeiro lugar, misturando, como pós secos, o cimento com elevado teor de alumina, a anidrite (se presente), carbonato de litio, o heptonato de sódio, fibras (se presentes) e elementos de carga (se presentes). A composição seca à base de cimento assim preparada foi adicionada à temperatura ambiente, com agitação, à emulsão de polímero aquosa contida numa taça de mistura.

Os revestimentos foram preparados despejando a mistura de emulsão de polímero aquosa e componente à base de cimento em moldes e deixando a endurecer.

Exemplos 1 a 4

Os exemplos 1 a 3 não estão de acordo com o invento e são incluídos com objectivos de comparação.

Foi preparada uma série de composições de revestimento endurecíveis nos quais a quantidade de sulfato de cálcio era diferente e as diferentes composições foram aplicadas como revestimento. A resistência à tracção foi medida em intervalos de tempo começando nas 2 horas após a formação do revestimento. 1 psi = 6895 Pa. A flexibilidade aos 6 meses foi também determinada. 17 ΕΡ1377532

Os detalhes das composições e os resultados da resistência à tracção e medições de flexibilidade estão resumidos na tabela 1.

Todas as partes são em peso. HR significa humidade relativa HAC (high alumina cement) significa cimento com elevado teor de alumina.

Tabela 1

Exemplo 1 Exemplo 2 Exemplo 3 Exemplo 4 Componente A HAC* 70, 36 80,27 88, 40 99, 40 Anidrite 29, 31 19, 13 11, 00 0,00 Carbonato de Lítio 0,10 0,44 0,44 0,44 Heptonato de Sódio 0,23 0,16 0,16 0,16 Fibra 0,00 0,00 0,00 0,00 Total 100,00 100,00 100,00 100,00 Componente B Emulsão de polímero Taevalon 705** 200 200 200 200 Relação de peso entre Componentes B e A 2 :1 2 :1 2 :1 2 :1 Tempo de bombagem (mins) 40 40 35 35 Resistência à tracção (psi) 2 horas 24 horas 7 dias 28 dias 17 59 61 40 251 231 264 271 374 385 387 304 396 451 476 461 18 ΕΡ1377532

Flexibilidade após 6 Nenhuma, Parte à Parte à Boa, sem meses a 25°C e HR de frágil flexão flexão fissuras 65% à flexão *Secar 71 é um HAC contendo >68,5 de alumina e tendo um teor de monoaluminato de cálcio de cerca de 65%, em peso **Taevalon 705 foi obtido no Air Products Korea e era uma emulsão em água de um etileno-vinl-acetato e contém cerca de 54,5% em peso de sólidos de polímero

Apresentou uma temperatura de transição vítrea Tg de 0°C e a sua viscosidade estava compreendida entre os 1900 a 2800 cps e o seu pH estava compreendido entre 4,0 a 5,0.

Os resultados na Tabela 1 mostram que a flexibilidade a longo prazo melhora reduzindo a quantidade de sulfato de cálcio (anidrite) na composição. A composição mais flexível após um armazenamento de 6 meses foi a do exemplo 4, que não continha sulfato de cálcio.

Exemplos 5 e 6

Os exemplos 5 e 6 estão de acordo com o invento. Nos exemplos 5 e 6 foram incluídas quantidades diferentes de fibra. A resistência à tracção dos revestimentos obtidos pelas composições foi medida em intervalos de tempo com início 2 horas após a formação do revestimento. 19 ΕΡ1377532

Os detalhes das composições e as medições da resistência à tracção estão ilustrados na Tabela 2. 1 psi = 6895 Pa.

Tabela 2

Componente A Exemplo 4 Exemplo 5 Exemplo 6 HAC 99, 4 98,1 96, 8 Anidrite 0, 00 0, 00 0,00 Carbonato de Lítio 0, 44 0, 44 0,44 Heptonato de Sódio 0, 16 0, 16 0,16 Fibra* (+%) 0 1,3 2,6 Total 100,00 100,00 100,00 Componente B Taevalon 200,00 200,00 200,00 Relação de peso entre Componentes B e A 2 :1 2 :1 2 :1 Tempo de bombagem (mins) 35 35 30 Resistência à tracção (psi) 2 horas 24 horas 7 dias 28 dias 40 103 139 95 256 294 271 341 416 461 467 548 *Fibras de polipropileno com um comprimento de 4 mm vendidas sob o nome comercial de Fibrin 18 0 HAC era Secar 71 usado nos Exemplos 1 a 4.

