PT87630B

PT87630B - Processo para a preparacao de uma mistura de cimento hidraulico

Info

Publication number: PT87630B
Application number: PT87630A
Authority: PT
Inventors: Donald R Lane; Jose A Melendez; Paul Frederick Gutmann
Original assignee: Axim Concrete Technologies Inc
Priority date: 1987-06-03
Filing date: 1988-06-01
Publication date: 1992-09-30
Also published as: EP0293973A3; FI882650A0; FI882650A; AU589319B2; JPS6452642A; AU1699588A; US4737193A; PT87630A; EP0293973A2

Description

A presente invenção refere-se a composiçoes com aditivos para betão e para cimento, conhecidas como misturas retentoras de ar, para incorporação em misturas de cimento hidraólico tais como betões de cimento portland e argamassas, mas não estando limitada a estas, com a finalidade de aumentar a durabilidade no estado endurecido destas misturas, a ciclos de congelação - descongelação em condições de saturação de água.

A maior durabilidade das misturas de cimento nestas condições é o resultado do desenvolvimento na mistura de cimento portland plástica de um sistema de bolhas de ar que permanece na mistura depois da sua presa e que satisfaz ás exigências de resistência ao congelamento e descongelamento estipuladas na norma ASTM C-260. Esta exige que o sistema de vazios de ar constitua uma quantidade determinada, expressa em percentagem de volume da massa de cimento endurecida, e que tenha bolhas dentro de uma gama especificada de dimensões e de parâmetros de afastamento designadas pela norma ASTM C-457. E amplamente sabido na técnica

que com a finalidade de satisfazer estas exigências é necessário utilizar meios tensioactivos para se obter a quantidade pretendida de retenção de ar.

Há um certo número de agentes químicos próprios para se conseguir o sistema de retenção de ar especificado. Geralmente estes são produtos químicos orgânicos que são genericamente classificados como sabões e detergentes. Um dos agentes químicos mais conhecidos desta classe é conhecido na técnica como resina Vinsol, que é um sal da resina da madeira e é o padrão em relação ao qual os outros agentes de retenção de ar são ensaiadas de acordo com a norma A5TM N⁵. C-233. A resina Vinsol é normalmente empregue na forma de solução aquosa alcalina que é adicionada a uma mistura de cimento plástica, quer isoladamente quer em combinação com outras misturas químicas.

No último caso a solução da resina Vinsol é adicionada separada mente devido à sua incompatibilidade química com muitas outras misturas, devido ao facto de o pH e a presença de cálcio e de vários outros iões tornar insolúveis os ácidas neutralizados pelo álcali que constituem a resina Vinsol.

Também já é conhecido na técnica o modo de usar uma diversidade de meios tensioactivos, tanto aniónicos como não iónicos, da classe genérica dos detergentes, para se obter um grau desejável de retenção de ar no cimento, argamassas e betão. Frequentemente estes são usados em várias combinações. Alguns destes meios tensioactivos são sais de amónio de ésteres sulfatados de álcoois primários superiores (ou produtos de adição com óxido de etileno) sais de ácido alquilbenzenossulfónicOj sais de ácidos de petróleo, ácidos gordos e substancias proteicas, e sais orgânicos de hidrocarbonetos sulfonados.

Por exemplo a Patente Americana n^e. 4 249 948 revela o uso de um sulfonato de uma alfa-olefina com um agente

redutor de água no qual o primeiro actua como um agente retentor de ar numa composição de cimento hidraólico. A Patente Americana n®. 4 046 582 revela o uso de um oxialquileno-sulfato de um álcool secundário superior como agente retentor de ar. A Esp cificação Internacional PCT n®. W0 85/01 500 (Pedido de patente Americana n®. 537 1B5; depositado em 29.09.83 revela o uso de um aditivo retentor de ar de múltiplos componentes para misturas de cimento hidraúlico, o qual compreende uma mistura de tres componentes de um sal de ácido alquilarilsulfonico, um sal de alcanolamida de um ácido gordo tal como óleo de sebo, e um componente não iónico escolhido de derivados da polietilenoglicol e produtos de adição de dietanolamina de cocoamida derivada de óleo de coco.

