PT87333B - Processo para a preparacao de uma composicao para cimento que faz presa a baixas temperaturas - Google Patents

Processo para a preparacao de uma composicao para cimento que faz presa a baixas temperaturas Download PDF

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Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
Os cimentos hidráulicos com aditivos são bem conhecidos pela sua utilização de materiais, como por exemplo cinzas volantes e outras pozolanas, que podem dar origem a betão durável e com bom limite final de resistência. Infelizmente, estes cimentos com aditivos da técnica anterior não atingem geralmente resistências utilizáveis durante um longo período de tempo, e, assim, os programas de construção são atrasados. Além disso, a maior parte destas composições são composições de cimento portland em que a temperatura de presa recomendada é de 16 a 27°C e
- 1 í náo se obtem absolutamente qualquer presa abaixo de 2°C.
Embora a capacidade para construir estru turas utilizando cimento, como por exemplo estradas, aeroportos, e construções semelhantes, a baixas temperaturas, seja de há muito tempo investigada, e sejam desejáveis, para estruturas deste tipo, reparações a temperaturas inferiores a 2°C e mesmo substâncialmente inferiores, é absolutamente essencial na sociedade moderna, As composições de cimento anteriores não tem permitido que isto se faça e, assim, tem continuado a investigação. Para além da capacidade de presa a estas temperat ras baixas, é essencial atingir-se rapidamente a resistência utilizável.
BREVE
DA INVENG.
De acordo com a invenção, desenvolveu-se um cimento hidráulico com aditivos que confere resistências elevadas a curto prazo, elevadas limites finais de resistência, turabilidade, e capacidade de continuar aumentar a resistência a temperaturas inferiores à de congelação.
Este cimento pode ser utilizado para construção ou reparação rápida de betão para betonagem em tempo quente e em tempo frio, bem como betonagem em condições climáticas. Este cimento pode ser utilizado para betão pré-vasado e pré-esforçado ou sem presa pelo calor.
A composição da presente invenção inclui os seguintes componentes:
De 50 partes a cerca de 80 partes de cimento portland
De 13 partes a ceroa de 35 partes de cinzas volantes
De 0 partes a oerca de 10 partes de metacaulino ria aditivos
De 0 partes a cerca de 6 partes de escó
De 0 partes a 4 partes de mistura de
De 1 parte a cerca de 5 partes de oarbonato de potássio
Quando se utiliza o cimento da presente invenção em betão ou argamassa, o material endurecido resultante tem resistência, suficiente para ser colocado em serviço algumas horas apóe ter sido vazado. Esta resistência pode ser obtida sem presa pelo calor e continua a aumentar mesmo qúando o material endurecido se encontra a uma temperatura inferior ao ponto de congelação da água.
Embora se indique que a quantidade de metacaulino na composição pode variar de 0 a 10 partes, e que a quantidade de carbonato de potássio pode ser de 1 a 5 partes para conseguir a presa contínua a temperaturas abaixo do ponto de congelação da água, devem existir pelo menos 4 partes de mecacaulino presentes ou 2 partes de carbonato de potássio, ou uma combinação de dois para conferir um total de 2 partes com base na fórmula:
Partes = partes de carbonato de potássio + 1/2 (partes de metacaulino)
Embora o betão com presa obtido de acordo oom a presente invenção seja principalmente adequado para reparações ou reconstruções rápidas, ele não se limita a isco e pode ser efectivamente utilizado também para construções novas. A composição pode ter uma resistência à compressão ao fim de um mês de 83 MPa, ou mesmo mais. Essas - 3 -
resistências à compressão estão aoima das resistências à oompressão facilmente atingíveis com as composiçães de cimento portland actuais.
DESCRIÇÃO MS CONCRETIZAÇÕES PREFERIDAS cimento hidráulico com aditivos da presente invenção tem, como anteriormente indicado os seguintes componentes;
De 50 partes a cerca de 80 partes de cimento portland
De 13 partes a cerca de 35 partes de cinzas volantes
De 0 partes a cerca de 10 partes de
metacaulino
De 0 partes a cerca de 6 partes de
escória
De 0 partes a 4 partes de mistura de
aditivos
De 1 parte a cerca de 5 partes de car bonato de potássio.
cimento portland que se utiliza na composição pode ser qualquer dos tipos referidos na norma ASTM C 15O-85A, ou qualquer mistura pretendida destas composições. A quantidade de cimento portland utilizado é, de preferência, de 55 a 60 partes em peso.
