ES2992028T3 - Inertización de minerales arcillosos y mejora del efecto de fluidificadores en composiciones de aglutinante mineral que contienen arcilla - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere al uso de un compuesto de amina y/o de una sal del compuesto de amina para inertar minerales arcillosos con respecto a dispersantes en una composición aglutinante mineral que contiene minerales arcillosos y/o para mejorar o aumentar el efecto de un dispersante en una composición aglutinante mineral que contiene minerales arcillosos, en donde el compuesto de amina tiene una estructura de acuerdo con la fórmula I: H2N-(CHR21)e-[NR22-(CHR23)f]s-[NR24-(CHR25)g]t-NH2 (I) y en donde cada s y t, independientemente uno del otro, tiene un valor de 0-2; cada e, f y g, independientemente uno del otro, tiene un valor de 2-10; cada R21, R22, R23, R24 y R25, independientemente uno del otro, representa hidrógeno o -CH3. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Inertización de minerales arcillosos y mejora del efecto de fluidificadores en composiciones de aglutinante mineral que contienen arcilla
Campo técnico
La invención se refiere al uso de un compuesto de amina parcial o totalmente en forma de una sal del compuesto de amina para inertizar minerales arcillosos con respecto a agentes dispersantes en una composición de aglutinante mineral que contiene minerales arcillosos y/o para mejorar el efecto de un agente dispersante en una composición de aglutinante mineral que contiene minerales arcillosos. Otros aspectos de la invención se refieren a composiciones que contienen un compuesto de amina así como a procedimientos para la preparación de composiciones.
Estado de la técnica
Las composiciones de aglutinante, tal como por ejemplo las mezclas de mortero u hormigón, contienen habitualmente aditivos además de un aglutinante, por ejemplo cemento. Éstos se designan también como áridos. Como aditivos se usan normalmente granulados de rocas en forma de arena y/o grava. Sin embargo, también se conocen aditivos orgánicos, por ejemplo, plásticos como el poliestireno.
Para mejorar la procesabilidad de las composiciones de aglutinante con la menor relación agua/aglutinante posible, además es habitual utilizar los denominados agentes dispersantes como fluidificadores. Debido a ello se consigue tanto una buena procesabilidad de la composición de aglutinante líquida como una elevada resistencia mecánica tras su curado. Los polímeros de peine a base de policarboxilatos, por ejemplo, son conocidos por ser agentes dispersantes especialmente eficaces. Estos polímeros de peine disponen de una estructura principal polimérica y cadenas laterales unidas a ella y también se conocen como éteres de policarboxilato. Los polímeros correspondientes se han descrito, por ejemplo, en el documento EP 1138697 A1 (Sika AG).
La calidad de los aditivos o áridos influye mucho a este respecto en la procesabilidad de la composición de aglutinante y en las propiedades del producto curado. Algunos aditivos influyen enormemente en la cantidad de agua y agente dispersante necesarios. Éstos son entre otros aditivos o áridos que contienen minerales arcillosos o arcillas. En comparación con los aditivos de mayor calidad, por ejemplo arena fresca de río o grava de río, las necesidades de agua y/o agente dispersante para una procesabilidad idéntica aumentan drásticamente, lo que no es deseable.
Aunque es posible eliminar las arcillas problemáticas, esto requiere una cantidad relativamente grande de trabajo y, en consecuencia, es caro.
En tales casos, suele aumentarse la proporción de agente dispersante, lo que, sin embargo, conlleva mayores costes, reduce la resistencia a la compresión temprana, retrasa el fraguado y puede perjudicar la calidad de la composición de aglutinante curada. Un contenido de agente dispersante muy elevado puede, por ejemplo, dar lugar a un hormigón excesivamente duro o rugoso.
Otra medida consiste en añadir más agua a la composición de aglutinante. Sin embargo, esto conduce a una reducción de la resistencia de la composición de aglutinante curada, lo que también es indeseable.
También es posible utilizar otros agentes dispersantes, por ejemplo sulfonatos de lignina, que reaccionan de forma menos sensible a las diferentes calidades de los aditivos. Sin embargo, la reducción máxima de agua que se puede conseguir con estos agentes dispersantes habitualmente es mucho menor.
También se conocen aditivos especiales, los llamados bloqueadores de arcilla, que neutralizan parcialmente los efectos negativos de los minerales que contienen arcilla. Por el documento WO 2006/032786 A2 (Lafarge) se conoce con respecto a esto, por ejemplo, el uso de polímeros catiónicos. Sin embargo, los polímeros catiónicos parcialmente no son compatibles con los fluidificadores para hormigón baratos, como los sulfonatos de lignina o los condensados sulfonados de naftaleno-formaldehído, ya que pueden formarse precipitados. Debido a ello se elimina la posibilidad de combinar sulfonatos de lignina o condensados sulfonados de naftaleno-formaldehído en una mezcla con éteres de policarboxilato con bloqueadores de arcilla catiónicos.
Por el documento EP 2341 039 A1 (Sika Technology AG) se conoce además el uso de un aditivo que se selecciona entre alquilaminas primarias, secundarias, terciarias y compuestos de alquilamonio cuaternarios, que dado el caso presentan en cada caso al menos un grupo hidroxi y/o un grupo éter, para mejorar la procesabilidad de composiciones de yeso que contienen arcilla, que contienen al menos un polímero de peine. Los aditivos presentan, por ejemplo, una estructura de fórmula R1-NH2, R2-NH-R2' o NH2-R3-NH2, en donde R1, R2, R2' y R3 son restos alquilo con 1 - 200 o 1 - 150 átomos de C. Se menciona, por ejemplo, el uso de diaminobutano. Preferentemente, en el caso de las alquilaminas se trata de polieteraminas, en particular polietermonoaminas o polieterdiaminas, por ejemplo Jeffamine, o de alquilaminas que tienen grupos imina.
Por consiguiente, sigue siendo necesario mejorar las soluciones a los problemas mencionados anteriormente.
Descripción de la invención
Por lo tanto, el objetivo de la presente invención es superar los problemas mencionados anteriormente. En particular, debe encontrarse una solución que permita el uso de aditivos cualitativamente de baja calidad en las composiciones de aglutinante mineral, minimizando al mismo tiempo la cantidad de agua y/o agente dispersante necesarios. Esto es en particular cierto cuando se usan aditivos que presentan altas proporciones de arcillas. A este respecto, el objetivo es conseguir la mejor procesabilidad posible de las composiciones de aglutinante mineral durante un largo período de tiempo. Si es posible, esto puede hacerse sin perjudicar la resistencia a la compresión temprana de las composiciones de aglutinante amasadas. La solución también debe funcionar, en la medida de lo posible, independientemente del tipo y la calidad de los aditivos y, en particular, cuando se utilicen éteres de policarboxilato como agentes dispersantes.
Sorprendentemente, se descubrió que este objetivo puede conseguirse mediante el uso según la reivindicación 1.