Todavia estes aditivos retentores de ar não são inteiramente satisfatórios no que diz respeito à estabilidade das bolhas de ar no betão, à capacidade de desempenho na presença de cinzas finas (fly ash”) na mistura, ao efeito sobre o melhoramento da capacidade de trabalho do betão, à necessidade de utilizar doses maiores de misturas conhecidas da tácnica, ou ãs tendências para maiores perdas de ar ou para um aumento não controlado do conteúdo de ar à medida que o tempo de mistura se prolonga. A perda da capacidade de trabalho é medida pelo cone em queda de acordo com a norma da American Society for Testing and Materials (ASTM) C-143, A maior desvantagem ê a redução da tensão de compressão com uma perda de 5% de resistência para cada 1% de aumento do ar retido. Esta perda é devida em parte a uma distribuição irregular dos tamanhos das bolhas e à coalescência das bolhas na mistura, originando grandes vazios, e reduzindo deste modo a resistência á compressão.

Em betão de cimento portland a areia varia em finura desde 2,2 até 3,5 módulos de finura, que á uma escala empírica para determinar a finura da areia. Quanto maior for o

módulo de finura (MF) mais grosseira é a areia. £ bem sabido que quando o valor de afasta, para mais ou para menos, de 2,7, torna-se cada vez mais dificil reter o ar em betões de cimento portland. Quando a areia atinge valores de MF de 3,3 sao necessárias grandes quantidades de aditivo retentor de ar páxa controlar o ar.

Deste modo existe uma necessidade permanente de se descobrirem agentes retentores de ar novos e mais aperfeiçoados, especialmente os que possam ultrapassar os problemas pastos acima.

A presente invenção refere-se a um aditivo químico para combinar com misturas de cimenta hidradlico, tais como betão de cimento portland, bem como argamassas e argamassa para injecção, misturas de cimento portland que contenham quantidades variáveis de cinza fina ou escória, com o fim de reter ar nas mesmas, e às misturas aperfeiçoadas resultantes pela incorporação de uma composição de aditivo.

No âmbito da presente invenção o termo cimento hidradlico refere-se a todas as composições de cimento baseadas primariamente em silicatos capazes de formar presa e endurecer pela acção da água, tais como cimentas portland, cimento resistente s sulfatos, cimento de alto forno, e cimento pozolãnico, incluindo misturas de cimento nas quais parte do cimento portlanc tenha sido substituído por cinza fina ou escória, 0 termo cimento portland refere-se a todas as composições de cimento que tenham um teor elevado de silicato tricálcico, satisfazendo à Especificação apresentada na Norma A5TM n^s. C-150, e a misturas de cimento portland tais como as que são descritas na Norma ASTM n⁹. C-595.

Genericamente a invenção compreende uma mistura de cimento portland, incluindo cimento de cinza fina e/ou escória, agregados, água suficiente para efectuar a presa hidraólica do cimento e um aditivo retentor de ar que consiste essencialmente numa dietanolamida de ácidos de óleo de coco derivada de éster, também conhecida como cocoamida dietanolamina ou cocoamida DEA, que será descrita mais pormenorizadamente adiante. A cocoamida DEA é adicionada em qualquer forma apropriada, embora seja mais conveniente adicioná-la na forma de solução aquosa.

A dosagem utilizada deve ser uma quantidade que seja eficaz na retenção da quantidade desejada de ar, medida geralmente como percentagem em volume da mistura de cimento hidraólico. Como á conhecido na técnica, a quantidade de ar retido pretendido e prevista situa-se geralmente numa gama de 3% a 9% de ar, em volume. Esta quantidade de ar é obtida por uma dosagem da cocoamida DEA derivada de éster situada entre cerca de 0,001$ e 0,01$ em peso com base no peso do cimento.

resultado inesperado e não evidente obtida pelo emprego de cocoamida DEA derivada de éster por si própria num sistema de cimento submetida a uma mistura intensa é combinar com uma resposta favorável da dosagem, um excelente sistema de vazios de ar estável no sistema plástico de cimento e tendo uma desejável melhor distribuição de tamanhos no sistema de cimento depois da presa, conduzindo simultaneamente a maior resistência à compressão, relativamente a misturas de referência.

E por conseguinte o objecto da presente invenção revelar misturas aperfeiçoadas de cimento portland com ar retido, incluindo betão, argamassas, argamassas para injecçao e misturas secas, as quais incluem uma composição de aditivo qde retém vantajosamente um sistema de vazios de ar tendo características desejáveis quando o referido aditivo é empregue numa gama de

dosagem relativamente ampla, ou tendo uma resposta superior de dosagem relativamente a aditivos funcionalmente idênticos, já conhecidos na técnica.

