BR112020023632A2 - mistura de concreto aprimorada - Google Patents

Abstract

A presente invenção se refere a uma composição aquosa antiespumante compreendendo - 5 a 75% em peso de pelo menos um polímero aniônico, - 0,05 a 5% em peso de pelo menos um antiespumante líquido insolúvel em água e - 0,005 a 3% em peso de pelo menos um polissacarídeo, com base em 100% em peso da composição. A composição fornece teor de ar previsível em argamassa e concreto sem e com ar.

Description

MISTURA DE CONCRETO APRIMORADA Campo da Técnica

[0001] A invenção se refere a uma composição aquosa que compreende um polímero aniônico, um antiespumante insolúvel em água e um polissacarídeo e seu uso em composições aglutinantes inorgânicas. Fundamentos da Invenção

[0002] Misturas para materiais de construção como concreto ou argamassa são amplamente usadas para melhorar a qualidade do material fresco e endurecido, por exemplo, força, fluxo, estanqueidade, resistência química e outros. A maioria das misturas são usadas como soluções ou dispersões aquosas. Infelizmente, algumas misturas tendem a introduzir ar. Esta tendência de introduzir ar é tipicamente para alguns plastificantes, especialmente os superplastificantes muito eficazes com estrutura de polímero ramificado. Entretanto, um alto teor de ar reduz a força e durabilidade do material endurecido. Portanto, normalmente um antiespumante é adicionado a essas misturas. Os antiespumantes são principalmente substâncias hidrofóbicas à base de silício ou óleos minerais, ésteres de fosfato ou derivados de polipropilenoglicol. Infelizmente, esses antiespumantes são tipicamente pouco solúveis em água e têm a tendência de se separar da solução aquosa. Se isso acontecer, o antiespumante sai e forma uma camada na parte superior da mistura. Assim, a parte inferior da mistura tem propriedades de incorporação de ar e a parte superior tem propriedades antiespuma. Isso expõe o produtor de concreto a possíveis problemas relacionados à baixa resistência e à pouca durabilidade do material endurecido. Além disso, o teor de ar do concreto recém-misturado é afetado por muitos fatores. Por exemplo, temperatura, quantidade de água adicionada, gradação do agregado, tipo de cimento, auxiliar de trituração ou outras misturas são fatores que podem causar flutuação de ar. Assim, dependendo da composição, o teor de ar no concreto pode ainda ser muito alto, mesmo quando misturas antiespumantes são usadas.

[0003] Um segundo obstáculo no uso de antiespumantes em misturas é o fato de que em concretos com resistência ao congelamento e descongelamento, vazios de ar finos devem ser introduzidos na matriz. Isso normalmente é feito pela adição de agentes incorporadores de ar. Nesse caso, o antiespumante não deve interagir negativamente com esses agentes incorporadores de ar. Infelizmente, a combinação de misturas de concreto com antiespumantes e agentes incorporadores de ar resulta, frequentemente, em um teor de ar imprevisível do concreto. Assim, em alguns casos, um teor de ar alto inesperado é obtido, em outros o teor de ar aumenta constantemente com o tempo de mistura, em outros casos o teor de ar diminui drasticamente com o tempo ou o teor de ar aumenta e diminui. Isso é especialmente problemático no concreto misturado, pois o teor de ar medido na fábrica de concreto e no canteiro de obras pode diferir drasticamente. Como o teor de ar de um concreto é um fator altamente crítico, pois determina diretamente a resistência do material endurecido, esta é uma situação bastante insatisfatória.

[0004] Tem havido esforços para aumentar a quantidade de antiespumante nos aditivos de concreto.

[0005] O documento EP 1 242 330 descreve o uso de agentes solubilizantes misturados aos antiespumantes e dispersantes insolúveis em água como mistura para composições cimentícias. São descritas substâncias alcoxiladas ou copolímeros de estireno-maleico como agentes solubilizantes.

[0006] O documento US 6.875.801 usa um agente solubilizante em amina para estabilizar um antiespumante insolúvel em água em uma composição de mistura.

[0007] O documento WO 2013/158870 descreve uma composição de aditivo para modificar composições cimentícias compreendendo a) um antiespumante dispersível em água compreendendo polialquilenóxido, b) um dispersante de cimento policarboxilato e c) nanopartículas coloidais com um tamanho médio de 8 - 150 nanômetros.

[0008] Ainda há demanda por melhorias.

