PT1893705E - Método para a produção de um material compósito feito de pedras e de um material sintético - Google Patents

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DESCRIÇÃO "MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE UM MATERIAL COMPÓSITO FEITO DE PEDRAS E DE UM MATERIAL SINTÉTICO" A presente invenção tem por objetivo um método para a produção de um material compósito feito de pedras com uma granulometria compreendida entre 1 e 50 cm, e, de modo especial, brita, e de um material sintético, de modo especial um poliuretano compacto, que pode ser utilizado, de modo particular, na fixação e consolidação de margens ou de construções que se encontrem, pelo menos parcialmente, em meios aquáticos em movimento, como é o caso, por exemplo, de elementos de suporte e de elementos de construção. A fixação e a consolidação de margens, e, de modo especial, de taludes de margens, são muitas vezes necessárias para se conseguir uma regulação dos meios aquáticos em movimento. Inclusive aquando da edificação de construções novas e, de modo especial, aquando do saneamento e da reabilitação de vias navegáveis e de diques, na maior parte dos casos torna-se necessário proceder a uma fixação e a uma consolidação de zonas da margem.

Até à data, eram previamente preparados corpos compostos, feitos de brita e de betão de alta qualidade, para esse tipo de trabalhados de saneamento e de reabilitação, os quais eram então colocados no local em que tinham de ser utilizados. Este método, no entanto, não permite um saneamento e uma reabilitação de zonas danificadas da margem no próprio local. Por outro lado, este tipo de componentes caracteriza-se por um peso muito elevado. 2

Outra das desvantagens associadas ao betão é a sua falta de elasticidade. Esta faz com que o betão não esteja apto a suportar quaisquer tensões, levando a que estes corpos compostos se soltem com muita facilidade.

Uma das possibilidades de proceder ao saneamento e à reabilitação de zonas danificadas de margens no local consiste na utilização de formulações de alcatrão ou de betões liquidos, ou de argamassas liquidas passíveis de endurecimento, que eram depois aplicados por cima da brita de pedra dos taludes das margens a serem fixadas ou a serem consolidadas. Este método permite obter uma fixação e uma consolidação dos taludes das margens durante um dado período de tempo. Contudo, trata-se de um método que se caracteriza, acima de tudo, pela desvantagem de cariz ecológico de, com o passar do tempo, poderem ser libertados compostos fenólicos, ou outros compostos prejudiciais para o meio ambiente, do alcatrão. Além disso, a utilização desta metodologia dá azo à criação de estruturas integralmente coesas, ou seja, ininterruptas. Eventuais espaços ocos existentes no interior da zona da margem são totalmente anulados com a utilização deste método.

Também já é do conhecimento geral a utilização de poliuretano para a produção de elementos moldados, com substâncias minerais no seu interior, bem como para a fixação e a consolidação de camadas de pedra, de modo especial nas explorações mineiras.

Assim, a patente DE 35 02 997 descreve um método para a fixação e a consolidação de formações geológicas em explorações mineiras mediante o recurso a espumas de 3 poliuretano. Neste caso, são abertos furos nas formações a serem fixadas e consolidadas, que, em seguida, são enchidos com a mistura dos componentes liquidos para a reação do poliuretano, após o que são fechados. 0 poliuretano produz espuma, preenchendo, dessa forma, as fissuras existentes na formação geológica de pedra. Através do posterior endurecimento da espuma de poliuretano, a formação é fixada e consolidada. No entanto, um método do tipo do que aqui é descrito não pode ser utilizado para o saneamento e a reabilitação de taludes, e, de modo especial, de taludes de margens, já que, nesse caso, não se pretende que tenha lugar uma formação de espuma, na medida em que a penetração de água na espuma, com o passar do tempo, iria dar azo à destruição dessa espuma.

Na patente DE 102 41 293 é descrito um método de fixação e de consolidação de margens. De acordo com o método descrito nessa patente, é aplicado um poliuretano compacto, e extremamente hidrófobo, na zona da margem a ser fixada e consolidada. Mas, para que este método possa ser utilizado, é condição essencial a zona da margem a ser fixada e consolidada caracterizar-se por uma superfície regular.

Numa outra forma de realização deste método são produzidos corpos moldados, sendo que é introduzida pedra, e, de preferência, brita, num molde, sobre a qual é posteriormente deitado o sistema de poliuretano, sendo que por sistema de poliuretano se entende a mistura de reação líquida dos constituintes iniciais do poliuretano. Os corpos moldados obtidos após o endurecimento podem ser colocados no talude da margem. 4

Contudo, em ambos os casos se torna praticamente impossível conseguir uma distribuição uniforme do poliuretano sobre as pedras. Por outro lado, e, de modo especial, se a base for irregular, a aplicação do sistema sobre o talude da margem pode dar azo a uma fixação e a uma consolidação insuficientes do talude. A presente invenção tinha pois por objetivo a divulgação de um material simples de fixação e de consolidação de margens, que permitisse não só alcançar uma resistência elevada da margem, mas também que a margem assim fixada e consolidada ficasse apta a suportar uma sobrecarga mecânica elevada.