Constitui outro objecto da presente invenção revelar melhores resultados de resistência que incluem uma Composição de aditivo que promove a retenção de um sistema de vazias de ar e aumenta a resistência a compressão relativamente a agentes retentores de ar conhecidos.

termo cocoamidas DEA é o nome que a Associação de Cosméticos, produtos de toilete e perfumes (Cosmetics, Toiltery and Fragrance Association) ou CFA, aplicou a uma ampla variedade de composições com base em ácidos de óleo de coco, compreendendo produtos de adição com dietanolamina das cocoamidas. Embora todas sejam designadas por cocoamidas DEA, são produzidas segundo uma grande variedade de reacções. Num tipo de reacção produz-se uma reacção numa proporção molar 1:1 entre dietanolamina e ou um ácido de óleo de cocd, também conhecido por ácido gordo de coco, um éster alquilico, geralmente um éster metílico do ácido de coco; ou um triglicérido baseado no ácido de coco, tal como o óleo de coco. Noutro tipo de reacçao emprega-se uma relação molar 2:1 no chamado processo de Kritchevsky, que é descrito na patente americana n2. 2 094 609 de W. Kritchevsky.

A presente invenção resultou da descoberta inesperada de que a cocoamida DEA, produzida pelo processo do éster metilico, embora possam ser usados ^outros ésteres, quando empregue por si própria numa quantidade eficaz em misturas de cimento hidraólico, produz volumes estáveis de ar tendo dimensões e distribuição desejáveis, tais como são empregues para aumentar a durabilidade à congelação-descongelação de misturas de cimento hidraólico, ou para produzir misturas de cimento hidraólico com

retenção de ar por outras razoes. Descobriu-se adicionalmente que se conseguiam com vantagem maiores resistências à compressão utilizando o aditivo da invenção. Por conveniência a cocoami da DEA obtida pelo processo do éster será aqui designada por cocoamida DEA derivada de éster.

A cocoamida DEA derivada de éster pode ser adquirida comercialmente sob as marcas Comperlan KD e Standamid KD da Henkel International GmbH, DUsseldorf, Alemanha Ocidental, e Ninol 49 CE da Stepan Company, Northfield, Illinois.

termo ácido de coco” designa geralmente uma mistura de ácidos gordos obtida por hidrólise de óleo de coco, e apresentando comprimentos de cadeia de ácido variando entre è e 18 átomos de carbono, mas mais frequentemente 10, 12 e 14 átomos de carbono. Um ácido de coco preferido é um ácido constituído aproximadamente pelas seguintes gamas de ácidos gordosi

Ácido	láurico	46 -	58%
Ácido	mirístico	15 -	23%
Ácido	palmítico	8 -	14%
Ácido	esteárico e
ácido	oleico	7 -	24%

Além disso o ácido de coco deve preferivelmente ter um índice de acidez compreendido entre cerca de 246 e 260, um índice de saponificação compreendido entre cerca de 247 e 262 e um índice de iodo compreendido entre cerca de 10 e 20.

produto de reacção resultante de cocoamida DEA obtido pela reacção do éster de coco e dietanolamina deverá de preferência apresentar a composição adiante e ter um valor de pH (numa solução a 1%) num intervalo de 8 a 10, e uma densidade num intervalo de 8,3 a 8,5 libras por galão (0,99 a 1,02 kg/1)

- 7 preferivelmente cerca de 8,43 libras por galao (1,01 kg/1):

Amida de coco 85-90$

Ester de coco 0-10$

Ácido de coco livre 0-0,5$

Dietanolamina livre 0-5$

Agua 0-0,5$.

Na prática da presente invenção o aditiva é incorporado em misturas de cimento hidraálico, tais como betões e argamassas de cimento portland, em quantidade suficiente para produzir um sistema de vazios de ar retidos em quantidade e qualidade apropriadas. Na prática o aditivo é incorporado na mistura na forma de solução aquosa que pode ter qualquer concentração conveniente. 0 aditivo pode ser incorporado na mistura como parte da água de mistura, mas tambám pode ser incorporada de qualquer outro modo adequado, incluindo a sua adição a mistura seca ou ao agregado antes de ser incorporada água na ÍB6SlTt3· termo ar retido” deverá ser tomado com o sentido normalmente atribuído na técnica, nomeadamente que através do uso de um agente apropriado para este fim uma quantidade de ar pretendida, isto é, 3$ a 9$ em volume, com base no volume total da mistura de cimento hidraélico, será incorporada na mistura plástica de cimento hidraélico e em dltima análise no betão endurecido. Por este meio pode melhorar-se a durabilidade ou a capacidade de trabalho de um betão ou argamassa plenos ou sem retenção de ar. Além disso os materiais que constituem uma mistura de betão, e a própria operação de mistura, podem introduzir algum ar na mistura e frequentemente este é designado por ar arrastado. 0 aditivo da presente invenção é benéfico pelo facto de produzir inerperadamente uma quantidade desejável e pretendida de ar retido, que provou ser estável duran8 te a mistura prolongada e ser benéfica ao betão endurecido porque originava uma maior resistência à compressão.

termo agregado” é tomado como incluindo tanto os agregados grosseiros, tais como pedra triturada ou saibro, Como agregados finos tais como areia, e é comum na técnica. Em geral o agregado em argamassas pode ser areia ou outros agregados finos que satisfaçam ãs exigências da norma A5TM n5. C-33.