A quantidade de cinza volante é, em parte, dependente da quantidade de cimento portland utilizada na composição, A quantidade de cinza volante é,de preferência, de 20 a 30 partes em peso. Os totais de cimento portland, cinza volante, e escória, são também interdependentes e, em geral a quantidade total das três componentes deve ser entre 83 e 91 partes em peso. Além disso, á medida
que diminui a quantidade de oinza volante, ela pode ser compensada, por, parcialmente, utilização crescente de metaoaulino.
tipo de oinza volante a utilizar é o definido oomo Classe P ou Classe C na norma ASTM C618-85. Prefere-se a oinza volante de Classe C devido ao teor superior de óxido de cálcio, contudo a cinza volante de Classe F pode ser utilizada oom qualquer quantidades superiores de oimento portland e/ou escória. Um outro tipo de oinza volante confere ressistên cia ao sulfato, ao cimento oom aditivos.
metacaulino (AlgO^.SiOg) é obtido desidratando a caulinite por aquecimento a temperaturas acima de 500°C até se destruir a estrutura cristalina característica. A gama de temperaturas óptima é de 600°C a 800°C. 0 metacauli.no está de acordo essencialmente com os requisitos de olassificação para uma pozolana natural calcinada de Classe N como descrito na norma ASTM C618-85. A quantidade preferida de metacaulino a utilizar é de 4 a 6 partes, em peso, embora se possam utilizar quantidades menores. Contudo, tal ©orno acima indicado, a inclusão de metaoaulino na formulação é preferível quando se pretende utilizar a composição a temperaturas inferiores ao ponto de congelação da água. Quando existe pouco ou nenhum metacaulino, a : durabilidade é menor no produto acabado para ciclos sucessi' vos de arrefecimento/aquecimento. Quando se utiliza o metacaulino na gama de 6 a 10%, é necessária mais água para a presa do cimento e o custo da composição é aumentado para valores indesejáveis.
A escória que se utiliza é uma escória de alto forno, finamente moída, granulada como estabelecido para os oimentos hidráulicos com aditivos na norma ASTM G595-86. De preferência, a quantidade de escória a utilizar é de 4 a 5 partes em peso. Se pretendido como indi- 5 -
oado pela formulação global, o componente de escória da oomposição pode ser omitido compleatamente. Contudo, ele fornece alguns compostos vítreos de silicatos bem como composto de cálcio. Além disso a utilização de escória con fere alguma resistência ao sulfato, mas essa resistência é também conferida pela cinza volante,
Embora se possam utilizar vários materiais oomo misturas de aditivos a utilizar nesta composição, os materiais preferidos são o ácido cítrico e um material vendido oomo Cormix 2000. Quando se utilizam estes produtos, o ácido cítrico é preferivelmente utilizado em quantidades até 3 partes e o Cormix em quantidades até 1 parte, preferivelmente 0,5 a 1,5 partes em peso de ácido cítrico e 0,15 a 0,40 partes em peso de Cormix 2000.
ácido cítrico pode ser utilizado em qualquer das suas qualidades disponíveis incluindo cristais finos, líquidos ou em pó. Adicionalmente, podem-se utilizar sais do áoido cítrico em vez do próprio ácido cítrico. 0 material é um retardador conhecido para as fases de aluminato no cimento portland, nos cimentos de fluoro aluminato de cálcio e de aluminato de óálcio. Na oomposição da presente invenção, ele funciona como retardador para as reacçêes de hidratação e, ao mesmo tempo, reduz a necessidade de água e diminui o tempo de mistura. Devido ao custo relativamente elevado deste material, deve utilizar-se o mínimo necessário. Contudo a sua eliminação total conduz a uma menor trabalhabllidade e a resistências inferiores. Embora, como indicado, se possam utilizar sais do ácido cítrico, como por exemplo citratos de potássio e de sódio, a utilização de uma quantidade demasiadamente grande destes materiais resulta numa composição que não endurecerá. 0 áoido cítrico também reduz o tempo de mistura necessário para conseguir a fluidez*
A razão para se conseguir menos água é a de que se obtem uma resistência superior no betão final
- 6 r
para uma dada plastioidade. Além disso, a utilização de menos água confere uma permeabilidade e resistência superio res na composição final. 0 áoido cítrico pode ser utilizado em combinação com outros retardadores e, nestas circunstâncias, a quantidade de ácido cítrico será inferior na oomposiçfio global.
Cormix 2000 é o sal de sódio de um copolímero de um ácido carboxilico insaturado e do éster de hidroxialquilo desse ácido, 0 material está de acordo com os requieitos da norma ASTM 0494-86, como mistura de adição de tipo G, que é redutora de água, de gama elevada e retardadora. Tal como no ácido cítrico, o Cormix 2000 reduz a quantidade de água necessária para se obter uma mistura trabalhável, aumentando assim a resistência e o comportamento ao tempo frio do betão final. Embora se verifique que o Cormix é eficaz, ele pode ser substituído por outras misturas de aditivos que são também na gama elevada e redutores de água. Contudo, existe um factor de eficiência e custo que deve aer considerado.
Um componente essencial da composição do cimento da presente invenção é o carbonato de potássio. De preferência, ele é utilizado como pó fino e todo, ou parte dele, pode ser substituído por carbonato de potássio. Adicionalmente, pode utilizar-se pó de forno em vez de carbonato de potássio, mas ele conduz a problemas dado que também contém sulfato de potássio e carbonato de cálcio. Embora a utilização do carbonato de potássio como aoelerador já tenha sido referida anteriormente, ele não foi utilizado com os componentes da presente invenção para oonferir as propriedades particulares surpreendentes conseguidas. Embora seja alcalinos pelo carbonato possível substituir os hidróxidos de potássio, a composição não se conporta tão bem na presa a baixa temperatura. Pode substituir-se até 1/5 do carbonato de potássio por hidróxidos de metais alcalinos. Quando se utilizam hidróxidos alcalinos exis- 7 -
tem também maiores problemas de armazenagem. O carbonato de potássio, que é preferivelmente utilizado numa quantidade de 2 a 4 partes, em peso, acelera as reacções pozolânicas entre os hidróxidos e os materiais siléniosos ou silico-aluminoaos. Ele é particularmente eficaz para este fim, quer & temperatura ambiente quer a temperaturas inferiores ao ponto de congelação da água. Quando se utiliza em quantidades superiores obtem-se resistências superiores, mas existe menos tempo de trabalho disponível para o vazamento do betão.