Trata-se de um objetivo que pôde ser alcançado na medida em que, num primeiro passo, um dispositivo misturador mistura os constituintes iniciais líquidos de um material sintético com pedras com uma granulometria compreendida entre 1 e 50 cm e em que, num segundo passo, esta mistura é aplicada sobre a zona da margem a ser fixada e consolidada ou é aplicada em construções que se encontrem, pelo menos parcialmente, em meios aquáticos em movimento, como é o caso, por exemplo, de elementos de suporte e de elementos de construção, ou ainda que é moldada num componente em que o material sintético se endurece.

Em face do exposto, a presente invenção tem pois por objetivo a divulgação de um método para a produção de um material compósito feito de um material sintético e de pedras soltas com uma granulometria compreendida entre os 1 e os 50 cm, método esse que inclui os seguintes passos: a) Mistura das pedras soltas com os constituintes 5 iniciais líquidos do material sintético num misturador b) Extração dessa mistura do misturador, c) Endurecimento do material sintético.

Os materiais sintéticos utilizados podem ser, por exemplo, poliuretanos, resinas epóxicas, resinas de poliéster insaturadas, acrilatos e metil acrilatos. É dada uma preferência especial à utilização de poliuretano. Já no tocante às pedras soltas, é dada preferência a brita, e, a que é dada uma preferência muito especial, a brita de granito. As pedras têm uma granulometria compreendida entre 1 e 50 cm, e, de preferência, compreendida entre 1 e 20 cm, e, a que é dada uma preferência especial, entre 2 e 15 cm, sendo que a maior preferência recai em pedras com uma granulometria compreendida entre 2,5 e 6,5 cm.

Em principio, e no que diz respeito aos misturadores utilizados para a mistura das pedras soltas com os constituintes iniciais do material sintético, podem ser utilizados todos os tipos de misturadores com os quais se obtenha um humedecimento essencialmente total das pedras com os constituintes iniciais líquidos do material sintético. Contudo, demonstraram ser particularmente aconselháveis os misturadores que são constituídos por um recipiente aberto, como, por exemplo, um tambor, que, de preferência, esteja equipado com dispositivos acessórios. Para efetuar a mistura, tanto pode ser adotada uma solução em que seja o tambor a ser colocado em rotação, quanto uma 6 em que sejam os dispositivos acessórios a deslocar-se.

Este tipo de misturadores já são do conhecimento dos peritos nesta matéria, sendo utilizados, por exemplo, na indústria de construção civil para a produção de misturas de betão.

Quando a mistura é diretamente aplicada sobre a superficie a ser fixada e consolidada, pode ser vantajoso instalar o misturador num veiculo motorizados, como, por exemplo, num veiculo trator, num carregador frontal ou num camião. Nesta forma de realização do método concebido de acordo com a presente invenção a mistura pode sempre ser transportada para o local em que deverá ser aplicada. Uma vez esvaziado o misturador, a mistura pode então ser espalhada manualmente, com a ajuda de ancinhos, por exemplo.

Numa forma de realização do método de acordo com a presente invenção, a mistura das pedras com os constituintes iniciais do material sintético tem lugar de forma continua. Para tal, as pedras e os constituintes iniciais do material sintético são continuamente alimentados ao misturador, sendo as pedras assim humedecidas continuamente descarregadas. Ao se adotar esta metodologia, no entanto, é preciso ter atenção para garantir que as matérias primas permaneçam no misturador tanto tempo quanto o necessário para assegurar que possa ter lugar um humedecimento suficiente das pedras. Atendendo ao objetivo que se pretende alcançar, um dispositivo de mistura do tipo daquele que é descrito aqui pode ser deslocado ao longo das zonas a serem fixadas e consolidadas a uma velocidade tal, que as pedras 7 humedecidas com os constituintes iniciais do material sintético sejam descarregadas do misturador numa quantidade correspondente à necessária para a operação de fixação e consolidação. Por outro lado, também é possivel operar o dispositivo de mistura de forma continua, com ele estacionário num dado local, e transportar as pedras humedecidas, descarregadas do misturador, para o local onde deverão ser aplicadas.

