WO1997037952A1 - Aditivo plastificante - Google Patents

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WO1997037952A1
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carbohydrates
concrete
carbon hydrates
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calcium
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Nikolay Fedorovich Bashlykov
Valery Nicolaevich Serduk
Vicheslav Rovimovich Falikman
Yury Vladimirovich Sorokin
Alfonso Cadaval
Nagmet Suleimanov Gonzalez
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Low Water Binder, S.A.
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/10—Carbohydrates or derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/30—Water reducers, plasticisers, air-entrainers, flow improvers

Definitions

  • the present invention relates to additives for mortar and concrete mixtures, especially those that increase the plasticity of mortar and concrete mixtures.
  • the technical objective of the present invention is the composition of additives based on carbohydrates, which allows to obtain a high plasticity of the mortar and concrete mixtures without reducing the concrete and mortar resistance after 7 days of hardening under the conditions normal.
  • the plasticizer additive that includes the mixture of carbohydrates and hardening accelerator, contains the calcium formate as an accelerator;
  • the carbohydrate mixture is composed of C 3 ... C 4 , C 5 ... C 6 , C 7 and following, it also contains complex calcium compounds with carbohydrates with the following ratio of components of additive:
  • the essence of said invention is that the different carbohydrate fractions perform a different plasticizing action on the cement systems and otherwise influence the rate of resistance acquisition of the cement stone during the hardening process.
  • Light fractions of C 3 ... C 4 in large concentrations retard considerably the hardening process, and heavy fractions can even cause an accelerating action.
  • the most retarding and plasticizing action is reflected in the medium fraction C 5 ... C 6 .
  • the unions in the form of salt Ca (OH) 2 with carbohydrates allow to obtain the increase in the speed of cement hydration and increase the resistance of cement and the compounds in its base.
  • the indicated product can be obtained: 1) by mixing the components and 2) CH 2 0 + Ca (OH) 2 reaction.
  • Compositions NN 4, 5 are obtained by the alcoholic condensation of formaldehyde in the presence of calcium hydroxide as a catalyst.
  • the process temperature is 60-100sc
  • the molar ratio Ca (OH) 2 : CH 2 0 11:20 ... 1: 3
  • the completion of the The reaction is defined analytically by the absence of formaldehyde in the reaction products.
  • the content of the reaction components is determined as follows:
  • the process temperature is 100 S C, the reaction time is 1 hour.

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Abstract

Aditivo plastificante para las mezclas de mortero y de hormigón, que incluye la mezcla de los hidratos de carbono y del acelerante de endurecimiento y complementariamente contiene los complejos compuestos de hidróxido de calcio con los hidratos de carbono, la mezcla de los hidratos de carbono está compuesta por las fracciones C3...C4; C5...C6; C7 y siguientes, y en calidad de acelerante se utiliza el formiato de calcio, con la siguiente relación de los componentes, masa %: complejos compuestos de hidróxido de calcio con los hidratos de carbono: 2,0...22,0; hidratos de carbono C3...C4: 9,6...19,3; hydratos de carbono C5...C6: 44,2...48,6; hidratos de carbono C7 y siguientes: 7,5...12,8; formiato de calcio: 2,0...20,0.