A ordem de mistura dos vários materiais que constituem a composição da presente invenção é irrelevante. Todos os compon entes podem ser moídos ou misturados em oonjunto, e utilizados como formulação de cimento completa. Se desejado, alguns ou todos os materiais de pozolana podem ser adicionados ao misturador de betão, e as aditivos funcionais adicionados numa solução aquosa ao misturador de betão.
Utilizando as formulações da presente invenção, como anteriormente indicado, contrariamente à téonica anterior, podem ser efectuadas presas a temperaturas muito inferiores ao ponto de oongelação da água e, de facto, pode conseguir-se a presa a temperaturas até -27°CO Mesmo a estas baixas temperaturas, conseguem-se resistênoias substanciais, possibilitando o trabalho de reparação, particularmente em estradas e aeroportos, mesmo durante os meses de inverno, o que constitui um facto que não podia ser conseguido com o cimento portland.
Em seguida apresentam-se exemplos de formulações do cimento da presente invenção, Elas devem apenas ser considerados como ilustrativas e não limitativas de qualquer modo do âmbito total da invenção definido nas reivindicações anexas da invenção. Todas as partes apresentadas são partes em peso.
EXEMPLOS
Exemplo 1
ΙΜΗΜΝΜΜΜΜΜΜι
Preparou-se um ligante consistindo em:
58,20 partes de cimento portland
28,77 partes de cinza volante Classe 0
4,41 partes de metacaulino
4,82 partes de escória
1,18 partes de ácido cítrico
0,35 partes de Cormix 2000
2,27 partes de carbonato de potássio
Exemplo 2
Preparou-se um betão utilizando o li gante referido no Exemplo 1 e outros materiais necessários como a seguir indioado:
747,4 partes do ligante do Exemplo 1
1148 partes de areia
1722 partes de brita
175 partes de água
Misturaram-se os vários materiais num misturador de betão. 0 betão resultante tinha um abaixamento de 0 mm e permanecia trabalhável durante 105 minutos. Vazou-se o betão em moldes e fez-se a presa à temperatura ambiente (23°C). Este betão tinha resistência à compressão de 28 MPa às 4 horas, 40 MPa ao fim de um dia, 69 MPa ao fim de 7 dias e 83 MPa ao fim de 28 dias.
Exemplo 3
E idêntico ao Exemplo 2, com a excepção de se terem utilizado 185 partes de água. Este betão tinha as seguintes características: abaixamento de 64 mm, 90 min- 9 -
rnrtos de trabalhabilidade, resistência à compressão de 22 MPa às 4 horas, 35 MPa ao fim de 1 dia, 66MPa em 7 dias e 86 MPa em 28 dias.
Exemplo 4
Ε o mesmo betão do Exemplo 3, quando misturado e vazado em moldes à temperatura ambiente (23°C), e em seguida arrefecido para -14 - l°0, quando levado à temperatura ambiente imãiiatamente antes do ensaio tinha resistência à compressão de 15 MPa às 4 horas, 23 MPa ao fim de 1 dia, e 28 MPa para 7 dias. Neste e nos exemplos posteriores quando se arneefeceu em primeiro lugar 0 material para -14 + 1°C, e em seguida se levou para a temperatura ambiente, prepararam-se amostras suficientes para cada um dos enfeãios. Cada amostra foi deixada arrefecer para a temperatura ambiente, apenas para este ensaio.
Exemplo 5
Exemplo idêntico ao Exemplo 2, com a exoepção de se terem utilizado 195kpartes de água. Este betão tinha as seguintes propriedades: abaixamento de 152 mm, 80 minutos de trabalhabilidade, resistência à compressão de 18 MPa, às 4 horas, 31 MPa ao fim de 1 dia, 62MPa ao fim de 7 dias e 75MPa para 28 dias.
Exemplo 6
Preparou-se um ligante semelhante ao do Exemplo 1, com exoepção de se utilizarem 2,54 partes de carbonato de potássio em vez de 2,27 partes de carbonato de potássio.
Exemplo 7
Preparou-se um betão utilizando ligante do ®xemplo 6 e outros materiais necessários como a seguir
- indioado:
749,4 partes do ligante do Exemplo 6
1148 partes de areia
1722 partes de brita
175 partes de água
Este betão tinha as seguintes propriedades: 0 mm de abaixamento, 75 minutos de trabalhabilidade, resistência & compressão de 28MPa às 4 horas, 41 MPa ao fim de ldia, 70 MPa ao fim de 7 dias e 83 MPa ao fim de 28
Γ* dias.