Numa outra forma de realização da conceção do método concebido de acordo com a presente invenção de modo a operar em continuo, o misturador pode ser um tambor rotativo, ao qual são continuamente alimentadas pedras. Este tambor está equipado com bocais que distribuem constantemente os constituintes iniciais do material sintético sobre as pedras. Neste caso, a rotação do tambor assegura uma boa mistura do material sintético com as pedras. Através de uma abertura existente no fundo do tambor, são então descarregados continuamente materiais compósitos de material sintético e de pedras. Um tambor rotativo tanto pode estar colocado na horizontal, como pode estar inclinado de acordo com diversos ângulos, para promover a descarga.

Ainda numa outra forma de realização do método de operação em continuo as pedras são continuamente transportadas num tapete de transporte que passa pelo interior de um túnel. 0 dito túnel dispõe de aberturas através das quais são continuamente despejados os constituintes iniciais sobre as pedras. Nesse caso, no fim do tapete de transporte as pedras caem num tambor de mistura aberto, que remove o material compósito com uma velocidade de transporte regulável. 8 A espessura da camada do material compósito deverá corresponder a, de preferência, pelo menos 10 cm, na medida em que, se a espessura for inferior, é frequente a estabilidade mecânica não ser suficiente. A espessura máxima depende das particularidades do local, e pode chegar aos 5 metros, por exemplo.

Aquando da produção de corpos moldados, a mistura das pedras soltas com os constituintes iniciais do material sintético, depois de concluída, é deitada num molde que, de preferência, tem a abertura voltada para cima, e dentro do qual o material sintético endurece. O corpo de material compósito assim obtido pode então ser colocado na margem. Os corpos moldados têm, de preferência, uma granulometria correspondente a 100 + 50 x 100 + 50 x 15 + 10 cm.

Para a produção da mistura deve ser selecionada uma duração que, no minimo, garanta que as pedras sejam o mais possivel inteiramente humedecidas com a mistura liquida e que, no máximo, assegure que o material sintético ainda não fique duro.

Em principio também é possivel colocar as pedras soltas sobre a margem, com a espessura pretendida, e em seguida, aplicar-lhes por cima, com um dispositivo adequado, que pode ser, por exemplo, uma pistola pulverizadora, os constituintes iniciais liquidos do material sintético, que dessa forma se distribuem e endurecem no local. No entanto, e quando comparada com o método concebido de acordo com a presente invenção, esta metodologia apresenta a desvantagem de, neste caso, a distribuição do material sintético ser feita de forma irregular e de não poderem ser excluidas zonas defeituosas, em que não esteja 9 presente qualquer material sintético. Além disso, no caso de existirem impurezas caracterizadas por uma aderência reduzida, ou mesmo sem qualquer aderência, como, por exemplo, zonas de areia ou de terra, essas impurezas podem causar problemas no que diz respeito à aderência das pedras umas às outras, e, por conseguinte, causar problemas no que respeita à estabilidade do material compósito. Já no método concebido de acordo com a presente invenção, pelo contrário, também se torna possível utilizar pedras que apresentem impurezas caracterizadas por uma aderência reduzida, ou mesmo sem qualquer aderência, na sua superfície. Através dos esforços mecânicos a que as pedras são submetidas durante o processo de mistura, estas impurezas são removidas da superfície das pedras, pelo que deixam de poder exercer uma influência prejudicial na aderência das pedras umas às outras.

Numa forma de realização preferencial do método concebido de acordo com a presente invenção pode ser aplicada areia sobre a superfície do corpo moldado. A fim de que essa areia adira à superfície, ela deverá ser aplicada sobre a superfície dos corpos compostos antes de o material sintético ter endurecido completamente.

Podem ser utilizados quaisquer tipos de areias. Por outro lado, também pode ser utilizada areia natural ou areia artificial, como, por exemplo, areia estabilizada com escória ou escória granulada.

Numa forma de realização a que é dada preferência é utilizada areia de sílica. 10 O tamanho do grão da areia pode variar dentro de limites muito amplos. 0 ideal será o tamanho do grão estar compreendido dentro do intervalo vulgar, ou seja, entre 0,002 e 2 mm. É dada preferência à utilização de areias finas, ou seja, aquelas areias cujos grãos tenham um tamanho compreendido entre 0,06 e 0,2 mm, de areias médias com um tamanho do grão compreendido entre 0,2 e 0,6 mm e/ou de areias grosseiras com um tamanho de grão compreendido entre 0,6 e 2,0 mm. A quantidade de areia utilizada deve ser selecionada de modo a que as superfícies dos corpos moldados fiquem essencialmente cobertas, mas a que os seus poros não fiquem entupidos. O ideal será utilizar uma quantidade de areia compreendida entre 2 a 4 kg/m^ do corpo moldado. A aplicação da areia aumenta os pontos de contacto entre as pedras. Além disso, a areia também protege os corpos moldados contra os raios UV. A superfície rugosa, que se obtém através da adição da areia, favorece a colonização por seres vivos como, por exemplo, por plantas e por musgos, nos corpos moldados que foram colocados nas zonas a fixar e a consolidar. Uma particularidade que se pode tornar vantajosa quando se instalam os corpos moldados em zonas de paisagem protegida. A relação entre a quantidade de material sintético e a quantidade de pedra deve ser selecionada, no mínimo, de modo a que seja garantida uma resistência suficiente do material compósito. As quantidades exatas também dependem, por exemplo, da intensidade dos esforços a que os corpos 11 moldados vão ser sujeitos nas zonas das margens onde vão ser colocados.