Como se ha demostrado, mediante el uso de acuerdo con la invención del compuesto de amina puede reducir significativamente la demanda de agua y/o la demanda de agente dispersante en composiciones de aglutinante mineral que contienen minerales arcillosos cuando se utilizan éteres de policarboxilato como agente dispersante, con acción mejorada del agente dispersante. Además, se puede conseguir una buena y, en algunos casos, mejor procesabilidad de las composiciones de aglutinante mineral, que persiste durante un periodo de tiempo más largo. Además, los compuestos de amina usados de acuerdo con la invención tienen poco o ningún efecto sobre las resistencias a la compresión tempranas de las composiciones de aglutinante mineral.
Sin estar unido a ninguna teoría, se supone que los compuestos de amina usados de acuerdo con la invención actúan como bloqueadores de arcilla. En composiciones de aglutinante mineral que contengan, por ejemplo, arenas arcillosas hinchables, puede conseguirse debido a ello una inertización de los minerales arcillosos hinchables. Dado que los minerales arcillosos absorben el bloqueador de arcilla y ya no los agentes dispersantes, en particular el éter de policarboxilato, este último está más o menos completamente disponible para dispersar aglutinantes, lo que tiene un efecto positivo en las propiedades de procesamiento de la composición de aglutinante mineral.
Otros aspectos de la presente invención son objeto de las reivindicaciones independientes. Configuraciones especialmente ventajosas de la invención resultan de las reivindicaciones dependientes.
Modos para la realización de la invención
Un primer aspecto de la presente invención se refiere al uso de un compuesto de amina para inertizar minerales arcillosos con respecto a agentes dispersantes en una composición de aglutinante mineral que contiene minerales arcillosos y/o para mejorar o aumentar el efecto de un agente dispersante en una composición de aglutinante mineral que contiene minerales arcillosos, en donde el compuesto de amina comprende bis-(hexametilen)-triamina y/o 1,6-diaminohexano y en donde el compuesto de amina está presente al menos parcialmente, en particular completamente, en forma de una sal, y además el agente dispersante incluye un éter de policarboxilato.
En el presente contexto, con el término "agente dispersante" se quiere decir en particular un fluidificador. Esto es una sustancia que, añadida a una composición de aglutinante mineral, es capaz de mejorar la fluidez o procesabilidad de la composición de aglutinante mineral amasada con agua. Esto es en comparación con una composición de aglutinante mineral, que no contiene el agente dispersante o fluidificador, sin embargo por lo demás presenta la misma composición. La capacidad de flujo o la procesabilidad se evalúa en particular mediante el asentamiento de acuerdo con la norma EN 12350-2.
Con "arcilla" o "minerales arcillosos" se quiere decir en cuestión en particular arcillas hinchables. En particular, en el caso de las arcillas se trata de silicatos estratificados, en particular silicatos estratificados hinchables. Estos últimos también se denominan filosilicatos. Las arcillas de este tipo son especialmente problemáticas en el presente contexto. En particular, las arcillas o minerales arcillosos contienen bentonitas y/o minerales del grupo de la esmectita, en particular montmorrillonita. Por "inertización de minerales arcillosos con respecto a agentes dispersantes" se entiende en cuestión, en particular, una reducción de la afinidad química y/o de la capacidad de absorción de los minerales arcillosos con respecto a los agentes dispersantes. Esto puede denominarse de manera correspondiente también "bloqueo de arcilla".
Con la expresión "mejora del efecto de un agente dispersante" se quiere decir, en particular, que se incrementa aún más la capacidad de flujo y/o procesabilidad causada por el agente dispersante en la composición de aglutinante. El compuesto de amina usado de acuerdo con la invención es, por tanto, una sustancia que, cuando se añade a una composición de aglutinante mineral que contiene el agente dispersante y las arcillas, es capaz de mejorar la capacidad de flujo o procesabilidad de la composición de aglutinante mineral amasada con agua. Esto es en comparación con una composición de aglutinante mineral que no contiene el compuesto de amina, sin embargo por lo demás presenta la misma composición.
De manera correspondiente, el compuesto de amina se usa en particular para mejorar o aumentar la capacidad de flujo y/o procesabilidad de una composición de aglutinante mineral que contiene el agente dispersante y los minerales arcillosos usados de acuerdo con la invención.
Como se ha demostrado, con el compuesto de amina usado de acuerdo con la invención puede prolongarse además el tiempo de procesamiento de las composiciones de aglutinante mineral. Por esto se entiende en particular que la dimensión de expansión o el asentamiento de una primera composición de aglutinante mineral que ha sido tratada con el compuesto de amina disminuye menos con el tiempo que la dimensión de expansión o el asentamiento de una segunda composición de aglutinante mineral que no contiene un compuesto de amida usado de acuerdo con la invención, sin embargo por lo demás presenta una composición idéntica a la primera composición de aglutinante mineral.
El compuesto de amina usado de acuerdo con la invención puede, por lo tanto, usarse en particular para prolongar el tiempo de procesamiento y/o para prolongar la procesabilidad de la composición de aglutinante mineral que contiene el agente dispersante y los minerales arcillosos.
Preferentemente, el compuesto de amina se usa por consiguiente para mejorar y/o prolongar la procesabilidad o capacidad de flujo de la composición de aglutinante mineral que contiene el agente dispersante y los minerales arcillosos.
Por el término "aglutinante mineral" ha de entenderse en particular un aglutinante que reacciona en presencia de agua en una reacción de hidratación para formar hidratos sólidos o fases de hidratos. Esto puede ser, por ejemplo, un aglutinante hidráulico (por ejemplo, cemento o cal hidráulica), un aglutinante hidráulico latente (por ejemplo, escoria), un aglutinante puzolánico (por ejemplo, cenizas volantes) o un aglutinante no hidráulico (yeso o cal blanca). Por un "aglutinante cementoso" se entiende en cuestión en particular un aglutinante o una composición de aglutinante con una proporción de al menos un 5 % en peso, en particular al menos un 20 % en peso, preferentemente al menos un 35 % en peso, especialmente al menos un 65 % en peso, de clínker de cemento. El clínker de cemento es preferentemente un clínker de cemento Portland. En el presente contexto, el clínker de cemento se refiere en particular al clínker de cemento molido.
De manera correspondiente, una "composición de aglutinante mineral" designa una composición que contiene un aglutinante mineral y posiblemente otros componentes, tal como por ejemplo áridos, agua y/o aditivos. En este contexto, los aditivos son, en particular, aditivos para hormigón y/o aditivos según la norma EN 934-2.
En particular, el aglutinante mineral o la composición de aglutinante mineral contiene un aglutinante hidráulico, preferentemente cemento. Se prefiere especialmente un cemento con una proporción de clínker de cemento de > 35 % en peso. En particular, el cemento es del tipo CEM I, CEM II y/o CEM III (de acuerdo con la norma EN 197-1). Una proporción del aglutinante hidráulico en el aglutinante mineral total asciende ventajosamente a al menos el 5% en peso, en particular a al menos el 20 % en peso, preferentemente a al menos el 35 % en peso, especialmente a al menos el 65 % en peso. De acuerdo con otra forma de realización ventajosa, el aglutinante mineral está constituido en > 95 % en peso por aglutinante hidráulico, en particular por clínker de cemento.