Exemplo 8
Este exemplo é identioo ao Exemplo 7, com exoep^So de se terem utilizado 185 partes de água. Este betão tinha as seguintes propriedades: abaixamento de 6,4 mm, 75 minutos de trabalhabilidade, resistência à compressão de 24MPa ao fim de 4 horas, 39MPa ao fim de 1 dia, 68MPa ao fim de 7 dias e 82MPa ao fim de 28 dias.
• Exemplo 9 «μημ·ΜΜμβ··μ*
Ε o mesmo betão do Exemplo 8, misturado · vasado em moldes à temperatura ambiente (23°C) e ime/ diatamente arrefecido para -14 + 1°C, e aquecido para a temperatura imediatamente ambiente antes de ensaiar tinha as resistências à compressão de 20MPa ao fim de 4 horas, 24 MPa ao fim de 1 dia e 29MPa ao fim de 7 dias.
Exemplo 10
E idêntico ao do Exemplo 7, com excepção de se terem utilizado 195 partes de água. Este betão tinha as eêguintes propriedades: abaixamento de 152 mm, 90 • minutos de trabalhabilidade, resistências à compressão de . 19MPa ao fim de 4 horas, 32MPa ao fim de 1 dia, 63MPa ao fim de 7 dias e 77MPa ao fim de 28 dias.
- 11 mi
f.
Exemplo 11
Preparou-se um ao do Exemplo 1, como a excepção de 2,79 partes de oarbonato de potássio tes de oarbonato de potássio.
ligante semelhante se terem utilizado em vez de 2.27 parExemplo 12 betão utilizando 0 ligante do Exemplo 11, e outros materiais necessários como se indica a seguir:
Preparou-se um
751,4 partes do ligante do Exemplo 11
1148 partes de areia
1722 partes de brita
175 partes de água
Este betão tinha as seguintes propriedade^. 0 mm de abaixamento, 65 minutos de trabalhabilidade, resistências à compressão de 29MPa ao fim de 4 ao fim de 1 dia, 73MPa ao fim de 7 dias e de 28 dias.
horas, 43MPa 83MPa ao fim
E idêntico ao do Exemplo 12, com exterem utilizado 185 partes de água. Este betão tinha as seguintes caraoterísticas: 38 mm de abaixamento, 60 minutos de trabalhabilidade, resistências à compressão de 26MPa ao fim de 4 horas, 4ÍíMPa ao fim de um dia, MPa ao fim de 7 dias e 79MPa ao fim de 28 dias.
oepçSo de se
Exemplo 14 quando (23°C)
E o mesmo betão do Exemplo 13 misturado e vasado em moldes à temperatura ambiente e imediatamente arrefecido para -14 + 1°C, θ aquecido para - 12 -
a temperatura imediatamente antes do ensaio, tinha a resistência à compressão de 22MPa ao fim de 4 horas, 25MPa ao fim de um dia, e 30MPa ao fim de 7 dias.
Exemplo 15
S o mesmo do Exemplo 12, com excepção de se terem utilizado 195 partes de água. Este betão tinha as seguintes propriedades: 10 mm de abaixamento, 80 minutos de trabalhabilidade, resistências à compressão de 19MPa ao fim de 4 hora», 55MPa ao fim de um dia, 66MPa ao fim de 7 dias e 77MPa ao fim de 28 dias.
Exemplo 16
Preparou-se uma mistura semelhante à do Exemplo 1, com a exoepção de se terem utilizado 3,05 partes de carbonato de potássio em vez de 2,27 partes de carbonato de potássio.
Exemplo 17
Preparou-se um betão utilizando o ligante do Exemplo 16 e outros materiais necessários como se indica a seguir:
753,4 partes do ligante do Exemplo 16
1148 partes de areia
1722 partes de brita
Hpartes
Este betão tinha as seguintes propriedades 0 mm de abaixamento, 35 minutos de trabalhabilidade, resistências à compressão de 29MPa ao fim de 4 horas, 45MPa ao fim de um dia, 71MPa ao fim de 7 dias e 86MPa ao fim de 28 dias.
Exemplo 18
E o mesmo do Exemplo 17, com a excep-
ç#o de se terem utilizado 185 partes de água. Este betão tinha as seguintes propriedades: 19 mm de abaixamento, 45 minutos de trabalhabilidade, resistência fim de 4 horas, 43 MPa ao fim de e 84MPa ao fim de 28 dias.
à compressão de 27MPa ao um dia, 68MPa ao fim de 7 dias
Exemplo 19
E o mesmo betão do Exemplo 18, quando misturado e vazado em moldes à temperatura ambiente (25°c), e imediatamente arrefecido para -14 + 1°C e aquecido para a temperatura ambiente imediatamente antes do ensaio, tinha as ressistências à compre são de 23MPa ao fim de 4 horas,
25MPa ao fim de um dia, 30 MPa ao fim de 7 dias.