Na medida em que nos materiais compósitos concebidos de acordo com a presente invenção as pedras estão unidas umas às outras essencialmente através das respetivas superfícies de contacto, ocorrem espaços ocos, o que faz com que os materiais compósitos sejam permeáveis à água. Isto faz com que a energia com que a água embate no composto de brita seja melhor absorvida por via do escoamento da água através dos espaços ocos, não dando, por conseguinte, azo à destruição do corpo moldado. 0 termo margem, tal como utilizado na presente invenção, pode ser entendido como as margens de ribeiros, de rios ou de canais. Pode ainda ser entendido como as margens de lagos, de represas ou de zonas costeiras de mares. Por outro lado, este termo pode referir-se tanto a margens planas, como a taludes, represas, quebra-mares ou diques.

Outra possibilidade de utilização do método concebido de acordo com a presente invenção é a proteção de construções que se encontrem, pelo menos parcialmente, em meios aquáticos em movimento, contra o desassoreamento por corrente de varrer, como costuma ser chamado. Ou, explicando por outras palavras, o que esta expressão significa é um afundamento localizado do fundo do meio aquático em movimento, e, de modo especial, do leito do rio, principalmente quando existem correntes de água fortes em zonas estreitas, mas frequentemente também em pilares de pontes, onde, em resultado da acumulação e do subsequente gradiente mais forte devido à corrente em remoinho, ou seja, o turbilhão da água, como também pode 12 ser chamado, as fundações são prejudicialmente afetadas. Um efeito que também pode ser encontrado, por exemplo, em pilares de suporte ou de pontes de pontões, em pontes sobre cursos ou extensões de água e/ou em pontes flutuantes, em instalações portuárias, como, por exemplo, molhes flutuantes ou fixos, cais, ou em instalações de colocação em terra, em instalações de cais, em casas de barcos, em paredões de margens, em plataformas de perfuração, em instalações off-shore, como, por exemplo, geradores eólicos, balizas marinhas, faróis ou plataformas de medição, em estações hidroelétricas, em túneis ou em sistemas de pilares.

Todas estas são áreas em que o método concebido de acordo com a presente invenção pode ser utilizado de forma particularmente vantajosa, na medida em que outros tipos de aplicação dos constituintes iniciais líquidos do material sintético se revestiriam de desvantagens quando utilizados nestes casos. Se, por exemplo, se começasse por aplicar as pedras e só depois se aplicasse, por cima delas, os constituintes iniciais líquidos do material compósito, o movimento da água poderia fazer com que não tivesse lugar uma distribuição uniforme dos constituintes iniciais sobre as pedras. A geometria dos materiais compósitos aplicados para contrariar o desassoreamento por corrente de varrer tem por base as condições da corrente no local em causa. construções, quanto a certa

Assim, e dependendo das condições da corrente no local em causa, os materiais compósitos para evitar o desassoreamento por corrente de varrer podem ser aplicados tanto diretamente nas 13 distância das mesmas.

Devido ao sistema de espaços ocos aberto por que o corpo de material compósito se caracteriza, que está apto a suportar a energia hidrodinâmica, e que, por conseguinte, quebra a energia das ondas ou da corrente, dando azo, por consequência, a um desassoreamento por corrente de varrer claramente menor, podem ser evitados danos nas construções, por um lado, e a capacidade de suporte de elementos de apoio e estruturais pode ser aumentada, pelo outro.

Outra das vantagens reside na facilidade com que podem ser feitas reparações nos materiais compósitos.

Tal como já descrevemos anteriormente, no caso dos materiais sintéticos em causa trata-se de materiais sintéticos que são produzidos a partir de constituintes iniciais liquidos que endurecem, dando azo a materiais sintéticos firmes. 0 ideal será esses materiais sintéticos serem compactos, ou seja, não conterem praticamente quaisquer poros. Quando comparados com os materiais sintéticos alveolares, os materiais sintéticos compactos destacam-se pela sua maior estabilidade mecânica. Podem surgir bolhas de ar no interior dos materiais sintéticos, as quais, na maior parte das vezes, não são criticas.