Sin embargo, también puede ser ventajoso que el aglutinante o la composición de aglutinante contenga otros aglutinantes o esté constituido por ésto. Éstos son en particular aglutinantes hidráulicos latentes y/o aglutinantes puzolánicos. Los aglutinantes hidráulicos latentes y/o puzolánicos adecuados son, por ejemplo, escoria, cenizas volantes y/o humo de sílice. La composición de aglutinante también puede contener sustancias inertes, tal como por ejemplo piedra caliza, harina de cuarzo y/o pigmentos. En una forma de realización ventajosa, el aglutinante mineral contiene del 5 - 95 % en peso, en particular del 5 - 65 % en peso, de manera especialmente preferente del 15 - 35% en peso, de aglutinantes hidráulicos latentes y/o puzolánicos. Los aglutinantes hidráulicos latentes y/o puzolánicos ventajosos son escoria y/o cenizas volantes.
En una forma de realización especialmente preferida, el aglutinante mineral contiene un aglutinante hidráulico, en particular cemento o clínker de cemento, y un aglutinante hidráulico latente y/o puzolánico, preferentemente escoria y/o cenizas volantes. La proporción del aglutinante hidráulico latente y/o puzolánico asciende a este respecto de manera especialmente preferente a del 5 - 65 % en peso, de manera especialmente preferente a del 15 - 35 % en peso, estando presente al menos el 35 % en peso, especialmente al menos el 65 % en peso, del aglutinante hidráulico.
Una proporción de aglutinante mineral asciende en particular a del 1 -100 % en peso, en particular a del 5 - 50 % en peso, especialmente a del 10 - 30 % en peso, con respecto al peso total de la composición de aglutinante mineral.
En otra forma de realización preferida, la composición de aglutinante contiene adicionalmente áridos sólidos, en particular grava, arena y/o granulados de roca. A este respecto, en particular, se trata de arenas que contienen arcilla, gravas que contienen arcilla y/o granulados de roca que contienen arcilla. Las composiciones de aglutinante correspondientes pueden usarse, por ejemplo, como mezclas de mortero o mezclas de hormigón.
Los áridos presentan preferentemente una proporción del 5 - 95 % en peso, en particular del 50 - 90 % en peso, especialmente del 60 - 85%en peso, con respecto al peso total de la composición de aglutinante mineral.
Un contenido de arcilla de los áridos se encuentra en particular en el intervalo del 0,001 - 5 % en peso, en particular del 0,1 - 4 % en peso, especialmente del 0,3 - 3,5 % en peso, especialmente del 0,5 - 3,5 % en peso o del 1 - 3 % en peso. El contenido de arcilla de los áridos se determina, en particular, mediante el método de Rietveld, que se basa en la difracción de rayos X (XRD). Este procedimiento lo conoce en sí el experto.
El denominado valor de azul de metileno (MBV) también puede utilizarse como medida del contenido de arcilla de los áridos, en particular para la clase de grano de 0-75 |jm. Esto puede medirse, en particular, de acuerdo con la norma de la International Slurry Surfacing Association (ISSA, Annapolis Maryland), Technical Bulletin No. 145"Test Method for Determination of Methylene Blue Adsorption Value (MBV) of Mineral Aggregate Fillers and Fines"(publicado en 1989; 1a revisión en 2005). Por ejemplo, cuanto mayor sea el contenido de arcillas hinchables o minerales arcillosos en los áridos, mayor será el valor de azul de metileno y menor la calidad de los áridos.
En particular, la composición de aglutinante contiene adicionalmente agua, en donde la relación en peso de agua con respecto al aglutinante mineral se encuentra preferentemente en el intervalo de 0,25 - 0,9, en particular 0,3 - 0,8, preferentemente 0,35 - 0,7. Tales composiciones de aglutinante pueden procesarse directamente como mezclas de mortero o mezclas de hormigón.
El compuesto de amina se usa parcial o totalmente como sal, en particular como sal de un ácido.
En particular, es posible usar el compuesto de amina como sustancia pura, por ejemplo, con una pureza de > 95 % en peso.
Sin embargo, también es posible usar el compuesto de amina en forma de una mezcla junto con otras sustancias. Éstas pueden ser, por ejemplo, disolventes, productos químicos de proceso y/o aditivos como antiespumantes, conservantes, colorantes, aditivos para hormigón, aditivos para mortero y similares. Los aditivos para hormigón o aditivos para mortero pueden ser reductores de la contracción, por ejemplo.
Dado el caso, el compuesto de amina también puede utilizarse en combinación con otras sustancias que sean adecuadas para ser adsorbidas por la arcilla o que dispersen por sí mismas la arcilla. Tales sustancias son, por ejemplo, cationes inorgánicos u orgánicos, moléculas orgánicas polares, agentes dispersantes arcillosos o mezclas de los mismos. Las sustancias especialmente adecuadas son, por ejemplo, polímeros catiónicos, en particular aquellos con una densidad de cargas catiónicas superior a 0,5 meq/g y una viscosidad intrínseca inferior a 1 dl/g. La medición de la viscosidad intrínseca se realiza a este respecto normalmente en una solución de NaCl (3 mol/l) con un viscosímetro capilar del tipo Ubbelhode a 25 °C. Estos polímeros catiónicos también pueden combinarse con polímeros aniónicos.
También es posible utilizar una mezcla en forma de producto técnico que contenga el compuesto de amina así como subproductos. Con el uso del compuesto de amina en forma de una mezcla, la proporción del compuesto de amina en la mezcla asciende ventajosamente a al menos el 30 % en peso, en particular a al menos el 40 % en peso, preferentemente a al menos el 50 % en peso o a al menos el 65 % en peso.
La mezcla se encuentra preferentemente como solución o dispersión. Se prefieren las soluciones y/o dispersiones acuosas.
Por ejemplo, el compuesto de amina se usa en forma de una solución acuosa, en donde en particular la solución acuosa presenta un pH de 2 -12, en particular < 7, preferentemente de 2 - 6 o de 3 - 5.
Bis-(hexametilen)-triamina también se denomina 6,6'-iminodihexilamina o bis(6-aminohexil)amina y ha demostrado ser especialmente ventajosa. En particular, esta sustancia permite una mejora fuerte y duradera del efecto de fluidificación de los éteres de policarboxilato en composiciones de aglutinante que contienen arcilla. Además, bis-(hexametilen)-triamina está disponible en grandes cantidades y a bajo coste como subproducto en la fabricación de materias primas para la producción de nailon.
En particular, el compuesto de amina se usa en forma de una mezcla que comprende bis-(hexametilen)-triamina y hexametilendiamina. Las dos aminas se encuentran a este respecto ventajosamente al menos parcialmente, en particular completamente, como sales. Una proporción en peso de bis-(hexametilen)-triamina en la mezcla es además ventajosamente mayor que una proporción en peso de hexametilendiamina. Las mezclas correspondientes están disponibles comercialmente por diversos fabricantes.
El compuesto de amina se encuentra al menos parcialmente, en particular completamente, en forma de una sal. En particular, se trata a este respecto de una sal de ácido fórmico, ácido acético, ácido láctico, ácido adípico, ácido maleico, ácido fumárico, ácido succínico, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ácido metafosfórico y/o ácido polifosfórico del compuesto de amina.
Se prefieren especialmente sales de ácido acético, ácido adípico y/o ácido fórmico del compuesto de amina, especialmente sales de ácido adípico y/o ácido fórmico del compuesto de amina.