[0009] O que é necessário é uma mistura antiespumante estável para materiais de construção que não incorpore uma quantidade indesejada de ar. Além disso, ela deve ser compatível com agentes incorporadores de ar para fornecer um teor de ar previsível sem aumentar ou diminuir drasticamente o teor de ar durante o transporte e a colocação. Sumário da Invenção

[0010] É, portanto, tarefa da presente invenção fornecer uma composição aquosa antiespumante estável que não introduza uma grande quantidade de ar indesejada quando usada em materiais de construção. Além disso, a composição antiespumante deve ser compatível com agentes incorporadores de ar para produzir concreto com incorporação de ar de alta qualidade.

[0011] Foi surpreendentemente descoberto que esta tarefa pode ser cumprida por uma composição aquosa descrita na reivindicação 1.

[0012] A adição de um polissacarídeo à composição aquosa compreendendo um polímero aniônico e um antiespumante líquido insolúvel em água produz, surpreendentemente, composições estáveis em armazenamento. Permite aumentar a quantidade de antiespumante insolúvel sem afetar a estabilidade da composição. O aumento da quantidade de antiespumante evita um conteúdo elevado indesejado de ar em composições aglutinantes inorgânicas. A composição estável garante uma quantidade constante de antiespumante em todo o tambor ou recipiente em que é armazenado.

[0013] Além disso, a composição aquosa da presente invenção é, surpreendentemente, muito compatível com agentes incorporadores de ar. A quantidade de ar introduzida no material de construção fresco é previsível e o teor de ar é estável mesmo por até 60 minutos ou mais. Assim, é possível produzir concreto ou argamassa com ar incorporado de alta qualidade, que pode ser transportada e colocada sem perda de qualidade.

[0014] Aspectos adicionais da invenção são assunto de reivindicações independentes adicionais. As modalidades especialmente preferenciais são objeto das reivindicações dependentes. Descrição Detalhada da Invenção

[0015] O objeto da invenção é uma composição aquosa compreendendo - 5 a 75% em peso de pelo menos um polímero aniônico, - 0,05 a 5% em peso de pelo menos um antiespumante líquido insolúvel em água e - 0,005 a 3% em peso de pelo menos um polissacarídeo solúvel em água, com base em 100% em peso da composição.

[0016]

propriedade de uma substância que não se dissolve totalmente quando adicionada a mais de 0,6 g a 100 g de água destilada a 20°C.

[0017] Preferencialmente, o polímero aniônico está presente em 10 a 70% em peso, mais preferencialmente em 12 a 65% em peso, com base em 100% da composição aquosa.

[0018] Preferencialmente, o polímero aniônico é uma mistura usada na indústria de construção para melhorar o desempenho de materiais de construção como concreto, argamassa, pastas de cimento ou produtos de gesso.

[0019] Exemplos de tais polímeros aniônicos são agentes dispersantes, plastificantes, redutores de água, superplastificantes, retentores de trabalhabilidade, retardantes poliméricos, estabilizadores, redutores de encolhimento polimérico ou melhoradores de reologia.

[0020] Essas misturas são bem conhecidas na indústria da construção.

[0021] Preferencialmente, o polímero aniônico é selecionado do grupo que compreende plastificantes, redutores de água, superplastificantes e retentores de trabalhabilidade.

[0022] Preferencialmente, o polímero aniônico compreende pelo menos um grupo aniônico selecionado do grupo que compreende grupos -COOM,-SO2 OM, - O PO(OM)2 e -PO(OM)2 com, M, independente um do outro, sendo H+, um íon de metal alcalino, um íon de metal alcalino-terroso, um íon de metal di ou trivalente, um íon de amônio ou um grupo amônio orgânico, preferencialmente H + e/ou um íon de metal alcalino.

[0023] Polímeros aniônicos exemplares são lignossulfonatos, condensados de naftaleno formaldeído sulfonados, condensados de melamina formaldeído sulfonados, copolímeros de vinil sulfonados, polialquilenoglicóis compreendendo grupos fosfonato, polialquilenoglicóis compreendendo grupos fosfato, policarboxilatos ou polímeros ramificados aniônicos compreendendo cadeias laterais de polialquilenoglicol.

[0024] O termo policarboxilato se refere a um polímero que compreende mais de um grupo carboxilato. Preferencialmente, os grupos carboxilato são derivados de monômeros polimerizados como ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido maleico, ácido fumárico ou ácido itacônico.

[0025] Preferencialmente, pelo menos um polímero aniônico é um polímero ramificado aniônico compreendendo cadeias laterais de polialquilenoglicol.