A proporção de agregados grosseiros e agregados finos varia consoante as propriedades e utilização do betão ou argamassa.

Na maior parte dos casos, embora não se esteja limitado a estes o agregado grosseiro está compreendido entre uma gama ampla de 2 polegadas (7,6 cm) até 4 mesh, enquanto que o tamanho dos agregados finos está situado dentro de um amplo intervalo desde cerca de + 4 mesh até -200 mesh U.S. Standard Sieve (ASTM C-ll), 0 agregado grosseiro em geral, tem origem mineral, tal como saibro ou pedra de calcário triturada, mas pode ser um agregado fabricado, tal como uma escéria. A quantidade do agregado pode ascender até 80% em peso com base no peso total da mistura de cimento hidraélico, sendo preferida uma margem de 20% a 80% em peso.

Tanto para argamassas como para betões a quantidades de água empregue será em geral suficiente para promover a presa hidraélica do material de cimento na mistura e para proporcionar qualidades de trabalho apropriadas no estado plástico. Esta quantidade oscila amplamente desde cerca de 15% a 30% em peso do produto de cimento em argamassas, e cerca de 50% a 85% em peso do material de cimento em misturas para betão. A proporção exacta de água depende do uso final da mistura de cimento bem como da sua composição.

A fim de ilustrar a eficácia da cocoamida DEA derivada de ésteres na produção de bolhas gasosas, em comparação

com outros agentes retentores de ar conhecidos ou potenciais, agentes escolhidos foram ensaiados num teste de espuma Henkel modificado. Descreve-se a seguir a metodologia do teste de espuma apresentada num boletim técnico da Henkel International GmbH para as alcanolamidas da marca Standamidí

Metodologia do teste de espuma” processo de ensaio seguinte, desenvolvido pela Henkel, é um modo simples de realizar determinações precisas do volume de espuma e da drenagem de espuma: prepara-se uma solução aquosa a 10% do produto em ensaio. Adicionam-se 6 g desta solução a 144 g de água, de dureza 50 ppm, aquecida a 29^eC : 1^SC. Agita-se durante 10 segundos num misturador tipo ”osterizer”. Agita-se com velocidade média de agitação. Mede-se o volume inicial de espuma a menos de 5 ml, e em seçjuida regista-se a posição da interface espuma/água apds 3,5 minutos. A última leitura representa a drenagem de espuma.

Este teste foi modificado pela utilização de soluções aquosas a 5% em peso e pela colocação de 300 cm de cada solução num recipiente de medida, graduado em ml, para usar com o misturador tipo osterizer”. Tal como no teste de Henkel, a solução é agitada durante 10 segundos à velocidade média. A mistura gera uma certa quantidade de espuma que flutua sobre a interface de líquido e que é medida como a interface inicial. Seguidamente deixa-se o recipiente em repouso nao perturbado durante uma hora. Terminado este periodo alguma ou toda a espuma regressa à forma líquida. Este retorno de líquido é designado por drenagem de espuma e estabelece-se uma nova interface líquido-espuma, ou interface final, num ponto situado entre a interface inicial e o nível dos 300 cm ao qual estava inicialmente o liquido. E então medida a quantidade da interface final líquido-espuma. A percentagem de drenagem de espuma é calculada pela divisão da diferença entre os valores final e inicial das interfacesj

J pela diferença entre o nível de 300 cm de cada solução e a interfacs inicial, e multiplicando por 100. 0 resultado para cada agente ensaiado está indicado no quadro I. A quantidade de drenagem de espuma é considerada como sendo um reflexo da estabilidade das bolhas produzidas.