De manera especialmente preferente, el compuesto de amina contiene una sal de ácido adípico de 1,6-diaminohexano y/o una sal de ácido fórmico de bis-(hexametilen)-triamina.
La relación en peso del ácido con respecto al compuesto de amina en las sales mencionadas anteriormente asciende ventajosamente a 75:25 - 25:75, en particular a 60:40 - 40:60, especialmente a 50:50.
El compuesto de amina se usa ventajosamente en una cantidad del 0,01 -10 % en peso, en particular del 0,02 - 4 % en peso, preferentemente del 0,03 - 1 % en peso o del 0,2 - 0,9 % en peso, en cada caso con respecto al contenido de aglutinante mineral.
El agente dispersante contiene un éter de policarboxilato. En combinación con éteres de policarboxilato, los compuestos de amina usados de acuerdo con la invención producen una mejora especialmente eficaz de la capacidad de flujo y una prolongación de la procesabilidad de composiciones de aglutinante mineral que contienen minerales arcillosos.
En particular, el éter de policarboxilato presenta cadenas laterales unidas a una cadena principal a través de grupos éster, éter, amida y/o imida. Se prefieren los grupos éster, éter y/o amida, en particular los grupos éster y/o éter. La cadena principal presenta al menos una unidad ácida o una sal de la misma. La unidad ácida es, en particular, un ácido mono- o dicarboxílico a-insaturado, como ácido acrílico, ácido metacrílico, anhídrido maleico, ácido maleico, ácido itacónico, ácido crotónico o ácido fumárico. La unidad ácida es preferentemente ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido maleico y/o una sal de los mismos y/o combinaciones de los mismos.
En particular, las cadenas laterales contienen cadenas laterales de poli(óxido de alquileno), preferentemente unidades de poli(óxido de etileno). Preferentemente, al menos el 50 % en mol, en particular al menos el 75 % en mol, preferentemente al menos el 95 % en mol o el 100 % en mol de las cadenas laterales presentan poli(óxido de alquileno) o están constituidas por ésto.
Preferentemente, una proporción de unidades de óxido de etileno en las cadenas laterales de poli(óxido de alquileno), con respecto a todas las unidades de óxido de alquileno presentes en las cadenas laterales, asciende a más del 90 % en mol, en particular a más del 95 % en mol, preferentemente a más del 98 % en mol, especialmente al 100 % en mol.
Preferentemente, las cadenas laterales de poli(óxido de alquileno) no presentan ningún grupo hidrófobo, en particular ningún óxido de alquileno con tres o más átomos de carbono. Una elevada proporción de unidades de óxido de etileno o un bajo contenido de óxidos de alquileno con tres o más átomos de carbono reduce el riesgo de arrastre de aire no deseado.
En particular, las cadenas laterales de poli(óxido de alquileno) presentan en particular una estructura de acuerdo con la fórmula -[AO]<n>-R<a>. A este respecto, en particular es A = alquileno C<2>a C<5>, que puede estar ramificado o no ramificado. R<a>representa preferentemente H, un grupo alquilo, grupo ciclohexilo o grupo alquilarilo C<1>a C<20>. Ventajosamente, es n = 2 a 300, en particular de 3 a 200 o de 5 a 150.
El peso molecular promedio en peso (M<w>) del éter de policarboxilato asciende en particular a de 5.000 -150.000 g/mol, preferentemente a de 10.000 - 100.000 g/mol. El peso molecular promedio en número (M<n>) del éter de policarboxilato asciende ventajosamente a 3000 - 100.000 g/mol, en particular a 8.000 - 70.000 g/mol. El peso molecular medio promedio en peso se determina mediante cromatografía de permeación en gel (CPG) con polietilenglicol (PEG) como patrón. Esta técnica la conoce en sí el experto.
El éter de policarboxilato comprende preferentemente las siguientes unidades estructurales parciales o está constituido por éstas:
a) a proporciones molares de una unidad estructural parcialS1de fórmula la
b) b proporciones molares de una unidad estructural parcialS2de fórmula Ib
c) opcionalmente c proporciones molares de una unidad estructural parcialS3de fórmula Ic
d) opcionalmente d proporciones molares de una unidad estructural parcialS4de fórmula Id
en donde
R<1>, en cada caso independientemente entre sí, representa -COOM, -SO<2>-OM,
-O-PO(OM)<2>y/o -PO(OM)<2>,
R<2>, R<3>, R<5>, R<6>, R<9>, R<10>, R<13>y R<14>en cada caso independientemente entre sí representan H o un grupo alquilo con 1 a 5 átomos de carbono,
R<4>, R<7>, R<11>y R<15>, en cada caso independientemente entre sí, representan H, -COOM o un grupo alquilo con 1 a 5 átomos de carbono,
M, independientemente entre sí, H<+>, un ion de metal alcalino, un ion de metal alcalinotérreo, un ion metálico divalente o trivalente, un ion amonio, un grupo amonio orgánico,
es m = 0, 1 o 2,
es p = 0 o 1,
R<8>y R<12>, en cada caso independientemente entre sí, representan un grupo alquilo, grupo cicloalquilo, grupo alquilarilo C<1>a C<20>o representan un grupo de fórmula -[AO]<n>-R<a>,
en donde A = alquileno C<2>a C<4>, R<a>representa H, un grupo alquilo, grupo cicloalquilo o grupo alquilarilo C<1>a C<20>, y n = 2 a 300, en particular de 3 a 200 o de 5 a 150,
R<16>, independientemente entre sí, representa NH<2>, -NR<b>R<c>, -OR<d>NR<e>R<f>, en donde R<b>y R<c>, independientemente entre sí, representan un grupo alquilo, grupo cicloalquilo, grupo alquilarilo o grupo arilo C<1>a C<20>, o representan un grupo hidroxialquilo o representan un grupo acetoxietilo (CH<3>-CO-O-CH<2>-CH<2>-) o un grupo hidroxi-isopropilo (HO-CH(CH<3>)-CH<2>-) o un grupo acetoxiisopropilo (CH<3>-CO-O-CH(CH<3>)-CH<2>-); o R<b>y R<c>forman juntos un anillo, del que forma parte el nitrógeno, para constituir un anillo de morfolina o imidazolina;
R<d>es un grupo alquileno C<2>-C<4>,
Re y Rf, en cada caso independientemente entre sí, representan un grupo alquilo, grupo cicloalquilo, grupo alquilarlo, grupo arilo Ci a C20 o un grupo hidroxialquilo,
y en donde a, b, c y d representan proporciones molares de las respectivas unidades estructurales parcialesS1,S2,S3yS4, con
a/b/c/d = (0,05 - 0,95) / (0,05 - 0,8) / (0 - 0,3) / (0 - 0,3),
en particular a/b/c/d = (0,3 - 0,9) / (0,1 - 0,6) / (0 - 0,15) / (0 - 0,15),
preferentemente a/b/c/d = (0,5 - 0,8) / (0,2 - 0,5) / (0 - 0,1) / 0
y con la condición de que sea a b c d = 1.
La secuencia de las unidades estructurales parcialesS1,S2,S3yS4puede ser alterna, en bloque o aleatoria. También es posible que existan otras unidades estructurales parciales adicionalmente a las unidades estructurales parcialesS1,S2,S3yS4.