[0026] O termo "polímero ramificado aniônico" compreendendo cadeias laterais de polialquilenoglicol se refere a um polímero que compreende grupos aniônicos na cadeia principal do polímero e cadeias laterais de polialquilenoglicol. Preferencialmente, os grupos aniônicos são selecionados do grupo que consiste em grupos carboxilato, grupos sulfonato, grupos sulfato, grupos fosfato e grupos fosfonato. Preferencialmente, as cadeias laterais são ligadas à cadeia principal do polímero por grupos éster, éter, imida e/ou amida.

[0027] Preferencialmente, as cadeias laterais de polialquilenoglicol são compostas por etilenoglicol ou propilenoglicol ou etilenoglicol e propilenoglicol. As cadeias laterais de polietilenoglicol são mais preferenciais.

[0028] Preferencialmente, o polímero ramificado compreende unidades estruturais de fórmula I (I) e unidades estruturais de fórmula II, (II) onde R1, em cada caso, independentemente de qualquer outro, é -COOM, -SO2 OM, -O PO(OM)2 e/ou -PO(OM)2, R2 e R5, em cada caso, independentemente de qualquer outro, são H, -CH2- COOM ou um grupo alquil com 1 a 5 átomos de carbono, R3 e R6, em cada caso, independentemente de qualquer outro, são H ou um grupo alquil com 1 a 5 átomos de carbono, R4 e R7, em cada caso, independentemente de qualquer outro, são H, - COOM ou um grupo alquil com 1 a 5 átomos de carbono, ou onde R1 e R4 formam um anel para -CO-O-CO- (anidrido), M, independentemente de qualquer outro, é H+, um íon de metal alcalino, um íon de metal alcalino-terroso, um íon de metal di ou trivalente, um íon de amônio ou um grupo amônio orgânico, p = 0, 1 ou 2, o = 0 ou 1, m = 0 ou um número de 1 a 4, n = 2 - 250, mais especificamente 10 - 200, X, em cada caso independentemente de qualquer outro, é -O- ou -NH-, R8, em cada caso, independentemente de qualquer outro, é H, um grupo C 1- a C20-alquil, -grupo ciclohexil ou grupo alquilaril e A = C2- a C4-alquileno.

[0029] Preferencialmente, a razão molar entre a unidade estrutural I e a unidade estrutural II é de 0,7 - 10:1, mais preferencialmente 1 - 8:1, especificamente 1,5 - 5:1.

[0030] Com vantagem particular, o polímero ramificado é produzido por copolimerização de monômeros de radicais livres compreendendo grupos aniônicos e monômeros compreendendo cadeias de polialquilenoglicol. Os polímeros exemplares estão, por exemplo, descritos em EP 2 522 680.

[0031] Também com vantagem particular, o polímero ramificado é produzido por esterificação análoga de polímero e/ou amidação de polímeros compreendendo grupos ácido carboxílico com pelo menos um polialquilenoglicol que compreende um grupo hidroxil ou amino em uma extremidade. Os polímeros exemplares estão, por exemplo, descritos em EP 1 138 697.

[0032] Também com vantagem particular, o polímero ramificado tem uma estrutura em bloco ou gradiente. Normalmente, esses polímeros são produzidos por polimerização de radical vivo. Os polímeros exemplares estão, por exemplo, descritos em WO 2015/144886 e WO 2017/050907.

[0033] Preferencialmente, o polímero aniônico é um polímero ramificado aniônico compreendendo grupos ácido carboxílico e/ou sal e cadeias laterais de polietilenoglicol.

[0034] Esses polímeros são plastificantes bons e especiais para composições aglutinantes inorgânicas.

[0035] O peso molecular médio ponderal (Mw) do polímero ramificado aniônico, medido com SEC em relação aos padrões de polietilenoglicol com NaNO 3 0,1 N em pH 12 como eluente é, preferencialmente, de preferência 5.000 a 200.000 g/mol, mais preferencialmente 8.000 a 150.000 g/mol, especialmente preferencial

10.000 a 13.000 g/mol, especificamente 12.000 a 80.000 g/mol.

[0036] A composição aquosa da invenção compreendendo tais polímeros aniônicos mostra boa estabilidade de armazenamento e é perfeitamente adequada como plastificante ou superplastificante antiespumante para aglutinantes inorgânicos, especialmente para argamassa ou concreto.

[0037] Preferencialmente, a composição aquosa compreende mais de um polímero aniônico, especialmente, dois ou mais polímeros aniônicos.