Description

ADITIVO PEASTIFICANTE
D E S C R I P C I Ó N
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a los aditivos para las mezclas de morteros y hormigones, sobre todo a los que aumentan la plasticidad de las mezclas de morteros y hormigones.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Es conocida la aplicación de los hidratos de carbono en calidad de plastificantes en la tecnología de la fabricación y utilización de morteros y hormigones
(V.B. Ramachandran. Aditivos de hormigón. Capítulo 3.
Moscú, Stroiisdat, 1988). Como regla, se utilizan algunos deshechos de las plantas de fabricación de azúcar, que contienen mono - y disacaridos, así como algunos otros productos, fabricados por la industria
(Certificado de autoría de la URSS N1128523, 30.06.1982).
La utilización de estos tipos de productos se limita por su específica influencia negativa sobre la velocidad de adquisición de resistencia por las composiciones de cemento. Sobre todo cuando se trata de las edades tempranas de endurecimiento (Young J.P. Cement and
Concrete Research, 2:415-33, 1972).
Pero, como regla, incluso en las edades normativas, los morteros y hormigones con aditivos de hidratos de carbono tienen una resistencia más baja (en comparación con la composición sin aditivos), sobre todo a la dosificación elevada de hidratos de carbono. Por esto, a la composición de aditivos en base a los hidratos de carbono añaden los acelerantes de endurecimiento (Singh N.B. Cement and Concrete Research, 5: 545-50, 1975) .
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El objetivo técnico de la presente invención es la composición de aditivos en base a los hidratos de carbono, que permite obtener una alta plasticidad de las mezclas de morteros y hormigones sin disminuir la resistencia de hormigón y mortero después de 7 días de endurecimiento en las condiciones normales.
Para obtener el objetivo indicado, el aditivo plastificante que incluye la mezcla de hidratos de carbono y de acelerante de endurecimiento, contiene en calidad de acelerante el formiato de calcio; la mezcla de hidratos de carbono está compuesta de C3....C4, C5....C6, C7 y siguientes, también contiene los complejos compuestos de calcio con hidratos de carbono con la siguiente relación de los componentes de aditivo:
Formiato de calcio - 2.0 20.0
Hidratos de carbono C3...C4 - 9,6 19,3 Hidratos de carbono C5...C6 - 44,2 48,6
Hidratos de carbono C7... y siguientes - 7,5 48,6
Complejos compuestos, indicados arriba - 2.0 20.0
La esencia de dicha invención consiste en que las diferentes fracciones de hidratos de carbono realizan una acción plastificante diferente sobre los sistemas de cemento e influyen de otra manera sobre la velocidad de adquisición de resistencia de la piedra de cemento durante el proceso de endurecimiento. Las fracciones ligeras de C3...C4 en concentraciones grandes retardan considerablemente el proceso de endurecimiento, y las fracciones pesadas pueden originar incluso una acción acelerante. La acción más retardadora y plastificante se refleja en la fracción mediana C5...C6. Las uniones en forma de sal Ca(OH)2 con hidratos de carbono permiten obtener el aumento de la velocidad de hidratación de cemento y elevar la resistencia de cemento y de los compuestos en su base.
Análogamente actúa el formiato de calcio, aunque los dos acelerantes tienen el efecto plastificante débilmente reflejado. Solamente la correlación de todos los componentes indicados permite obtener la solución de esta tarea técnica. El producto indicado se puede obtener: 1) por la mezcla de los componentes y 2) reacción CH20 + Ca (OH)2.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
La esencia de la invención se pone más clara al analizar un ejemplo concreto de su realización.
Ejemplo
Se preparan dos composiciones de aditivos, presentados en la Tabla 1. Los aditivos se preparan por dos métodos diferentes. Las composiciones NN 1 , 2, 3 - por medio de la mezcla de los componentes iniciales; las composiciones NN 4, 5 son obtenidas por la condensación alcohólica de formaldehida en presencia de hidróxido de calcio como catalizador.
Las condiciones de la realización de la reacción: la temperatura del proceso es de 60-100sc, la relación molar Ca (OH)2: CH20 = 11:20...1:3, la finalización de la reacción se define analíticamente por la ausencia de formaldehida en los productos de la reacción.
El contenido de los componentes de la reacción se determina de la siguiente manera:
formiato de calcio - por el método analítico; fracciones de los hidratos de carbono - por el método de cromatografía líquida; - complejos compuestos de los hidratos de carbono - por el cálculo, por el residuo después de definir los otros componentes.
Para la composición N 4, la reacción se realiza en las siguientes condiciones: la relación molar de los componentes es Ca (0H)2: CH20 = 1:7,5; la temperatura de proceso es de 952C; tiempo de la ejecución de la reacción es de 1,5 hora.
Para la composición N 5: la relación molar de los componentes es Ca (0H)2: CH20 = 1:10; la temperatura de proceso es de 100SC, el tiempo de realización de la reacción es de 1 hora.
La influencia de estos aditivos, según la presente invención y el prototipo para los morteros de cemento se presenta en la Tabla 2, para el hormigón en la Tabla 3.
Como se deduce de los resultados dados en la Tabla 2, 3, los aditivos de la presente invención permiten aumentar considerablemente la plasticidad de las mezclas de morteros y hormigones sin reducir la resistencia del mortero y hormigón endurecido en las edades de 7 y 28 días. TABLA 1
COMPOSICIONES DE LOS ADITIVOS EN BASE A LOS HIDRATOS DE
CARBONO
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Nota: para la fabricación de aditivos fueron utilizados los siguientes hidratos de carbono:
C3 - (N 1,2 - gliceraldehido; N 3 - dihidroxiacetona) C4 - (eritrosa, ejemplo N 1, 2; treosa, ejemplo N 3) C5 - (arabinosa, ejemplo 1,2; ribosa, ejemplo N 3) C6 - (glucosa en composiciones 1,2; fructosa en composiciones 1,3)
C7 - (sedoheptulosa - en composiciones 1, 2,3) C 12 H 22°11 ~ (sacarosa en composiciones 1, 2, 3) INFLUENCIA DE LOS ADITIVOS SOBRE LAS PROPIEDADES DE LAS MEZCLAS DE MORTEROS CON LA COMPOSICIÓN DE 1:3
TABLA 2
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INFLUENCIA DE LOS ADITIVOS SOBRE LAS PROPIEDADES DE LAS
MEZCLAS DE HORMIGÓN Y DE HORMIGÓN
TABLA 3
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NOTA Composición de la matriz de hormigón - cemento: arena: árido = 1:1,5:2,1

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S
IB.- Aditivo plastificante para las mezclas de mortero y de hormigón, que incluye la mezcla de los hidratos de carbono y del acelerante de endurecimiento caracterizado porque complementariamente contiene los complejos compuestos de hidróxido de calcio con los hidratos de carbono, la mezcla de los hidratos de carbono está compuesta por las fracciones C3...C4; ^...C^; Cη y siguientes, y en calidad de acelerante se utiliza el formiato de calcio, con la siguiente relación de los componentes, masa %:
- Complejos compuestos de hidróxido de calcio con los hidratos de carbono - 2,0....22,0
- Hidratos de carbono C3...C4 - 9,6....19,3
- Hidratos de carbono C5...C5 - 44,2...48,6
- Hidratos de carbono Cη y siguientes - 7,5....12,8
- Formiato de calcio - 2,0....20,0
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