Contudo, a presença destas bolhas de ar deve ser o mais minimizada possível.

Por outro lado, é dada preferência a que os materiais sintéticos sejam hidrófobos. Esta característica suprime o desgaste do material sintético pela água. 14

No que diz respeito aos poliuretanos a serem preferencialmente utilizados, importa dizer o seguinte:

Por constituintes iniciais do poliuretano, no âmbito da presente invenção, entendem-se, em termos latos, compostos com grupos isocianatos livres e compostos com grupos que reagem aos grupos isocianatos. Na sua grande maioria, os grupos que reagem aos grupos isocianatos são grupos hidroxilicos ou grupos aminicos. É dada preferência a grupos hidroxilicos, uma vez que os grupos aminicos são extremamente reativos, o que, assim sendo, obriga a que a mistura da reação tenha de ser trabalhada muito depressa. De ora em diante, aos produtos obtidos da decomposição destes constituintes iniciais irá ser dada a designação geral de poliuretanos.

Em nenhum dos dois métodos aqui divulgados se torna necessário as pedras estarem secas. De forma surpreendente, mesmo que as pedras estejam molhadas, ou, inclusive, que estejam submersas, mantém-se uma boa aderência entre o poliuretano e as pedras.

No que diz respeito aos poliuretanos, podem ser usados os compostos usuais e já conhecidos deste tipo. A produção destes materiais resulta da decomposição de poli-isocianatos com compostos com, pelo menos, dois átomos de hidrogénio ativos. Em principio, e como poli-isocianatos podem ser utilizados todos os poli-isocianatos, misturas e pré-polímeros que, à temperatura ambiente, se apresentem líquidos, e que tenham, pelo menos, dois grupos isocianantos. É dada preferência a que sejam utilizados poli-isocianatos 15 aromáticos, e, a que é dada uma preferência muito especial, a que sejam utilizados isómeros do di-isocianato de tolueno (TDI) e do difenilmetano di-isocianato (MDI), e, de modo especial, a que sejam utilizadas misturas de MDI e de polifenileno polimetileno poli-isocianatos (MDI bruto). Os poli-isocianatos também podem ser modificados, por exemplo, através da adição de grupos isocianatos e, de modo especial, através da adição de grupos uretânicos. Estes compostos referidos em último lugar são obtidos a partir da decomposição de poli-isocianatos com uma quantidade insuficiente de compostos com, pelo menos, dois átomos de hidrogénio ativos e a que, regra geral, é dado o nome de pré-polímeros com NCO. Regra geral, o seu teor de NCO situa-se no intervalo compreendido entre 2 e 29 de % de peso.

No que diz respeito aos compostos com, pelo menos, dois átomos de hidrogénio reativos a grupos isocianatos, na maior parte dos casos são utilizados álcoois polifuncionais, ou polióis, como também são denominados, ou, a que é dada menos preferência, aminas polifuncionais.

Numa forma de realização preferencial do método concebido de acordo com a presente invenção os poliuretanos compactos utilizados são os que dispõem de um acabamento hidrófobo. Esta hidrofobia pode ser obtida, de modo especial, através da adição de componentes gordos hidroxilo funcionais a, pelo menos, um dos constituintes iniciais o sistema de poliuretano e, de preferência, aos componentes poliólicos. São já do conhecimento dos peritos nesta matéria inúmeros componentes gordos hidroxilo funcionais que podem ser 16 utilizados. Exemplos deles são, nomeadamente, o óleo de rícino, óleos modificados com grupos hidroxilicos, como é o caso do óleo de grainha de uvas, do óleo de nigela, do óleo de sementes de abóbora, do óleo de sementes de borragem, do óleo de soja, do óleo de gérmen de trigo, do óleo de palma, do óleo de girassol, do óleo de amendoim, do óleo de caroço de damasco, do óleo de pistácio, do óleo de amêndoas, do azeite, do óleo de noz macadâmia, do óleo de abacate, do óleo de espinheiro amarelo, do óleo de sésamo, do óleo de avelãs, do óleo de prímula noturna, do óleo de rosa selvagem, do óleo de cânhamo, do óleo de cardo, do óleo de noz, bem como ésteres de ácidos gordos modificados com grupos hidroxilicos, à base de ácido miristoleico, de ácido palmitoleico, de ácido oleico, de ácido vacénico, de ácido petroselínico, de ácido gadoleico, de ácido erúcico, de ácido nervónico, de ácido linólico, de ácido linolénico, de ácido estearidónico, de ácido araquidónico, de ácido eicosapentaenoico, de ácido clupanodónico, de ácido docosa-hexaenoico. É dada preferência à utilização do óleo de rícino e dos produtos da sua decomposição com óxidos de alquileno ou resinas à base de cetona e de formaldeído. Estes últimos compostos são comercializados, por exemplo, pela Bayer AG sob a marca Desmophen® 1150.