[0038] Essas combinações de polímeros são especialmente úteis para adaptar o desempenho da composição aquosa às necessidades de aplicação específica.

[0039] Pelo menos um antiespumante líquido insolúvel em água é preferencialmente um óleo mineral ou vegetal, um ácido graxo, um éster de ácido graxo, um álcool graxo, um ácido graxo alcoxilado, um álcool graxo alcoxilado, um derivado de polialquilenoglicol compreendendo unidades de propilenoglicol e/ou butilenoglicol, um composto acetilênico, um composto orgânico de silicone ou um éster fosfato orgânico.

[0040] Preferencialmente, o antiespumante líquido insolúvel em água é um éster fosfato orgânico, especialmente fosfato de triisobutila (TiBP) ou fosfato de tributila (TBP).

[0041] O fosfato de tributilo (TBP) é especialmente preferencial.

[0042] Preferencialmente, o antiespumante está presente em 0,1 a 3% em peso, mais preferencialmente em 0,2 a 2% em peso, ainda mais preferencialmente em 0,25 a 1% em peso, com base em 100% em peso da composição aquosa.

[0043] Pode ser vantajoso se o antiespumante líquido insolúvel em água for misturado a um agente emulsificante não iônico antes de ser adicionado à composição aquosa. A razão em peso de 80 a 99,5 partes de antiespumante insolúvel com 0,5 a 20 partes de agente emulsificante não iônico considerando 100 partes da pré-mistura é preferencial.

[0044] Isto pode melhorar ainda mais a estabilidade da composição aquosa.

[0045] O polissacarídeo solúvel em água é um polissacarídeo natural ou modificado. Polissacarídeos exemplares envolvem éteres ou ésteres de celulose solúveis em água, amidos modificados, hemiceluloses ou gomas.

[0046] A dosagem do polissacarídeo depende do tipo de polissacarídeo e do tipo e dosagem dos outros componentes na composição aditiva aquosa.

[0047] Uma dosagem inferior a 0,005% em peso pode ser insuficiente para estabilizar a composição e uma superior a 3% em peso poderia resultar em uma alta viscosidade indesejada da composição aquosa.

[0048] Preferencialmente, o polissacarídeo é um polissacarídeo microbiano, particularmente selecionado do grupo que consiste em goma welan, goma xantana, goma diutana e goma gelana, preferencialmente goma diutana.

[0049] Essas gomas são solúveis em água, compatíveis com muitas substâncias químicas que podem fazer parte da composição aquosa e não influenciam na fixação de um aglutinante inorgânico de forma indesejada. Elas são muito eficazes para estabilizar o antiespumante na composição, mesmo em baixa dosagem.

[0050] Vantajosamente, o polissacarídeo está presente em 0,006 a 0,2% em peso, preferencialmente em 0,007 a 0,15% em peso, mais preferencialmente em 0,008 a 0,1% em peso, especialmente preferencial em 0,009 a 0,09% em peso, com base em 100% em peso da composição aquosa.

[0051] Preferencialmente, o polissacarídeo é goma diutana. A dosagem de goma diutana na composição aquosa é preferencialmente 0,01 a 0,07% em peso.

[0052] A goma diutana usada em tal dosagem tem desempenho ideal para estabilizar o antiespumante líquido insolúvel na composição aquosa. Uma dosagem mais baixa pode ser insuficiente em algumas composições, uma dosagem mais alta pode resultar em uma viscosidade elevada indesejada.

[0053] Uma dosagem baixa permite ainda a otimização de custos.

[0054] Preferencialmente, o polissacarídeo microbiano é o único polissacarídeo na composição aquosa.

[0055] Vantajosamente, a composição aquosa compreende um biocida em quantidade suficiente para evitar o crescimento bacteriano.

[0056] É vantajoso se a composição aquosa compreender ainda 0,05 a 5% em peso, preferencialmente 0,1 a 2% em peso, mais preferencialmente 0,15 a 1% em peso, ainda mais preferencialmente 0,2 a 0,8% em peso, especialmente 0,25 a 0,6% em peso de nanopartículas inorgânicas, com base em 100% em peso da composição aquosa.

[0057] Uma dosagem inferior a 0,05% em peso pode ser insuficiente, enquanto que uma alta dosagem aumentará desnecessariamente os custos.

[0058] O termo "nanopartículas inorgânicas" se refere a partículas inorgânicas que têm, normalmente, de 1 a 1000 nm de tamanho. Essas partículas, quando dispersas em um líquido, não assentam de forma apreciável e não podem ser facilmente filtradas.