Exemplo 20
E o mesmo do ^xemplo 17, com excepção de se terem utilizado 195 partes de água. Este betão tinha as seguintes propriedades: 64 mm de abaixamento, 55 minutos de trabalhabilidade, resistências a compressão de 21MPa ao fim de 4 horas, 39MPa ao fim de um dia, 68MPa ao fim de 7 dias e 83MPa ao fim de 28 dias.
Exemplo 21
Preparou-se um ligante consistindo em:
58,16 partes de cimento portland
29,21 partes de cinza volante Classe C
4,54 partes de metacaulino
4,80 partes de escória
0,93 partes de ácido cítrico
0,17 partes de Cormix 2000
0,19 partes de bórax
2.00 partes de carbonato de potássio
Exemplo 22
Preparou-se um betão utilizando o ligante do Exemplo 21 e outros materiais necessários como a seguir indicado:
749,7 partes de ligante do Exemplo 21 2870 partes de areia e brita
200 partes de água
Misturaram-se os vários materiais num misturador de betão. 0 betão resultante permanecia trabalhável durante 80 minutos. Misturou-se o betão, vaBou-se em moldes e fez-se a presa à temperatura ambiente (23°C). Este betão tinha resistências à oompressão de 2mMPa ao fim dt 4 horae, 36 MPa ao fim de um dia e 73MPa ao fim de 3 dias.
Exemplo 23
Preparou-se um ligante consistindo em:
57,28 partes de oimento portland
29,31 partes de cinza volante Classe C
4,95 partes de metacaulino
5,35 partes de escória
0,67 partes de ácido cítrico
0,20 partes de Cormix 2000
0,23 partes de bórax
2,01 partes de carbonato de potássio
Exemplo 24
Preparou-se betão utilizando o ligante do Exemplo 23 e outros materiais necessários como a seguir indioados:
747,2 partes do ligante do Exemplo 25
2870 partes de areia e brita
200 partes de água
Misturaram-se os vários materiais num misturador de betão, 0 betão resultante permanecia trabalhável durante 115 minutos. Misturou-se o betão, vasou-se em moldes e fez-se a presa à temperatura ambiente (25°C). Este betão tinha resistências à tracção de 19MPa às quatro horas, 55MPa a um dia e 70MPa a 5 dias.
Exemplo25
Preparou-se um ligante consistindo em:
58,05 partes de cimento portland
24,02 partes de cinza volante Classe C
4,40 partes de metacaulino
4,80 partes de escória
1,17 partes de ácido cítrico
0,55 partes de Cormix 2000
2,54 partes de carbonato de potássio
4,67 partes de pó de forno
Exemplo26
Preparou-se um betão utilizando o ligante do Exemplo 25 e outros materiais necessários como se indica a seguir:
749,4 partes do ligante do Exemplo 25
1148 partes de areia
1722 partes de brita
180 partes de água
Misturaram-se os vários materiais num misturador de betão. Misturou-se o betão, vasou-se em moldes e fez-se a presa à temperatura ambiente (25°0). Este betão tinha resistências à compressão de 16MPa ao fim de 2 horas,
23MPa ao fim de 3 horas, e 26MPa ao fim de 4 horas.
Exemplo 27
Preparou-se um ligante consistindo em:
56,52 partes de cimento portland
29,06 partes de cinza volante Classe C
4,95 partes de metaoaulino
5,33 partes de esoória
1,20 partes de ácido cítrico
0,20 partes de Cormix 2000
0,23 partes de bórax
0,93 partes de hidróxido de potássio
1,60 partes de carbonato de potássio
Exemplo 26
Preparou-se um betão utilizando um ligante do Exemplo 27 e outros materiais necessários como se indioa a seguir:
750,2 partes do ligante do Exemplo 25 2870 partes de areia e brita
183 partes de água
Misturaram-se os vários materiais num miBturador de betão. 0 betão resultante permanecia trabalharei durante 70 minuotos. Misturou-se 0 betão, vazou—se em moldes e fez-se a presa à temperatura ambiente (23°0). Este betão tinha a resistência à compressão de 28MPa a 4 horas, e 39MPa ao fim de um dia.
Exemplo 29
Preparou-se um ligante semelhante ao Exemplo 1, com excepção de se utilizar a cinza volante de
Classe F em vez da cinza volante da Classe C, e 3,34 partes de cabbonato de potássio em vez de 2,27 partes de carbonato de potássio.
Exemplo 30
Prcparou-se um betão utilizando um ligante do Exemplo 29 e outros materiais como se indica a seguir:
755,4 partes do ligante do Exemplo 29 2870 partes de areia e brita
188 partes de água
Misturaram-se os vários materiais num misturador de betão. 0 betão resultante tinha um abaixamento de 25,4 mm. 0 betão foi vasado em moldes e foi feita presa à peapriesão de 16MPa ao fim de 4 horas, 28MPa ao fim de um dia, 66MPa ao fim de 7 dias, e 83MPa ao fim de 28 dias.
Exemplo 31 mesmo betão do referido no Exemplo quando misturado e vasado em moldes à temperatura ambiente (23 C) imediatamente arrefecido para -14 + 1 C e em seguida aquecido à temperatura ambiente antes do ensaio, tinha resietênoia à compressão de 12MPa ao fim de 4 horas, 18MPa ao fim de um dia, 28MPa ao fim de 7 dias e 40MPa ao fim de dias.