Medição da resistência à tracção

As amostras foram fundidas em moldes em forma de haltere com uma profundidade de 3 mm, de acordo com a ASTM D 412-98a. 20 ΕΡ1377532

As amostras foram retiradas do molde após 2 horas e (no caso da amostra das duas horas, testada imediatamente) ou deixado a endurecer a 25°C e a uma HR de 65%, até serem testados. 0 procedimento de teste foi o seguinte: as amostras foram partidas num tensómetro Hounsfield equipado com uma célula de carga de 5000 N a uma velocidade de 10 mm/min. A resistência à tracção foi determinada dividindo a carga máxima pela área de secção transversal à ruptura. 0 alongamento à ruptura foi medido por movimento da cabeça superior.

Os exemplos 5 e 6 mostram o efeito da inclusão de fibras na formulação. A resistência à tracção aumentou significativamente, em particular a resistência à tracção às 2 e 4 horas. A flexibilidade aos 6 meses a 25°C e a HR de 65% dos produtos dos exemplos 5 e 6 era essencialmente igual à do exemplo 4.

Exemplos 7 a 12

Foi preparada uma série de composições nas quais a quantidade de fibra foi modificada e aplicadas como um revestimento. O exemplo 7 é um exemplo comparativo. A HAC e a fibra eram iguais às usadas nos exemplos 5 e 6. 21 ΕΡ1377532 A resistência à tracção foi medida em intervalos de tempo com inicio 2 horas após a formação do revestimento. 1 psi = 6895 Pa. A flexibilidade aos 6 meses também foi medida.

Os detalhes das composições e os resultados das medições da resistência à tracção estão registados na tabela 3.

Tabela 3

Exemplo n° 7 8 9 10 11 12 Componente A Peso Peso Peso Peso Peso Peso HAC 99,41 98,91 98,41 97, 41 96, 41 95, 41 Carbonato de Lítio 0, 43 0, 43 0, 43 0,43 0,43 0, 43 Heptonato de Sódio 0, 16 0, 16 0, 16 0,16 0,16 0,16 Fibra 0 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 Total 100 100 100 100 100 100 Componente B: Taevalon 705 150 150 150 150 150 150 Relação de peso entre Componentes B e A 1,5:1 1,5:1 1,5:1 1,5:1 1,5:1 1,5:1 Tempo de bombagem (mins) 20 20 20 15 15 15 Resistência à tracção (psi) 2 horas 4 horas 24 horas 7 dias 21 22 60 120 150 168 157 160 171 239 256 264 410 395 426 412 436 445 578 581 594 631 659 679 A flexibilidade dos revestimentos aos 6 meses era essencialmente igual à dos exemplos 5 e 6. 22 ΕΡ1377532

Os resultados na tabela 3 mostram um efeito surpreendente: a incorporação de fibras nas composições resulta num aumento de percentagem muito superior na resistência à tracção às 2 e 4 horas dos que às 24 horas.

Exemplo 13

Foi preparada uma composição à base de cimento a partir dos componentes listados nas primeiras 6 linhas da Tabela 4, e misturada com uma emulsão de polímero Taevalon para proporcionar uma relação de peso entre os sólidos do polímero e a composição à base de cimento de 1,5:1. A resistência à tracção foi determinada em intervalos de tempo aos 30°C e com uma HR de 65% e 100% e os resultados registados na Tabela 5. 1 psi = 6895 Pa. A fibra e HAC foram iguais às usadas nos Exemplos 5 e 6.

Tabela 4

Componente A Quantidade em peso Cimento com elevado teor de 97,13 alumina Anidrite 0,00 Carbonato de Lítio 0,49 Heptonato de Sódio 0,18 Goma de guar 0,25 Fibra 1, 95 Total 100,00 Componente B 23 ΕΡ1377532

Taevalon 150 Relação de peso entre Componentes B e A 1,5:1

Tabela 5

Tempo de bombagem (mins) 45 Resistência à tracção (psi) HR = 65% 2 horas 113 4 horas 290 8 horas 410 24 horas 463 7 dias 623

Flexibilidade A flexibilidade aos 6 meses era boa, não havendo fissuras à dobragem em torno de uma curva com um diâmetro de 18 mm.

Exemplo 14

Foi preparada uma composição endurecível da forma previamente descrita a partir dos ingredientes a Tabela 6.