Outro grupo de polióis gordos a cuja utilização é dada preferência pode ser obtido através da abertura do anel de ésteres de ácidos gordos epoxidados perante a decomposição simultânea com álcoois e, eventualmente, processos de transesterificação subsequentes. A adição de grupos hidroxilicos a óleos e a gorduras tem lugar, principalmente, por meio da epoxidação das ligações duplas olefínicas contidas nestes produtos, seguida da 17 decomposição dos grupos epóxidos formados com um álcool univalente ou polivalente. Durante este processo do anel epóxido resulta um grupo hidroxilico ou, no caso dos álcoois polifuncionais, resulta uma estrutura com um número mais elevado de grupos OH. Uma vez que, na maior parte dos casos, os óleos e as gorduras são ésteres de glicerina, quando as reações mencionadas acima têm lugar, têm igualmente lugar outras reações de decomposição paralelas. Os compostos assim obtidos têm, de preferência, um peso molecular no intervalo compreendido entre os 500 e os 1500 g/mol. Este tipo de produtos é comercializado pela Henkel, por exemplo.

Numa forma de realização do método concebido de acordo com a presente invenção a que é dada preferência, é utilizado, como poliuretano compacto, um poliuretano que pode ser obtido a partir da decomposição de poli-isocianatos com compostos com, pelo menos, dois átomos de hidrogénio reativos com grupos isocianatos, caracterizado por os compostos com, pelo menos, dois átomos de hidrogénio reativos conterem, pelo menos, um poliol gordo e, pelo menos, uma resina de hidrocarboneto aromática modificada com fenol, e, de modo especial, uma resina de cumarona-indeno. Estes poliuretanos, bem como os componentes da sua composição, caracterizam-se por uma hidrofobia de tal forma elevada, que, em principio, até podem endurecer debaixo de água.

Como resinas de hidrocarbonetos aromáticas modificadas com fenóis com um grupo fenólico independente, são, de preferência, utilizadas resinas de cumarona-indeno modificadas com fenol e, a que é dada uma preferência muito especial, misturas técnicas de resinas de 18 hidrocarbonetos aromáticas, e, de modo especial, aquelas misturas que têm, como seu constituinte principal, compostos com a fórmula geral (I)

em que n está compreendido entre 2 e 28. Os produtos deste tipo estão à venda no mercado e são comercializados, por exemplo, pela Rutgers VFT AG sob a marca NOVARES®.

As resinas de hidrocarbonetos aromáticas modificadas com fenol, e, de modo especial, as resinas de cumarona-indeno modificadas com fenol, caracterizam-se, na maior parte dos casos, por um teor de OH compreendido entre os 0,5 e os 5,0 de % de peso. O ideal será o poliol gordo e a resina de hidrocarbonetos aromática modificada com fenol, e, de modo especial, a resina de cumarona-indeno, serem utilizados numa relação de peso compreendida entre 100 : 1 e 100 : 50.

Juntamente com os compostos acima mencionados, podem ser utilizados outros compostos com, pelo menos, dois átomos de hidrogénio ativos. Devido à resistência elevada à hidrólise que os caracteriza, é dada preferência aos álcoois de poliéter. Estes álcoois são obtidos mediante a utilização de métodos comuns e já conhecidos, e, na maioria dos casos, através da fixação de óxidos de alquileno a constituintes iniciais H-funcionais. Os álcoois de poliéter utilizados juntamente deverão ter, de 19 preferência, uma funcionalidade de, pelo menos, 3, e um indice de hidroxila de, pelo menos, 400 mgKOH/g, e, de preferência, de pelo menos 600 mgKOH/g, sendo dada preferência a que esse índice esteja compreendido no intervalo entre 400 e 1000 mgKOH/g. A sua obtenção é feita da maneira vulgar, através da decomposição de, pelo menos, constituintes iniciais trifuncionais com óxidos de alquileno. Como óxido de alquileno é dada preferência à utilização de óxido de propileno. À mistura da reação podem ser adicionados outros componentes comuns, como, por exemplo, catalisadores e adjuvantes e aditivos comuns. De modo especial, à mistura de reação deverão ser adicionados dessecantes, como, por exemplo, zeólitos, com vista a evitar a acumulação de água nos componentes e, dessa forma, evitar uma formação de espuma nos poliuretanos. A produção destes materiais resulta da decomposição de poli-isocianatos com compostos com, pelo menos, dois átomos de hidrogénio ativos. Na terminologia técnica, esta mistura é frequentemente indicada por constituintes de poliol. Com vista a melhorar a estabilidade a longo prazo dos materiais compósitos, é ainda vantajoso adicionar meios contra o ataque de micróbios. Por outro lado, também se torna vantajoso adicionar estabilizadores de UV, com vista a evitar a friabilidade dos corpos moldados.