Exemplo 32
Preparou-se um ligante consistindo em:
58,54 partes de cimento portland
28,52 partes de cinza volante Classe C
4,46 partes de metacaulino
4,80 partes de escória
0,83 partes de ácido cítrico
0,16 partes de Oormix 2000
0,21 partes WRDA 79
2,48 partes de carbonato de potássio
WRDA 79 é um linhossulfato modificado oom um catalisador, que cumpre os reqiisitos da norma ASTM 0494-86 oom uma mistura de aditivos de Tipo A e mistura de aditivos de Tipo D,
Exemplo 33
Preparou-se um betão utilizando um ligante do Exemplo 32 e outros materiais necessários como a seguir se indica:
605 partes do ligante do Exemplo 32
1300 partes de areia
1817 partes de brita
155 partes de água
Misturaram-se os vários materiais num misturador de betão. Misturou-se p betão, vazou-se em moldes e fez-se a presa à temperatura ambiente (23°C). Este betão tinha resistências à compressão de 15MPa ao fim de 4 horas, 37MPa ao fim de 1 dia, 79MPa ao fim de 7 dias, e 83MPa ao fim de 28 dias.
Exemplo 34 mesmo betão do Exemplo 33 quando misturado e vasado em moldes à temperatura ambiente (23°C) β imediatamente arrefecido para -14 + 1°C e aquecido para a temperatura ambiente antes do ensaio tinha resistências à - 19 -
Si fc·
compressão de 6MPa ao fim de 4 horas, 23 MPa ao fim de 1 dia, 27MPa ao fim de 7 dias e 43MPa ao fim de 28 dias.
Preparou-se uma argamassa utilizando o ligante do Exemplo 11 e outros materiais necessário como a seguir se indicai
752 partes do ligante do Exemplo 11 1200 partes de areia
176 partes de água
Misturaram-se os vários materiais num misturador de argamassa. Misturou-se a argamassa e vasou-se em moldes à temperatura ambiente (23°C). Armazenou-se 1/3 dos provetes à temperatura ambiente (23¾) e esta argamassa tinha resistência à compressão de 90 MPa ao fim de 7 dias, lOIMPa ao fim de 22 dias, e 103MPa ao fim de 29 dias.
Arrefeoeu-se imediátamente 1/3 dos provetes para -14 + 1°C e submeteu-se a aquecimentos repetidos para a temperatura ambiente e arrefecimentos para -14+l°0 ao ar. Esta argamassa tinha resistências à compressão de 61MPa após 10 ciclos de arrefecimento e aquecimento (7 dias de idade), 67MPa após 15 ciclos (22 dias de idade) e 77MPa após 20 ciclos (29 dias de idade).
Exemplo 36
Preparou-se um ligante consistindo em:
56,90 partes de cimento portland
29,25 partes de cinza volante Classe C
4,96 partes de metacaulino
5,37 partes de escória
1,21 partes de ácido cítrico
0,20 partes de Cormix 2000
- 20 HR· ιϊγ'Λ·
0,23 partes
1,88 partes de bórax de carbonato de potássio
Preparou-se uma argamassa utilizando o ligante do Exemplo 36 e outros materiais necessários como a seguir indicado:
745
1200
190 partes partes partes do de de ligante do Exemplo 36 areia água
Misturaram-se os vários misturador de argamassas.
materiais num
A.
Misturou-se a argamassa Λ em moldes à temperatura ambiente (23 C). Esta quando é feita a presa à temperatura resistênoia à compre são de 21MPa ao ao fim de 3 horas, 32MPa ao fim de 4 de um dia, e 83MPa ao fim de 7 dias.
e vazou-se argamassa (23°C) tinha horas, 30 MPa ambiente fim de 2 horas, 45MPa ao fim
Exemplo 38 íjj I í
r'f
V £
ligante semelhante se utilizarem 2,15
Preparou-se um ao do Exemplo 36, com a excepção de partes de carbonato de potássio em vez de 1,88 partes de ©arbonato de potássio.
Exemplo 39 tff
Preparou-se uma argamassa semelhante à do Exemplo 37, com a excepção de se utilizar o ligante do Exemplo 38. Pez-se a presa desta argamassa à temperatura ambiente (23°C). Esta argamassa tinha resistência à compressão de 28MPa ao fim de 2 horas, 30MPa ao fim de 3 horas, e 33 MPa ao fim de 4 horas. Com presa pelo vapor (88 C), a
resistência à compressão era de 50MPa após 4 horas.
Exemplo 40
Preparou-se um ligante consistindo em:
57,43 partes de cimento portland
28,98 partes de cinzas volantes Classe C.
4,39 partes de metacaulino
4,78 partes de escória
1.20 partes de ácido cítrico
0,20 partes de Cormix 2000
0,22 partes de bórax
1.20 partes de hidróxido de potássio
1,60 partes de carbonato de potássio
Exemplo 41
Preparou-se uma argamassa utilizando o ligante do Exemplo 40 e outros materiais necessários como a seguir indicado:
752 partes do ligante do Exemplo 40
1200 partes de areia
170 partes de água
Misturaram-se os vários materiais num misturador de argamassas. Misturou-se a argamassa e vasou-se em moldes à temperatura ambiente (23°C) tinha resistência à compressão de 23MPa ao fim de 2 horas, 30MPa ao fim de 3 horas e 31MPa ao fim de 4 horas.
gff pJ-o 4?