Preferentemente, las unidades estructurales parcialesS1,S2,S3yS4presentan juntas una proporción en peso de al menos el 50 % en peso, en particular al menos el 90 % en peso, de manera muy especialmente preferente al menos el 95 % en peso, del peso total del éter de policarboxilato.
Una relación de a/(b+c+d) = se encuentra en particular en el intervalo de 1 - 5.
En particular, R1 = COOM, R2 = H o CH3, R3 = R4 = H en el éter de policarboxilato. Esto permite producir el éter de policarboxilato a base de monómeros de ácido acrílico o metacrílico, lo que es interesante desde el punto de vista económico.
Igualmente son ventajosos los éteres de policarboxilato con R1 = COOM, R2 = H, R3 = H y R4 = COOM. Estos éteres de policarboxilato pueden producirse a base de monómeros de ácido maleico.
Ventajosamente, R5 = H o CH3 y R6 = R7 = H. Tales éteres de policarboxilato pueden producirse, por ejemplo, a partir de ésteres de ácido (met)acrílico, vinil (met)aliléteres o éteres de isoprenol.
SiS3está presente, son en particular R9 = H o CH3 y R10 = R11 = H.
SiS4está presente, son en particular R13 = H o CH3 y R14 = R15 = H.
De manera muy especialmente ventajosa, R2 y R5 representan mezclas de H y -CH3. Se prefieren a este respecto mezclas con del 40 - 60 % en mol de H y del 40 - 60 % en mol de -CH3. Si están presentes las unidades estructurales parciales correspondientes, esto también se aplica en particular a R9 y R13. A este respecto, R3 y R6 son además preferentemente iguales a H así como, en el caso de que estén presentes las unidades estructurales parciales correspondientes, R9 y R13 son iguales a H.
De acuerdo con otra forma de realización ventajosa, es R1 = COOM, R2 = H, R5 = - CH3 y R3 = R4 = R6 = R7 = H.
En otra forma de realización ventajosa, es R1 = COOM, R2 = R5 = H o -CH3 y R3 = R4 = R6 = R7 = H.
En particular, R8 y/o R12 representan -[AO]n-Ra, en donde preferentemente A = alquileno C2 y/o Ra representa H o un grupo alquilo C1. Ventajosamente, es n = 2 - 300, en particular n = 3 - 200, preferentemente n = 5 -150.
En particular, es m = 0 y p = 1. También ventajosamente es m = 1 o 2 y p = 0, en donde en particular R5 representa -CH3.
En el caso de éteres de policarboxilato especialmente preferidos se aplica:
a) R<1>representa COOM;
b) R<2>y R<5>representan, independientemente entre sí, H, -CH<3>o mezclas de los mismos. De manera muy especialmente ventajosa, R<2>y R<5>representan a este respecto mezclas de H y -CH<3>. Se prefieren a este respecto mezclas con del 40 - 60 % en mol de H y del 40 - 60 % en mol de -CH<3>. En el caso de las unidades estructurales parcialesS3y/oS4existentes se aplica esto en particular también para R<9>y R<13>;
c) R<3>y R<6>representan H. En el caso de las unidades estructurales parcialesS3y/oS4existentes se aplica esto en particular también para R<10>y/o R<14>;
d) R<4>y R<7>representan, independientemente entre sí, H o -COOM, preferentemente representan H. En el caso de las unidades estructurales presentesS3y/oS4existentes se aplica esto en particular también para R<11>y R<15>; e) R<8>representa -[AO]<n>-R<a>, en donde preferentemente A = alquileno C<2>y/o R<a>representa H o un grupo alquilo C<1>. Ventajosamente, es n = 2 - 300, en particular n = 3 - 200, preferentemente n = 5 - 150. En el caso de la unidad estructural parcialS3existente se aplica esto en particular también para R<12>,
f) m = 0 y p = 1.
Los éteres de policarboxilato pueden producirse de manera en sí conocida. A este respecto se usan en particular la reacción análoga al polímero o la polimerización radicalaria.
Los éteres de policarboxilato pueden producirse según la reacción análoga al polímero. A este respecto se prepara en primer lugar una cadena principal, a la que luego se añaden cadenas laterales. Las reacciones análogas a polímero son conocidas en sí y se describen, por ejemplo, en los documentos WO97/35814A1, WO95/09821A2, DE 100 15 135A1, EP 1138697A1, EP1348729A1 así como WO2005/090416A1.
Los detalles de la reacción análoga a polímero se divulgan, por ejemplo, en el documento EP 1138 697 B1 en la página 7, línea 20 a la página 8, línea 50, así como en los ejemplos contenidos en el mismo, o en el documento EP 1 061 089 B1 en la página 4, línea 54 a la página 5, línea 38, así como en los ejemplos.
Los éteres de policarboxilato también pueden prepararse mediante una reacción de polimerización radicalaria, en la que el copolímero se obtiene a partir de los correspondientes monómeros de ácido, éster y amida etilénicamente insaturados en presencia de un formador de radicales. Esta técnica la conoce en sí el experto.
En el caso del uso de acuerdo con la invención, el compuesto de amina puede añadirse antes, durante y/o después del amasado de la composición de aglutinante mineral. En el caso de una adición antes del amasado, el compuesto de amina puede añadirse, por ejemplo, a un componente de la composición de aglutinante mineral, por ejemplo, al aglutinante, a los áridos, a un aditivo y/o al agua de amasado.
El agente dispersante usado en la composición de aglutinante mineral también puede añadirse antes, durante y/o después del amasado de la composición de aglutinante mineral.
El compuesto de amina y el agente dispersante pueden añadirse a este respecto al mismo tiempo o de manera desplazada temporalmente. Por ejemplo, el compuesto de amina y el agente dispersante pueden añadirse mediante mezclado juntos al agua de amasado. También es posible premezclar el compuesto de amina y el agente dispersante en forma de un aditivo, por ejemplo una solución acuosa, y añadirlo a la composición de aglutinante durante el amasado. Sin embargo, también es posible, por ejemplo, añadir el compuesto de amina a los áridos ya de antemano y sólo añadir el agente dispersante con el agua de amasado durante el amasado de la composición de aglutinante.
En cuanto a la forma de uso, el compuesto de amina puede usarse, por ejemplo, en forma de un aditivo, como componente de formulación de un aditivo, por ejemplo, de un fluidificador de hormigón a base de éter de policarboxilato, y/o como agente de recubrimiento para el (pre)tratamiento de áridos que contienen arcilla, por ejemplo, arenas absorbentes.
Si, además de minerales arcillosos, la composición de aglutinante mineral contiene aditivos reciclados y/o aditivos con una elevada proporción de finos, puede ser ventajoso utilizar adicionalmente azúcar (azúcar granulado, sacarosa), melaza y/o azúcar caramelizado junto con el compuesto de amina. A este respecto, el azúcar caramelizado ha resultado especialmente preferente.
"Proporciones finas" o "finos" designan en cuestión sólidos con un tamaño de partícula < 125 pm. El tamaño de partícula puede determinarse, por ejemplo, mediante un análisis granulométrico utilizando un tamiz con aberturas cuadradas (aberturas de 125 * 125 pm). Las proporciones finas son, en particular, sólidos inertes y/o sólidos que no son aglutinantes minerales. "Material de reciclaje" es, en particular, material de demolición triturado y lavado. Al igual que los minerales arcillosos, tanto los finos como el material de reciclaje pueden influir enormemente en las necesidades de agua y agentes dispersantes de las composiciones de aglutinante mineral.