Também se indica no quadro I o peso das bolhas geradas, designado por densidade de bolhas. Para se obter o peso unitário realizou-se um outro ensaio utilizando a mesma metodologia modificada no teste de espuma de Henkel. Colocaram-se ~

300 cm de cada solução no misturador tipo osterizer, agitou-se 10 segundos à velocidade média e em seguida deixou-se repous sem perturbações durante 1 h. As bolhas ou espuma remanescente foram depois removidas no misturador, colocadas numa unidade de medição volumétrica e pesadas. Os valores foram depois convertidos a peso por pé cóbico.

ar

Quadro 1

Agente ensaiado

Drenagem de espuma (1$)

Densidade das bolhas kg/m

Cocoamida DEA	16,7	33,182
(derivada de éster)
Cocoamida DEA (derivada do processo Kritchevsky)	96,6	15,070
Betaina de cocoamido-propilo	99,4	2,029
Cocoamida DEA (derivada de éster)**	86,0	18,257
Cocoamida DEA (derivada de óleo) - 11	97,3	6,955

Quadro 1 (continuação)

Agente ensaiado

Drenagem de espuma (1%)

Densidade das bolhas kg/m

Laurilsulfato de sódio	99,3	2,174
Laurilsulfato de amónio	98,0	2,463
Laurilsulfato trietanolamina	99,8	1,884
Octilsulfato de sódio	99,2	1,304
Diglicolsulfosuccinato disódico mono-oleamida	98,3	2,463
Sais de resina da madeira	98,1	2,608
Alquilfenoxipolietoxietanol	98,0	2,753
K Fornecido pelo fornecedor I	(Henkel)
X Fornecido pelo fornecedor II	(Stepan)
Estes resultados	demonstram	que a cocoamida DEA

derivada de éster tem uma combinação superior de retenção do volume de bolhas, medida pela baixa drenagem de espuma, e maior peso unitário. É de particular interesse o comportamento relativamente aos sais da resina de madeira, tais como os que sao usados em misturas retentoras de ar com resina Vinsol, em comparaçao com a cocoamida DEA derivada de éster. A cocoamida DEA derivada de éster do fornecedor I apresentou melhor desempenho e teve como resultado apenas 16,7 % de drenagem de espuma, em comparação com 98,1 % para os sais de resina de madeira. Também a cocoamida DEA derivada de éster (fornecedor I) apresentou um valor de 0,293 kg/m^J de peso unitário em relação a 0,023 kg/m^J para os sais de resina de madeira. A cocoamida DEA do fornecedor II não apresentou resultados tão bons como a do fornecedor I, mas tinha ainda uma combinação aceitável de drenagem de espuma (66,0%) e densidade de bolhas (0,161 kg/m ), especialmente em comparação por exemplo com a cocoamida DEA derivada do processo Kritchevsky, que tinha uma densidade de bolhas relativamente alta de 0,133 kg/m , mas uma drenagem de espuma muito elevada de 96,6%. Deste modo uma cocoamida DEA derivada de éster que apresenta uma drenagem de espuma de no máximo cerca de 86% ou menos, e uma densi3 dade de bolhas de 0,144 kg/m ou mais, é a preferida.

A razão do maior peso unitário para a cocoamida DEA derivada de éster supõe-se ser devida à maior espessura das paredes das bolhas. Quando parte das bolhas produzidas no teste de espuma Henkel modificado é colocada numa lamina microscópica com uma depressão esféfica e é observada utilizando um microscópio convencional de laboratório, as bolhas de cocoamida DEA proveniente do fornecedor I aparecem como bolhas esfáricas tendo paredes espessas, enquanto que as bolhas da resina de madeira têm paredes relativamente delgadas que tendem a apresentar formas não esfáricas, sendo algumas delas oblongas. Esta espécie de diferença deveria produzir uma estrutura de bolhas de ar mais estáveis e uniformes numa mistura de cimento hidraólico.

A fim de ilustrar os resultados vantajosos que podem ser obtidos através da presente invenção em misturas de cimento hidraólico, prepararam-se misturas de betão de acordo com as normas ASTM n⁹. C-494 e C-233. Preparam-se misturas contendo os aditivos da presente invenção e aditivos de resina Vinsol. A sequência de operações neste processo foram as seguintes: preparação de misturas de betão com um valor nominal de cone em quBda de 0,05 m + 0,012 m e uma dose da mistura retentora de ar para 45,359 kg de cimento tal que produza o teor de ar de 5,5 % + 0,5 % de volume de betão. Cada mistura foi calculada para um total de 214,432 kg/m de cimento portland, uma relação de areia-agregado 0,89, e a mesma relação água para cimente

(0,31), O betão, com uma quantidade apropriada de água de modo; a obter-se um valor especificado no teste do cone, foi depois misturado num misturador de betão de 0,17 m de capacidade. Seguidamente tomaram-se amostras cilíndricas com 0,152 x 0,304 m para a determinação subsequente da resistência a compressão e os parâmetros do sistema de vazios de ar depois do endurecimento, 0 conteúdo inicial de ar de uma amostra do betão plástico foi determinado pelo método do medidor de pressão descrito no método normalizado de ensaio ASTM n^s. C-231, e o valor no teste do cone, que é um índice da capacidade de trabalho, foi determinado de acordo com o método normalizado ASTM n2. C-143.