Tabela 6

Componente A Quantidade em peso Cimento com elevado teor de alumina 78,38 Anidrite 0, 00 Carbonato de Lítio 0, 32 24 ΕΡ1377532

Heptonato de Sódio 0, 14 Goma de guar 0,24 Gome de Welan 0, 12 Ggbf s 20,00 Fibra 0, 8 Total 100,00 Componente B Taevalon 200,00 Relação de peso entre Componentes B e A 2 :1

As amostras flexibilidade das foram testadas tal como foi amostras aos 6 meses provou descrito ser boa. acima.

Lisboa, 1 de Julho de 2010

Claims

ΕΡ1377532 REIVINDICAÇÕES 1. Composição endurecível compreendendo: (i) um componente à base de cimento que contém pelo menos 25% de aluminato de cálcio, dos quais pelo menos 40% é monoaluminato de cálcio, o referido componente à base de cimento contendo opcionalmente um ou mais componentes de carga sob a forma de partículas mas contendo menos de 10% em peso de sulfato de cálcio, as percentagens (%) sendo em peso com base no peso do componente à base de cimento, e (i i) uma emulsão aquosa de um polímero orgânico, as proporções de (i i) em relação a (i) sendo calculadas de forma que esta relaçao de peso dos polímeros sólidos em relação ao peso de (i) seja de 0,5:1 a 10:1, de preferência de 0,6:1 a 2,5:1, ou (iii) um polímero orgânico dispersível presente numa relação de quantidade dando uma relação em peso do polímero relativamente ao peso de (i) que vai de 0,5:1 a 10:1, de preferência de 0,6:1 a 2,5:1, na qual o componente (i) à base de comento contém uma quantidade de fibras de reforço suficiente para melhorar a resistência à tracção dos revestimentos formados a partir da composição endurecível mas não ultrapassando os 5% em peso do componente (i) à base de cimento. 1 ΕΡ1377532
2. Composição endurecível de acordo com a reivindicação 1, contendo água numa quantidade igual a pelo menos 50% em peso em relação ao peso do componente (i) à base de cimento, de preferência uma quantidade que vai dos 70% aos 250%.
3. Composição endurecível de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, na qual as fibra são formadas a partir de uma matéria plástica sintética, de vidro ou de aço.
4. Composição endurecível de acordo com a reivindicação 3, na qual a matéria plástica sintética é um polímero de hidrocarboneto ou uma poliamida.
5. Composição endurecível de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, na qual as fibras têm um comprimento entre 1 e 30 mm e um diâmetro entre 10 e 40 T|m.
6. Composição endurecível de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, na qual o aluminato de cálcio é fornecido por um cimento comercial com elevado teor de alumina.
7. Composição endurecível de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, na qual o aluminato de cálcio compreende pelo menos 60% em peso de monoaluminato de cálcio.
8. Composição endurecível de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, que compreende entre 0,02 a 5% de fibras de reforço em relação ao peso do componente (i) à base de cimento. 2 ΕΡ1377532
9. Processo de preparação de uma composição endurecível, que compreende a formação de um componente (i) à base de cimento que contém pelo menos 25% de aluminato de cálcio, dos quais pelo menos 40% são monoaluminato de cálcio, o referido componente à base de cimento contendo opcionalmente um ou mais componentes de carga sob a forma de partículas mas contendo menos de 10% em peso de sulfato de cálcio, as percentagens (%) sendo em peso com base no peso do componente à base de cimento, e a mistura do referido componente (i) à base de cimento com uma emulsão aquosa (ii) de um polímero orgânico, a quantidade de (ii) em relação a (i) sendo tal, de forma a proporcionar uma relação de peso dos polímeros sólidos relativamente ao peso de (i) entre 0,5;1 a 10:1, de preferência de 0,6:1 a 2,5:1, ou com um polímero orgânico dispersível (iii) e na qual a quantidade de polímero dispersível é tal de modo a dar uma relação de peso do polímero em relação ao peso de (i) que vai de 0,5:1 a 10:1, de preferência de 0,6:1 a 2,5:1, composição à qual se junta uma quantidade de fibras de reforço permitindo melhorar a resistência à tracção dos revestimentos formados a partir destas composições endurecíveis, a quantidade de fibras não ultrapassando os 5% em peso do componente (i) à base de cimento.
10. Processo de aplicação de um revestimento numa superfície, que compreende a formação de uma composição endurecível de acordo com a reivindicação 1 e a pulverização da composição numa superfície de modo a formar um revestimento com pelo menos 2 mm de espessura. Lisboa, 1 de Julho de 2010 3