Preparou-se um ligante consistindo em:
- 22 se 0
Exemplo 43
58,05
28,69
4.40
4,80
1,17
0,35
2,54 partes partes partes partes partes partes partes de de de de de de de cimento portland cinzas volantes Clasmetacaulino escória ácido citrico
Cormix 2000 carbonato de potássio gante do Exemplo 42 e a seguir indicado:
Preparou-se um betão utilizando o lioutros materiais necessários como
749,4 partes do ligante do Exemplo 42 1290
1580
190 partes de areia partes de brita partes de água cimento portland, 96$ de cinzas e a escória foram pré-misturados e adivolantes, metacaulino oionados como componente seco à mistura de betão. Os restante 4$ da cinza volante, ácido cítrico, Cormix e carbonato de potássio fbram pré-misturados e adicionados separadamente como segundo componente seco. A mistura de betão resultante permanecia trabalhável durante 140 minutos. Vazou^ee o betão em moldes e fez-se a presa à temperatura ambiente (25°0) betão tinha resistência à compressão de 20MPa ao fim de 4 horas, 36MPa ao fim de 1 dia, 67MPA ao fim de 7 dias e 79MPa ao fim de 28 dias.
Exemplo 44
Preparou-se um ligante consistindo em:
55,97 prrtes de cimento portland
27,66 partes de cinza volante Ciasse C
4, 25 partes de metacaulino
4,63 partes de escória
2,26 partes de ácido cítrico
0,34 partes de Cormix 2000
4,89 partes de carbonato de potássio
Exemplo 45
Preparou-se um betão utilizando o ligante do Exemplo 44 e outros materiais como a seguir indicado:
777,2 partes do ligante do Exemplo 44
1148 partes de areia
1722 partes de brita
175 partes de água
O cimento portland, cinza volante, metacaulino, e escória foram pré-misturados e adicionados como cimento seco à mistura de betão. 0 ácido cítrico, Cormix e carbonato de potássio foram adicionados como misturas de aditivos liquidas que se adicionaram ao misturador. 0 betão resultante permanecia trabalhável durante 135 minutos. Vasou-se o betão em moldes e fez-se a presa à temperatura ambiente (23 C). 0 betão tinha resistências à compressão de 21MPa ao fim de 4 horas, 38MPa ao fim de 1 dia, 69MPa ao fim de 7 dias, e 83MPa ao fim de 28 dias.
Exemplo 46
Preparou-se uma argamassa como no Exemplo 35, utilizando o ligante do Exemplo 11. Misturaram-se os vários materiais sem o agente retentor do ar num misturador de argamassas. Vasaram-se os provetes adequados e submeteram-se a 300 ciclos repetidos de aquecimento e arrefecimento, como prevlamente definido, em água. 0 Factor de Durabilidade era de 96, de acordo com a norma AS TM C666-84-iiêtodo A.
Exemplo 47
Preparou-se uma argamassa como no Exemplo 46, e vazaram-se provetes adequados e colocaram-se numa solução de sulfato de sódio e de magnésio, de acordo com a norma ASTM C1O12-84. A alteração do comprimento médio após 100 dias de exposição ao ataque por sulfatos foi de 0.0 6% sem deterioração visível.
Exemplo 48
Ρχ-eparou-se um ligante consistindo em:
61,39 partes de cimento portland
30,33 partes de cinzas volantes Ciasse C 4,67 partes de metacaulino
0,99 partes de ácido cítrico
0,21 partes de Cormix 2000
2,41 partes de carbonato de sódio
Exemplo 49
Preparou-se um b etão utilizando o ligante do Exemplo 48 e outros materiais necessários como indicado a eeguir:
706 partes do ligante do Exemplo 48
1435 partes de areia
1755 partes de brita
175 partes de água
Misturaram-se os vários materiais num misturador de betão. Vazou-se o betão em moldes e fez-se a presa à temperatura ambiente (23°C). Este betão tinha resistências à compressão de 17MPa ao fim de 4 horas e 371-IPa ao fim de 1 Óia.
-iC,
Exemplo 50
Preparou-se uma argamassa utilizando o ligante do Exemplo 48 e outros materiais necessários como a seguir indicado:
709
1236
170 partes partes partes do de de ligante do Exemplo 48 areia água
Misturaram-se os vários materiais num misturador de argamassa. Misturou-se a argamassa e vazou-se em boldes à temperatura ambiente (23°C). Armazenaram-se os provetes ao ar ambiente (23°C) e esta argamassa tinha resistência fim de à compressão de 24MPa ao fim de 4 horas e 46MPa ao um dia.
MH?