Si, además de minerales arcillosos, también están presentes aditivos reciclados y/o aditivos con elevadas proporciones de finos, los aditivos de la composición de aglutinante mineral presentan preferentemente una absorción de agua de acuerdo con la norma DIN EN 1097-6:2000 AC:2002 A1:2005 del 0 - 5 % en peso, en particular del 0,1 - 4 % en peso, especialmente del 0,2 - 4 % en peso, en particular del 0,4 - 3,5 % en peso o del 0,5 - 3 % en peso (absorción de agua con respecto a la masa seca de los aditivos).
Si en la composición de aglutinante mineral están presentes aditivos con proporciones finas, los aditivos presentan en particular un contenido de proporciones finas del 0,001 - 40 % en peso, en particular del 1 - 35, especialmente del 1,5 - 30 % en peso o del 3 - 30 % en peso, con respecto al peso total de todos los aditivos.
La expresión "azúcar caramelizado" representa en cuestión en particular productos de coloración parda que pueden obtenerse mediante tratamiento térmico o calentamiento del azúcar.
Especialmente, se trata de un tratamiento térmico en seco o un calentamiento en seco. En particular, esto significa que el calentamiento tiene lugar en ausencia de un líquido, en particular en ausencia de agua.
El término "azúcar" comprende en particular monosacáridos, oligosacáridos o sus mezclas. Por oligosacáridos ha de entenderse en cuestión sacáridos que están constituidos por de 2 - 10 monosacáridos (azúcares simples) iguales o diferentes y están unidos entre sí mediante enlaces glucosídicos. De manera correspondiente, en el caso del azúcar caramelizado se trata en particular de monosacáridos caramelizados y/u oligosacáridos caramelizados.
Como azúcares que sirven como materiales de partida para la producción de azúcar caramelizado, pueden utilizarse monosacáridos, oligosacáridos y/o mezclas de los mismos. Éstos pueden presentarse, por ejemplo, en forma de jarabe de glucosa, fructosa, lactosa, dextrosa, azúcar invertido, sacarosa, jarabe de maíz, jarabe de malta, melaza y/o almidón hidrolizado. Sin embargo, también son posibles otras formas de azúcar.
El tratamiento térmico del azúcar tiene lugar, en particular, a presión atmosférica (100 kPa (1 bar)) y en el aire o en la atmósfera terrestre.
Durante el tratamiento térmico, el azúcar se calienta normalmente hasta temperaturas de 110 -180 °C. El azúcar se calienta a este respecto en particular hasta que adquiere un color marrón.
En particular, el azúcar se calienta hasta obtener azúcar caramelizado con las intensidades de color y/o tonalidades de color que se definen a continuación.
Preferentemente, el azúcar caramelizado presenta una intensidad de color de 0,005 - 0,65, en particular de 0,008 -0,35, preferentemente de 0,01 - 0,20 o de 0,025 - 0,09, a una longitud de onda de 610 nm.
En particular, el azúcar caramelizado presenta una intensidad de color de 0,01 - 0,70, en particular de 0,03 - 0,45, preferentemente de 0,05 - 0,30 o de 0,06 - 0,20, a una longitud de onda de 560 nm.
La intensidad de color se define a este respecto como la absorbancia de una solución acuosa que contiene 1 mg de azúcar caramelizado (sustancia seca) por 1 ml de solución (volumen total de la solución, incluido el azúcar caramelizado) a una longitud de onda de 610 nm y un paso de luz de 1 cm de longitud. La absorbancia también puede denominarse densidad óptica o extinción y representa -log-10 (I/I0) o logaritmo decádico negativo de la relación entre la intensidad de la radiación que emerge de la muestra (I) y la intensidad de la radiación que entra en la muestra (I0).
Un tono de color del azúcar caramelizado de acuerdo con el índice Hue se encuentra en particular en el intervalo de 3,0 - 8,0, especialmente 3,5 - 7,5, en particular 4,0 - 7,5, preferentemente 5,0 - 7,2. El índice de Hue se define a este respecto como 10 * log-iü (A510/A610), en donde A510 y A610 representan las absorbancias a 510 nm y 610 nm respectivamente.
En particular, el azúcar caramelizado comprende en caramelo o está constituido por esto. "Caramelo" representa en cuestión un producto de empardecimiento obtenido exclusivamente por calentamiento de azúcar, por ejemplo sacarosa. En particular, en la producción de caramelo no se utilizan aceleradores de reacción ni otras sustancias.
De acuerdo con otra forma de realización ventajosa, el azúcar caramelizado comprende color de azúcar o está constituido por esto.
En particular, el color de azúcar es una sustancia que corresponde al directorio Einecs n.° 232-435-9 y/o el número de registro CAS 8028-89-5. El color de azúcar también se llama color caramelo.
El coloro de azúcar puede producirse de manera análoga al caramelo, en donde sin embargo se añaden habitualmente de manera adicional aceleradores de la reacción durante el tratamiento térmico o durante la caramelización. Éstos son por ejemplo bases o ácidos.
En particular, se utilizan como aceleradores de la reacción una o varias sustancias del grupo de sosa cáustica, sulfito de sodio, sulfito de potasio, ácidos sulfurosos, compuestos de sulfito y de amonio. Dependiendo del acelerador de la reacción que se utilice en la producción del color de azúcar, se producen colores de azúcar de distinta composición.
El color de azúcar es en particular un color de azúcar del tipo INS n.° 150, preferentemente 150a, 150b, 150c y/o 150d. El tipo se define a este respecto de acuerdo con el Codex Alimentarius, reconocido internacionalmente, del Comité Mixto FAO/OMS de Expertos en Aditivos Alimentarios (véase, por ejemplo, Compendium Of Food Additive Specifications); Joint Fa O/WHO Expert Committee on Food Additives, 74a reunión, 2011; ISBN 978-92-5-107004-8; página 9 - 20). En la región europea, el número INS suele ir precedido de la letra "E". Por ejemplo, el n.° 150a de INS corresponde al E150a en este caso.
La sosa cáustica o los ácidos fuertes se utilizan como aceleradores de la reacción en la producción de color de azúcar del tipo INS n.° 150a, también conocido como color de azúcar simple. En el caso del color de azúcar del tipo INS n.° 150b, también conocido como color de azúcar de lejías sulfíticas, se utilizan compuestos sulfíticos, por ejemplo sulfito de sodio, sulfito de potasio o ácidos sulfurosos como aceleradores de la reacción. En el caso del color de azúcar del tipo INS n.° 150c, también conocido como color de azúcar de amoníaco, se usan compuestos de amonio como aceleradores de la reacción. El color de azúcar del tipo INS n.° 150d, también conocido como color de azúcar de sulfito de amonio, se produce con la ayuda de compuestos de sulfito y de amonio.
En el presente contexto, es ventajoso el color de azúcar del tipo INS n.° 150a y/o 150d. Se prefiere muy especialmente el tipo INS n.° 150a.