Os resultados dos ensaios estão indicados no quadro II e faz-se uma comparação entre a cocoamida OEA derivada de éster (do fornecedor I) e o agente retentor de ar resina Vinsol. Em cada caso a relaçao de endurecimento concorda com a norma ASTM n^s, C-233, Pode ver-se a partir do quadro II que a cocoamida DEA derivada de éster produziu a quantidade de ar desejável e pretendida, bem como uma retenção de ar favorável, e conseguia ainda um aumento significativo da resistência de compressão em comparação com o betão contendo a resina Vinsol.

QUADRO II

Resultados dos ensaios

Resina	Cocoamida DEA	Diferença
Vinsol	derivada do	em % do
(Controle)	éster	controle

Ar retido	6,0	5,7

Resistência a compressão
(M.Pa)
1 dia	13,44	16,27	121 %
3 dias	23,51	27,23	116 %
7 dias	28,54	38,23	109 %
28 dias	36,09	38,88	108 %

A fim de avaliar o ar retido no betão endurecido uma das amostras de betão, preparada utilizando a cocoamida DEA derivada de éster e produzida para os ensaios referidos anteriormente, foi examinada ao microscópio de acordo com o método normalizado A5TM n², C-457, estando os respectivos resultados indica-

dos no quadra III.	QUADRO III Análise de vazios de	ar
Teor de ar	Teor de pasta	Area	Factor de
% em volume	contendo //	Específica	espaçamento
(Plástico) (Duro)	% em volume	-1 m	I,m
5,7 6,7	23,83	20,000	0,000175
tíz Soma dos valores de cimento portland	e água de	mistura.
	- 15 -

Como se pode ver, o factor de espaçamento I é de 0,000175 m, que ê menor do que 0,0002 m e maior do que 0,0001 m, que são os limites geralmente recomendados para o factor de espa· çamento para um betão durável, isto é, resistente à congelação e descongelação»

Noutro ensaio fez-se uma comparação entre betão comum, que era o controle não continha agente retentor de ar, uma mistura com a resina Vinscl e uma mistura contendo uma cocoamida DEA derivada de éster (fornecedor I). As misturas eram idênticas às apresentadas no quadro II, excepto pelo facto de os valores no teste do cone serem de 4 polegadas + 1/2 polegada. Como se pode ver no quadro IV a cocoamida DEA derivada de éster alcançou re sistências à compressão significativamente maiores do que a resina Vinsol e que a mistura de betão comum produziu uma retenção de ar desejável.

QUADRO IV	Mistura com DEA derivada de éster
	Mistura de controle	Mistura de resina Vinsol
Dosagem (% em peso) de cimento	-	0,0087	0,0039
Conteúdo de ar (% em Volume) aos 10 minutos	-	5,1 %	5,8 %
Média de 7 dias MpA	24,11	24,27	26,34
(% comparado com comum)		(100,7)	(109,2)
Média de 28 dias MPa	30,33	29,75	32,63
(% comparado com comum)		(98,1)	(107,6)

- 16 Ainda noutro ensaio utilizaram-se tempos de mistura prolongados com uma série de misturas de betão contendo cocoamida DEA derivada de éster proveniente do fornecedor I (mistura A), cocoamida DEA derivada de éster proveniente do fornecedor II (mistura B) e cocoamida DEA derivada do processo Kritchevsky (mistura C), tais como foram usadas nos ensaias ref ridos no quadro I. Este ensaio foi realizado com a finalidade de estabelecer o comportamento de estabilidade das bolhas de ar ao longo de um período de mistura que fosse comparável à mistura de betão em condiçoes reais. A formulação da mistura está indicada no quadro V. A mistura foi realizada continuamente durante 50 min. excepto nos momentos em que se tiraram amostras para a medição do ar retido. Nesse instante adicionou-se mais água para restaurar o valor do teste do cone tanto quanto possí vel ao seu valor original.