Ciasse
Nos exemplos de cima, a cinza volante
C tinha a seguinte composição química:
sío2 37.60
A12°3 20.47
F®2°3 5,44
CaO 21.54
MgO 4.61
SO3 1.71
Na20 2.78
K20 0.52
tío2 1.05
SrO 0.65
gj ,·'
A cinza volante de Ciasse F tinha a seguinte cómposição química:
SiO2 A12°3 Fe2°3
CaO
HgO so3
Na 2°
K2° tío2
SrO posição química: si°2 A12°3 Fb2°3
CaO
Mgo
SO3
Na2O
KZO
TiO2
SrO
51.31
25.03
7. 28
6.93
1.91
0.59
0.42
3.15
1. 25
0.16
A escória moída tinha a seguinte com-
34.48
10.15
0.39
36.44
12.56
2.89
0.17
0.31
0.39
0.04
Assim, de acordo com a presente invenção, apreSenton-se uma composição para um cimento hidráulico com aditivos para várias utilizações. Este cimento pode ser utilizado com agregados para formar um betão ou argamassa com uma elevada resistência a curto prazo, adequado para uso em várias condições de presa, resultando num material endureci do que pode ser colocado em serviço em algumas horas com
resistências últimas elevadas e com boa durabilidade em condições de congelação/aquecimento e ataque por sulfatos.
A invenção não deve ser considerada como limitada pelos exemplos específicos apresentados, mas apenas como definida nas reivindicações anexas.

Claims (2)

  1. REIVINDICAÇÕES
    - 1« Processo para a preparação de uma composição para cimento hidráulico com aditivos, caracterizado por se incorporar
    De 50 partes a cerca de 80 partes de cimento portland
    De 13 partes a cerca de 35 partes de cinzas volantes
    De 0 partes a cerca de 10 partes de metacaulino
    De 0 partes a cerca de 6 partes de escória
    De 0 a 4 partes de mistura de aditivos
    De 1 a cerca de 5 partes de carbonato de potássio.
    - 23 Processo de acordo com a reivindicaç8o 1/ caracterizado por a mistura de aditivos compreender de 0 a 3 partes em peso, de ácido cítrico e de 0 a 1 parte, em peso, de uma mistura retardadora, redutora de água de alta gama.
    28 3a
    Processo de acordo com a reivindicação 2# caracterizado por a quantidade de ácido cítrico ser de 0, 5 a 1,5 partes em peso.
    _ 4e _
    Processo de acordo com a reivindicação
  2. 2, caracterizado por a quantidade da mistura retardadora, redutora de água de alta gama ser de 0,15 a 0,40 partes em peso.
    - 5ê -
    Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a quantidade de cimento portland ser de 55 a 60 partes em peso.
    - 6* -
    Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a quantidade de cinzas volantes ser de cerca de 20 a cerca de 30 partes em peso.
    - 7ê _
    Processo de acordo com a reivindicação
    1, caracterizado por a quantidade de metacaulino ser de cerca de 4 partes a 6 partes em peso.
    - 8® Processo de acordo com a reivindicação
    1, caracterizado por a quantidade de escória ser de cerca de 4 partes a 5 partes em peso.
    Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por se substituir uma terça parte da quantidade de carbonato de potássio por um hidróxido de metal alcalino.
    - 10 â Processo para a preparação de uma composição para cimento hidráulico com aditivos, caracterizado por se incorporar:
    De 50 partes a cerca de 80 partes de cimento portland
    De 13 partes a cerca de 35 partes de cinzas volantes
    De 0 partes a cerca de 10 partes de metacaulino
    De 0 partes a cerca de 6 partes de escória
    De O a 4 partes de mistura de aditivos
    De 1 a cerca de 5 partes de carbonato de sódio.
    _ na _
    Processo de acordo com a reivindicação
    10, caracterizado por a mistura de aditivos compreender de 0 a 3 partes, em peso, de ácido cítrico, e de 0 a 1 parte, em peso, de uma mistura retardadora, redutora, de água de alta gama.
    11, caracterizado
    0,5 a 1, 5 partes,
    11, caracterizado redutora de água, peso.
    _ I2ô Processo de acordo com a reivindicação por a quantidade de ácido cítrico ser de em peso.
    - 132 _
    Processo de acordo com a reivindicação por a quantidade da mistura retardadora, de alta gama ser de 0,15 a 0,40 partes, em
    - 14· _
    Processo de acordo com a reivindicação
    10, caracterizado por a quantidade de cimento portland ser de 55 a 60 partes, em peso.
    - 158 -
    Processo de acordo com a reivindicação
    10, caracterizado por a quantidade de cinzas volantes ser de cerca de 20 a cerca de 30 partes, em peso.
    - 168
    Processo de acordo com a reivindicação
    10, caracterizado por a quantidade de metacaulino ser de cerca de 4 partes a 6 partes, em peso.
    - 31 b
    Processo de acordo com a reivindicação
    10, caracterizado por a quantidade de escória ser de cerca de 4 partes a 5 partes, em peso.
    - 18a -
    Processo de acordo com a reivindicação
    10, caracterizado por se substituir uma terça parte da guanti dade de carbonatej sódio por um hidróxido de metal alcalino.
    A requerente declara que o primeiro pedido desta patente foi apresentado nos Estados Unidos da América em 2 de Outubro de 1987, sob o número de série 103, 755.
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