El azúcar caramelizado se usa ventajosamente en una cantidad del 0,0005 - 10%en peso, en particular del 0,001 - 2%en peso, preferentemente del 0,004 - 0,5 % en peso, en cada caso con respecto al contenido seco del azúcar caramelizado y con respecto al contenido de aglutinante mineral en la composición de aglutinante mineral.
Ventajosamente, el azúcar caramelizado se usa en forma de una solución acuosa con un contenido seco de azúcar caramelizado del 0,01 - 90 % en peso, en particular del 10 - 80 % en peso, preferentemente del 25 - 75 % en peso o del 35 - 70 % en peso. Esto permite una buena dosificación en particular.
El uso de azúcar caramelizado en combinación con el compuesto de amina tiene la ventaja de que se puede mejorar de forma inesperada el efecto de los agentes dispersantes en composiciones de aglutinante mineral, que además de los minerales arcillosos también presentan aditivos reciclados y/o aditivos con altas proporciones de finos.
Más indicaciones con respecto al uso de azúcar caramelizado en aglutinantes minerales se encuentran en el documento WO 2015/059100 A1 (Sika Technology AG).
En un aspecto adicional, la invención se refiere a una composición que comprende un compuesto de amina como el descrito anteriormente así como al menos un éter de policarboxilato. En particular, la composición comprende además un representante del grupo que está constituido por aglutinantes minerales, áridos y aditivos para mortero y/u hormigón.
Los aditivos para mortero y/u hormigón son, en particular, a este respecto las sustancias definidas en la norma EN 934-2. En particular, se trata de aceleradores, retardadores, agentes formadores de poros de aire, antiespumantes, reductores de la contracción, inhibidores de la corrosión, conservantes, estabilizadores y/o colorantes. Esto incluye también el azúcar así como el azúcar caramelizado descritos anteriormente.
La composición puede estar a este respecto en estado sólido, líquido o pastoso.
La composición contiene el compuesto de amina y al menos un éter de policarboxilato. La composición es, en particular, una composición de aditivos, preferentemente un aditivo para hormigón a base de éter de policarboxilato, en donde el compuesto de amina es un componente de la formulación.
Ventajosamente, a este respecto una relación en peso entre el compuesto de amina y al menos un agente dispersante se encuentra en un intervalo de 1:50 - 50:1, preferentemente de 1:10 -10:1, en particular de 1:10 - 5:1, especialmente de 1:8 -2:1 o 1:2 -2:1.
De acuerdo con una forma de realización especial, la composición contiene los siguientes componentes o la composición está constituida por esto:
a) del 2 - 70 % en peso, en particular del 10 - 60 % en peso, preferentemente del 15 - 50 % en peso del agente dispersante,
b) del 0,2 - 60 % en peso, en particular del 1 - 40 % en peso, preferentemente del 3 - 30 % en peso del compuesto de amina usado de acuerdo con la invención,
c) del 10 - 95 % en peso, en particular del 40 - 90 % en peso, preferentemente del 50 - 80 % en peso de agua, d) del 0 - 50 % en peso, en particular del 0 -10 % en peso o del 0,001 - 5 % en peso de otros aditivos, tal como por ejemplo aceleradores, retardadores, agentes formadores de poros de aire, antiespumantes, reductores de la contracción, inhibidores de la corrosión, conservantes, estabilizadores y/o colorantes.
Las indicaciones de peso son a este respecto en cada caso con respecto al contenido seco o al contenido real de principio activo de los componentes respectivos así como al peso total de la composición.
En este caso, la composición es en particular un aditivo para hormigón y/o para mortero con el compuesto de amina como componente de formulación. Además, la invención se refiere a una composición de aglutinante mineral que contiene al menos un aglutinante mineral y el compuesto de amina usado de acuerdo con la invención, así como un agente dispersante que contiene un éter de policarboxilato. Opcionalmente, la composición de aglutinante mineral puede contener además áridos, aditivos y/o agua de amasado como se ha descrito anteriormente. En particular, la composición de aglutinante mineral contiene además áridos que contienen arcilla, en particular arena que contiene arcilla, grava que contiene arcilla y/o granulados de roca que contienen arcilla, como se ha descrito anteriormente.
La composición de aglutinante mineral puede encontrarse a este respecto en estado sólido, líquido o pastoso.
Además, la invención se refiere a una composición de aglutinante curada que puede obtenerse mediante amasado de una composición de aglutinante mineral como la descrita anteriormente con agua y posterior curado.
Otro aspecto de la presente invención se refiere a un procedimiento que comprende una etapa de adición del compuesto de amina usado de acuerdo con la invención a un éter de policarboxilato y, en particular, adicionalmente a un aglutinante mineral, a áridos, a un agua de amasado y/o a un aditivo para hormigón y/o mortero. En particular, el procedimiento es a este respecto un procedimiento para preparar una composición como la descrita anteriormente, en donde se trata preferentemente de un procedimiento para preparar una composición de aglutinante mineral. Especialmente se trata de un procedimiento para preparar una composición de aglutinante mineral que contiene al menos un aglutinante mineral, en donde el compuesto de amina usada de acuerdo con la invención se añade a al menos un componente de la composición de aglutinante antes, durante y/o después del amasado de la composición de aglutinante. El compuesto de amina usado de acuerdo con la invención puede añadirse, por ejemplo, al agua de amasado. Sin embargo, también es posible mezclar al menos una parte del compuesto de amina con el aglutinante mineral, cualquier árido y/o un aditivo adicional para hormigón y/o mortero ya antes del amasado.
En particular, por ejemplo, al menos un componente de la composición de aglutinante mineral, en particular el aglutinante mineral y/o los áridos, pueden mezclarse o recubrirse con el compuesto de amina usado de acuerdo con la invención antes del amasado de la composición de aglutinante mineral. Los áridos se mezclan o recubren preferentemente. En este caso, la adición del compuesto de amina puede realizarse en una planta de grava, por ejemplo.
El agente dispersante usado en la composición de aglutinante mineral también puede añadirse antes, durante y/o después del amasado de la composición de aglutinante mineral.
El compuesto de amina y el agente dispersante pueden añadirse a este respecto al mismo tiempo o de manera desplazada temporalmente.
De acuerdo con una forma de realización preferida, el compuesto de amina y el agente dispersante se añaden juntos a la composición de aglutinante mineral, en particular mediante adición al agua de amasado. También puede ser ventajoso premezclar el compuesto de amina y el agente dispersante en forma de un aditivo, por ejemplo en forma de una solución acuosa, y añadirlo a la composición de aglutinante durante el amasado. Sin embargo, también es posible, por ejemplo, añadir el compuesto de amina a los áridos ya de antemano y sólo añadir el agente dispersante con el agua de amasado durante el amasado de la composición de aglutinante.
Otras formas de realización ventajosas de la invención resultan de los siguientes ejemplos de realización.
Ejemplos de realización
1. Sustancias y materiales
Para los ejemplos de realización se usaron las siguientes sustancias (Tabla 1):
Tabla 1
continuación
1)MBV = valor de azul de metileno (clase de grano 0-75 |jm) medido según la norma de la International Slurry Surfacing Association (ISSA, Annapolis Maryland), Technical Bulletin No. 145 "Test Method for Determination of Methylene Blue Adsorption Value (MBV) of Mineral Aggregate Fillers and Fines" (publicado en 1989; 1a revisión en 2005).