QUADRO V «ΜΜΜΜΙΜΜΜΙ····

Formulação de mistura de betão

Cimento Saibro (2 Areia (6 % água Aditivo	h₂o) h₂o) 9 Mist	256 kg 832 kg 625 kg 92 kg 0039 % em ura A	Medusa I Calcáreo arenoso
de Twin Lakes peso de cimento	c
Mistura B	Mistura
Tempo de		Teste d	o Ar	Teste do	Ar	Teste do	Ar
mistura		cone		cone		cone
4 m£n.		0,114m	4,5 %	0,101m	6,5 %	0,10Bm	3,5%
15 min.		0,101m	6,5 %	0,101m	7,0%	O,O76m	3,0%
30 min.		0,076m	6,5%	0,076m	5,5 %	0,025m	2,5%
45 min.		0,064m	6,5 %	0,038m	4,0 %	-	-
50 min.		0,Q95m	6,6 %	0,121m	4,5 %	—

(remistura)

Adicionou-se água para repor o valor do teste do cone aproximadamente ao valor original.

Como se pode ver no quadro V o aditivo de acordo com a invenção, nomeadamente uma cocoamida DEA derivada do áster, produziu um valor desejável de retenção de ar, que provou ser relativamente estável com misturas prolongadas. Este resultado está em contraste com a mistura C que continha cocoamida DEA derivada do processo Kritchevsky e que produziu apenas uma retenção de ar mínima e que apresentava baixa retenção

de ar. De facto o ensaio foi interrompido no fim de 30 minutos porque o valor desceu abaixo do mínimo desejável de 3% de retenção de ar. Os valores de conteúdo de ar e retenção de ar parecem na verdade, estar correlacionados com os dados de drenagem de espuma e densidade de bolhas apresentadas no quadro I e demonstram que a cocoamida DEA derivada de éster é um agente retsndor de ar excelente.

Realizaram-se ensaios adicionais para analizar o problema de manter teores de ar estáveis variando os valores MF de agregados finos utilizados no betão. Verificou-se que com a cocoamida DEA derivada de éster, de cadeia linear, e areias com valores MF na gama de 3,2 a 3,5 foram necessárias doses superiores à normal para se conseguir uma retenção de ar satisfatória. Conseguiram-se resultados inesperados quando se adicionaram percentagens variáveis de caproamida DEA à cocoamida DEA derivada d éster»

Consoante a percentagem de caproamida em relação à cocoamida DEA derivada de éster, os teores de ar continuaram a aumentar em areias grosseiras com doses crescentes de caproami· da DEA. Os ensaios seguintes foram realizados com areias com valores MF de 3,3 ε os resultados são os seguintes:

QUADRO VI

Tempo de mistura	Ester/ 0% Cáprico	5 1/2% Ester/	5% Ester	4% Ester
1/2%	Cáprico	1%	Cáprico	2%	Cáprico
8 minutos	3,5		4,2		4,6	5,1
18 minutos	3,5		4,5		5,1	5,6
28 minutos	3,75		4,5		5,2	6,2
38 minutos	3,7		4,2		5,3	6,4

- 19 Notas valor inicial do cone em queda 2 1/2 - 3”

Notas água adicionada após 28 minutos para retomar o valor inicial do teste do cone em queda.

Os resultados não evidentes obtidos pela mistura de caproamida DEA e cocoamida DEA derivada de éster mostram uma retenção de ar aumentada e mais estável para areias mais difíceis na indústria do betão. A caproamida DEA é produzida predominantemente a partir de ácidos gordos capróicos (C-10). £ basicamente um auxiliar de espumação com efeitos de formaçao de viscosidade muito menores do que as alcanolaminas superiores. Isto facilita uma melhor obtenção de volume, densidade, lubrificação e estabilidade das espumas. Consoante as variabilidades em areia» a mistura de dietanolamina de ácido de coco (produzida pela reacção de um éster alquilico e um ácido de coco com uma dietanolamina) e de caproamida-dietanolamina, auxilia a produção de volumes estáveis de ar.

Embora a invenção tenha sido descrita com referência apenas a certas variantes preferidas da mesma, os especialistas na técnica compreenderão que poderão ser introduzidas várias modificações e substituições sem que Se afastem do espírito da invenção. Em particular, e no âmbito da presente invenção, as soluções aquosas dos componentes descritos podem estar adicionadas em pequenas quantidades de agentes quelantes compatív eis para catiões alcalinoterrosos, tais como magnésio ou cálcio, que ocorrem normalmente em águas comuns mas que tendem a fazer precipitar os agentes tensioactivos. Também poderão ser adicionadas pequenas quantidades de agentes corantes, cosméticos ou biocidas, compatíveis, ou outros semelhantes. Além disso a mistura de acordo com a presente invenção pode ser utilizada conjuntamente com outras misturas que são adicionadas para determinados fins, por exemplo o uso de misturas redutoras de águé para aumentar a resistência à compressão, ou acelerar ou retardar a mistura para alterar a velocidade de presa das misturas de cimento hidraúlico, Deste modo entende-se que a invenção está apenas limitada pelo âmbito das reivindicações anexas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