Em princípio, os poliuretanos utilizados podem ser obtidos sem a presença de catalisadores. No entanto, e com vista a melhorar o endurecimento, podem ser adicionados catalisadores. No que diz respeito aos catalisadores, o ideal será serem selecionados aqueles que dão origem a um tempo de reação o mais longo possível. Isto faz com que 20 seja possível que a mistura de reação se mantenha líquida durante muito tempo. Tal como foi descrito, em princípio é possível trabalhar sem recorrer a qualquer catalisador. A combinação dos poli-isocianatos com os compostos com, pelo menos, dois átomos de hidrogénio reativos com grupos isocianatos deveria ter lugar numa relação tal, que se obtenha um excesso estequiométrico de grupos isocianatos de, de preferência, pelo menos 5 %, e, de modo especial, no intervalo compreendido entre 5 e 60 %.

Os poliuretanos hidrófobos preferencialmente utilizados caracterizam-se por uma maneabilidade particularmente boa. Assim, estes poliuretanos caracterizam-se por uma aderência particularmente elevada, de modo especial a substratos húmidos como, por exemplo, pedra molhada, e, de modo especial, a brita de granito. Apesar da presença da água, o endurecimento do poliuretano faz-se de modo a que ele resulte praticamente compacto. Os poliuretanos compactos utilizados evidenciam, inclusive em camadas finas, um endurecimento compacto total.

Desta forma, os poliuretanos preferencialmente utilizados estão indicados de forma excecional, para a fixação e a consolidação de taludes de margens, e, de modo especial, de barragens e de diques. A ligação entre a pedra e o poliuretano é muito forte. Por outro lado, e, de modo especial aquando da utilização de poliuretanos extremamente hidrófobos, não tem lugar praticamente qualquer desgaste dos poliuretanos e, por conseguinte, obtém-se uma durabilidade muito longa dos taludes das margens fixados e consolidados segundo o método concebido de acordo com a presente invenção. 21 A fim de implementar o método concebido de acordo com a presente invenção são misturados, de preferência, os poli-isocianatos com os compostos com, pelo menos, dois átomos de hidrogénio ativos, após o que a mistura assim obtida é então misturada com as pedras. Em principio também seria possível adicionar separadamente cada um dos constituintes iniciais do poliuretano às pedras, e em seguida misturá-los juntamente com as pedras. No entanto, neste caso pode obter-se uma mistura irregular e, por consequência, as propriedades mecânicas do poliuretano podem ser insuficientes. A mistura dos constituintes iniciais do poliuretano pode ter lugar da forma já amplamente conhecida. Na sua forma mais simples, os componentes podem ser introduzidos num recipiente, como, por exemplo, num balde, na relação de quantidades pretendida, ser misturados por meio de agitação simples e, em seguida, ser misturados com as pedras no dispositivo de mistura. Também é possível misturar os constituintes iniciais do poliuretano num órgão de mistura normalmente utilizado na indústria química de poliuretanos, como, por exemplo, numa caixa de mistura, e, feita a mistura, pô-la em contacto com as pedras. A presente invenção vai ser explicada, de forma mais detalhada, com base nos exemplos que se seguem.

Exemplo 1: (Produção de um material composto de brita e poliuretano por meio de mistura mecânica) "Fliegel Duplex

Num conjunto de mistura (do modelo 22

Mischschaufel", constituído por um tambor de mistura de grandes dimensões com braços de mistura instalados no seu interior) foram introduzidos aprox. 1200 kg, ou, por

O outras palavras, aprox. 0,5 m , de brita com uma granulometria média compreendida entre aprox. 2 e 10 cm. Ao conteúdo do tambor de mistura foram adicionados 18 kg de uma mistura de reação de poliuretano líquida preparada separadamente, sendo que esta mistura de reação foi obtida a partir de 12 kg de uma mistura de polióis, denominada constituinte de poliol, e de 6 kg de um poli-isocianato, componente de isocianato. A mistura de brita e de mistura de reação de poliuretano líquida foi misturada, de forma intensa, no tambor de mistura durante aprox. 2 a 3 minutos, de modo a que todas as superfícies das pedras que constituíam a brita fossem humedecidas pela mistura de reação de poliuretano. O tambor de mistura com o seu conteúdo foi posicionado de modo a que o seu conteúdo pudesse ser diretamente espalhado pela zona da margem a ser fixada e consolidada. Com a ajuda de ancinhos, esta mistura de brita e da mistura de reação de poliuretano espalhada pela sua superfície foi espalhada de modo a que, após o endurecimento, se obtivesse um material compósito com uma espessura uniforme de aprox. 30 cm, sólida, mas, apesar disso, permeável à água. O material composto assim obtido resistiu às cargas a que esteve sujeito em virtude das ondas de água, fixando e consolidando, dessa forma, a zona da margem.