2. Preparación de aditivos
Se prepararon distintas soluciones de compuestos de aminaA1 - A10mediante mezclado de los componentes indicados en la Tabla 2. Las soluciones así producidas representan aditivos.
Tabla 2 (todas la in i i n nn
n.d. = no determinado
* = no de acuerdo con la invención
3. Mezclas de mortero
Las mezclas de mortero usadasMM1-MM2presentan las composiciones secas descritas en la Tabla 3.
Tabla 3
Como cemento se usó Schweizer CEM I 42,5 N (= mezcla de cementos de Normo 4 [Holcim AG/Siggenthal], Vigier CEM I 42,5N [Vigier Ciment AG] y CEM I 42,5 N [Jura Cement/Wildegg] en la relación en peso de 1:1:1).
Para el amasado de las mezclas de mortero se mezclaron en seco las arenas, el material de relleno y el cemento durante 1 minuto en una mezcladora Hobart. En el intervalo de 30 segundos, se añadió el agua de amasado, a la que previamente se había añadido dado el caso el agente dispersante (PCE) y/o una de las soluciones de los compuestos de amina, y se mezcló durante otros 2,5 minutos. El tiempo de mezclado total en húmedo duró 3 minutos en cada caso.
4. Procedimiento de prueba
La capacidad de flujo o procesabilidad de las composiciones de mortero se determinó en función del asentamiento. Esto en cada caso 3, 30, 60 y 90 minutos después del amasado de las composiciones de mortero. El asentamiento (SM) se determinó de manera análoga a la norma EN 12350-2, adaptada para el mortero.
Además, se determinaron las resistencias a la compresión en diferentes momentos tras el amasado. La prueba para determinar la resistencia a la compresión (en MPa o N/mm2) se realizó de acuerdo con la norma EN 196-1.
5. Resultados
En la Tabla 4 se resumen los resultados usando diferentes aditivos en la mezcla de morteroMM1yMM2.
Tabla 4 (todo el % ^
n.m. = no medible, porque es demasiado rígido
* = no de acuerdo con la invención
En el ensayoV2(sólo PCE, sin compuesto de amina), se midió una resistencia a la compresión de 13,1 MPa (después de 1 día) y 20,7 MPa (después de 2 días). Los valores correspondientes en el ensayoV3(menor dosis de PCE, compuesto de amina adicional) ascendieron a 13,0 MPa (después de 1 día) y 20,4 MPa (después de 2 días).
Los ensayosV1-V3se ocupan a este respecto de que mediante el uso de acuerdo con la invención de los compuestos de amina (ensayoV3), la procesabilidad de mezclas de mortero con altas proporciones de arcilla puede mantenerse mejor a lo largo del tiempo que con dosificaciones significativamente mayores del agente dispersante (PCE; ensayoV2). Esto tampoco influyó negativamente en el desarrollo de las resistencias a la compresión en los dos primeros días.
Además, una comparación de los ensayosV13 - V18(todos con mezcla de morteroMM2) muestra en particular que los compuestos de amina usados de acuerdo con la invención (ensayosV16-V18) pueden mantener mejor la procesabilidad de las mezclas de mortero a lo largo del tiempo que un polímero catiónico a base de poliDADMAC (ensayoV15). Las solucionesA2yA3, que se basan en bis-(hexametilen)-triamina y 1,6-diaminohexano respectivamente, son a este respecto especialmente ventajosas. Si se comparan los ensayosV3,V4,V5 y V10con el ensayoV11(soluciónA10; no de acuerdo con la invención), se muestran también claramente las ventajas de los compuestos de amina usados de acuerdo con la invención con respecto a las polieteraminas (Jeff). En resumen resulta que mediante el uso de compuestos de amina de acuerdo con la reivindicación 1 puede mejorarse significativamente la procesabilidad también de composiciones de aglutinante mineral con dosificaciones relativamente bajas de agentes dispersantes y puede mantenerse mejor durante un período de tiempo más largo. Además, esto se consigue sin perjudicar la resistencia a la compresión de las composiciones de aglutinante mineral. Sin los compuestos de amina usados de acuerdo con la invención, tales propiedades sólo pueden conseguirse con altas dosificaciones de agente dispersante, lo que resulta sin embargo menos económico y puede tener un efecto perjudicial sobre la calidad del mortero.
Claims (10)
1. Uso de un compuesto de amina y/o de una sal del compuesto de amina para inertizar minerales arcillosos con respecto a agentes dispersantes en una composición de aglutinante mineral que contiene minerales arcillosos y/o para mejorar el efecto de un agente dispersante en una composición de aglutinante mineral que contiene minerales arcillosos, en donde el compuesto de amina comprende bis-(hexametilen)-triamina y/o 1,6-diaminohexano y en donde el compuesto de amina está presente al menos parcialmente, en particular completamente, en forma de una sal, y además el agente dispersante incluye un éter de policarboxilato.
2. Uso según la reivindicación 1, en donde el compuesto de amina comprende 1,6-diaminohexano.
3. Uso según al menos una de las reivindicaciones 1 - 2, en donde se trata de una sal de ácido fórmico, ácido acético, ácido láctico, ácido adípico, ácido maleico, ácido fumárico, ácido succínico, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ácido metafosfórico y/o ácido polifosfórico del compuesto de amina.
4. Uso según la reivindicación 3, en donde se trata de una sal de ácido adípico y/o ácido fórmico del compuesto de amina, de manera especialmente preferente de una sal de ácido adípico de 1,6-diaminohexano y/o una sal de ácido fórmico de bis-(hexametilen)-triamina.
5. Uso según al menos una de las reivindicaciones 1 - 4,caracterizado por queel compuesto de amina se usa en una cantidad del 0,01 -10 % en peso, en particular del 0,02 - 4 % en peso, preferentemente del 0,03 -1 % en peso, en cada caso con respecto al contenido de aglutinante mineral.
6. Uso según al menos una de las reivindicaciones 1 - 5,caracterizado por quela composición de aglutinante presenta áridos que contienen arcilla, en particular arenas que contienen arcilla, gravas que contienen arcilla y/o granulados de roca que contienen arcilla.
7. Composición, en particular una composición de aditivo o una composición de aglutinante mineral, que comprende un compuesto de amina como se ha definido en una de las reivindicaciones 1 - 6 y además al menos un éter de policarboxilato.
8. La composición según la reivindicación 7, que comprende adicionalmente al menos un representante del grupo que está constituido por aglutinantes minerales, áridos y aditivos para hormigón y/o mortero.
9. Procedimiento, en particular para la preparación de una composición según al menos una de las reivindicaciones 7 - 8, en donde se trata preferentemente de una composición de aglutinante mineral, que comprende una etapa de adición de un compuesto de amina como se ha definido en al menos una de las reivindicaciones 1 - 6 a un éter de policarboxilato y, en particular, a un aglutinante mineral, a áridos y/o a un aditivo para hormigón y/o mortero.
10. Composición de aglutinante curada, que puede obtenerse mediante amasado de una composición de aglutinante mineral según una cualquiera de las reivindicaciones 7 - 8 con agua y posterior curado.
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