- 1§ Processo para a preparação de uma mistura de cimento hidraúlico caracterizado pelo facto de se incorporarem um cimento hidraúlico, um agregado, água suficiente para efectuar a presa Hidraúlica do cimento, e um aditivo retentor de ar que consiste essencialmente numa dietanolamida de ácido de coco produzida pela reacção de um éster alquílico do ácido de coco com dietanolamina, estando o referido aditivo presente numa quantidade eficaz compreendida entre 0,0016$ e 0,0084$, e uma caproamida-dietanolamina numa quantidade eficaz compreendida entre 0,0016$ e 0,0084$ em peso com base no peso de cimento, por meio da qual ficará ar retido na referida mistura numa quantidade de 3$ até 9$ em volume da referida mistura.

- 2® Processo de acordo com a reivindicação 1 para a

preparação de uma mistura de cimento hidraélico, caracterizado pelo facto de o referido cimento hidraélico compreender cimento portland.

. 3S Processo para a preparaçao de uma mistura de cimento hidraélico de acordo com a reivindicação 1 caracterizada pelo facto de o referido agregado estar presente numa quantidade até 80$ em peso, com base no peso total da mistura de cimento hidraiílico.

- 45 Processo para a preparação de uma mistura de cimento hidráulico de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo facto de o referido agregado estar presente numa quantidade desde 20$ até 80$ em peso.

- 5« Processo para a preparação de uma mistura de cimento hidraélico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de o referido ácido gordo de coco ser constituido do seguinte modos

Ácido láurico 46-58$ Ácido mirístico 15-23$ Ácido palmítico 8-14$ Ácido esteárico e ácido oleico 7-24$

_ 6» _

Processa para a preparaçao de uma mistura de ci22 mento hidraólico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de o referido produto de reacçao de dietanolamida de ácido de coco compreender:

Dietanolamida de ácido de coco 85-90%

Ester alquílico de ácido de coco 0-10% ácido de coco 0-0,5%

Dietanolamina 0-5%.

- 7® Processo para a preparação de uma mistura de cimento hidraólico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a referida reacção ser realizada com quantidades molares iguais de áster alquílico de coco e dietanolamina.

- 85 Processo para a preparação de uma mistura de cimento hidraólico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a caproamida-dietanolamina compreender:

ácido octanoico C ácido cáprico ácido láurico C^₂

0,5-1,5%

94-98%

1,5-2,5%.

Processo para a retenção de ar numa mistura de cimento hidraólico que inclui cimento hidraólico, um agregado e água suficiente para efectuar a presa hidraólica do cimento, caracterizado pslo facto de compreender a adição de um aditivo que consiste essencialmente em dietanolamida de ácido de coco, produzida pela reacção de um éster alquílico de ácido de coco com dietanolamina, estando α referido aditivo presente numa quantidade eficaz compreendida entre 0,0016% e 0,0084%, e uma caproamida-dietanolamina numa quantidade eficaz compreendida entre 0,0016% e 0,0084% em peso com base no peso do cimento, ficando deste modo retido ar na referida mistura numa quantidade de 3% até 9% em volume da referida mistura.

- 103 Processo para a retenção de ar numa mistura de cimento hidraiílico de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo facto de o referido cimento hidraélico compreender cimento portland,

- 11§ Processo para a retenção de ar numa mistura de cimento hidraélico de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo facto de o referido agregado estar presente numa quantidade que ascende até 80 % em peso com base no peso total da mistura de cimento hidraálico.

- 129 Processo para a retenção de ar numa mistura de cimento hidraélico de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo facto de o referido ácido de coco ser constituído do seguinte modo:

Acido láurico 46-58% Acido mirístico 15-23% Acido palmítico 8-14% Acidas esteárico e oleíco 7-24%

135

Processo para a retenção de ar numa mistura de cimento hidraálico de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo facto de o referido produto de reacção de dietanolamida de ácido de coco compreender:

Dietanolamida de ácido de coco 85-90$

Esteres alquílicos de ácido de coco 0-10$

Ácido de coco 0-0,5$

Dietanolamina 0-5$.

- 145 Processo para a retenção de ar numa mistura de cimento hidratílico de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo facto de a referida reacção ser realizada com quantidades molares iguais do áster alquílico de coco e de dietanolamina.

- 155 Processo para a retenção de ar nurna mistura de cimento hidraálico de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo facto de a referida caproamida-dietanolamina compreen der:

Acido octanoico C„ O 0,5-1,5$ Ácido C á p X* O O C 94-98$ Acido láurico 1,5-2,5$«