Lisboa, 31 de maio de 2013

Claims (18)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Método para a produção de um material compósito feito de um material sintético e de pedras soltas com uma granulometria compreendida entre os 1 e os 50 cm, método esse que inclui os seguintes passos: a) Mistura das pedras soltas com os constituintes iniciais líquidos do material sintético num misturador b) Extração dessa mistura do misturador, c) Endurecimento do material sintético.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o método poder ser executado de uma forma descontínua.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o método poder ser executado de uma forma contínua.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a mistura, no passo b) , ser aplicada sobre uma superfície a consolidar ou a fixar.

5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a mistura, no passo b), ser deitada para o interior de um molde.

6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser aplicada areia sobre a superfície do material sintético. 2

7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a mistura obtida através do passo b) ser aplicada sobre uma superfície a consolidar ou a fixar, como, por exemplo, margens, ladeiras, taludes, e/ou em construções que se encontrem, pelo menos parcialmente, em meios aquáticos em movimento, como é o caso, por exemplo, de elementos de suporte e de elementos de construção.

8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a mistura obtida através do passo b) ser deitada para o interior de um molde, o material sintético endurecer, e o corpo moldado assim obtido ser colocado sobre superfícies como, por exemplo, margens, ladeiras, taludes, ou em construções que se encontrem, pelo menos parcialmente, em meios aquáticos em movimento, como é o caso, por exemplo, de elementos de suporte e de elementos de construção.

9. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o material sintético ser selecionado do grupo que contém poliuretanos, resinas epóxicas, resinas de poliéster insaturadas, acrilatos e metil acrilatos.

10. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o material sintético ser um poliuretano.

11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por o poliuretano ser hidrófobo.

12. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por o poliuretano ser compacto. 3

13. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por o poliuretano compacto poder ser obtido através da decomposição de i) poli-isocianatos com ii) compostos com, pelo menos, dois átomos de hidrogénio reativos com grupos isocianatos, e por os compostos com, pelo menos, dois átomos de hidrogénio reativos conterem, pelo menos, um poliol gordo.

14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por os componentes ii) conterem, pelo menos, uma resina de hidrocarbonetos aromática modificada com fenol.

15. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por os componentes ii) conterem, pelo menos, um poliol gordo e, pelo menos, uma resina de hidrocarbonetos aromática modificada com fenol.

16. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por de o poliol gordo ser selecionado do grupo que contém o óleo de ricino, óleos modificados com grupos hidroxilicos, como é o caso do óleo de grainha de uvas, do óleo de nigela, do óleo de sementes de abóbora, do óleo de sementes de borragem, do óleo de soja, do óleo de gérmen de trigo, do óleo de palma, do óleo de girassol, do óleo de amendoim, do óleo de caroço de damasco, do óleo de pistácio, do óleo de amêndoas, do azeite, do óleo de noz macadâmia, do óleo de abacate, do óleo de espinheiro amarelo, do óleo de sésamo, do óleo de avelãs, do óleo de primula noturna, do óleo de 4 rosa selvagem, do óleo de cânhamo, do óleo de cardo, óleo de noz, bem como ésteres de ácidos gordos, modificados com grupos hidroxílicos, à base de ácido miristoleico, de ácido palmitoleico, de ácido oleico, de ácido vacénico, de ácido petroselinico, de ácido gadoleico, de ácido erúcico, de ácido nervónico, de ácido linólico, de ácido linolénico, de ácido estearidónico, de ácido araquidónico, de ácido eicosapentaenoico, de ácido clupanodónico, de ácido docosa-hexaenoico, e ainda bem como polióis gordos obtidos através da abertura do anel de ésteres de ácidos gordos epoxidados perante a decomposição simultânea com álcoois.

17. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por a resina de hidrocarboneto aromática modificada com fenol ser uma resina de cumarona-indeno modificada com fenol.

18. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por a resina de hidrocarboneto aromática modificada com fenol ter um teor de OH compreendido entre 0,5 e 5,0 de % de peso. Lisboa, 31 de maio de 2013