[0059] As nanopartículas inorgânicas podem ser de qualquer material inorgânico que seja inerte dentro de uma composição aquosa. Preferencialmente, as nanopartículas inorgânicas são partículas de sílica (SiO 2), alumina (Al2O3), carbonato de cálcio (CaCO3) ou dióxido de titânio (TiO2).

[0060] Preferencialmente, as nanopartículas inorgânicas são de sílica amorfa, especialmente sílica precipitada.

[0061] Preferencialmente, o tamanho médio de partícula das nanopartículas inorgânicas é inferior a 100 nm, mais preferencialmente inferior a 80 nm, ainda mais preferencialmente inferior a 50 nm, especialmente preferencial inferior a 30 nm, especificamente inferior a 10 nm ou ainda inferior a 8 nm.

[0062] As nanopartículas inorgânicas com um tamanho médio de partícula de cerca de 3 a 7 nm são especialmente preferenciais.

[0063] As nanopartículas de tal dimensão fornecem uma área de superfície elevada especial e ajudam a estabilizar o antiespumante insolúvel na composição. Elas também melhoram a estabilidade ao ar em argamassas ou concreto compreendendo a composição aquosa da presente invenção.

[0064] O tamanho de partícula médio baixo, especialmente inferior a 10 nm ou, ainda melhor, 7 nm ou inferior, permite composições especialmente estáveis sem introduzir turbidez adicional.

[0065] A combinação das nanopartículas inorgânicas com o polissacarídeo permite baixas dosagens de cada um na composição, o que reduz custos e também evita uma viscosidade muito alta da solução.

[0066] Surpreendentemente, as nanopartículas inorgânicas em combinação com o polissacarídeo melhoram a estabilidade do ar em concreto com ar incorporado ou argamassa compreendendo a composição aquosa.

[0067] Preferencialmente, a composição aquosa compreende ainda 0,1 a 10% em peso, mais preferencialmente 0,5 a 5% em peso, de pelo menos um polialquilenoglicol ou derivado de polialquilenoglicol com uma solubilidade em água de pelo menos 10% em peso a 20°C.

[0068] Preferencialmente, o polialquilenoglicol ou o derivado de polialquilenoglicol tem um peso molecular médio numérico Mn de 300 a 5000 g/mol, mais preferencialmente 500 a 3000 g/mol.

[0069] Preferencialmente, o polialquilenoglicol ou o derivado de polialquilenoglicol compreende unidades de etilenoglicol e/ou propilenoglicol.

[0070] Preferencialmente, uma mistura de diferentes polialquilenoglicóis é usada.

[0071] O polialquilenoglicol solúvel em água não só é capaz de aumentar ainda mais a estabilidade da composição aquosa, como também pode atuar como regulador do teor de ar em concreto ou argamassa.

[0072] A composição aquosa pode compreender outros componentes, particularmente usados em misturas de concreto ou argamassa. Outros componentes exemplares compreendem aceleradores, redutores de encolhimento, surfactantes, agentes corantes, retardantes, modificadores de reologia, auxiliares de bombeamento e inibidores de corrosão.

[0073] Preferencialmente, a composição aquosa compreende: - 20 a 89% em peso de água, - 5 a 75% em peso, preferencialmente 10 a 70% em peso, mais preferencialmente 12 a 65% em peso, de pelo menos um polímero aniônico, preferencialmente pelo menos um polímero ramificado compreendendo grupos aniônicos e cadeias laterais de polialquilenoglicol, - 0,05 a 5% em peso, preferencialmente 0,1 a 3% em peso, mais preferencialmente 0,2 a 2% em peso, ainda mais preferencialmente 0,25 a 1% em peso, de antiespumante líquido insolúvel em água, especialmente um éster fosfato orgânico, preferencialmente TBP, - 0,005 a 3% em peso, particularmente 0,01 a 0,07% em peso, de pelo menos um polissacarídeo solúvel em água, especialmente um polissacarídeo microbiano, preferencialmente goma diutana, welan ou xantana, mais preferencialmente goma diutana, - 0,05 a 5% em peso, preferencialmente 0,1 a 2% em peso, mais preferencialmente 0,15 a 1% em peso, ainda mais preferencialmente 0,2 a 0,8% em peso, especialmente 0,25 a 0,6% em peso, de nanopartículas inorgânicas, especialmente sílica amorfa, preferencialmente com um tamanho médio de partícula de 3 a 7 nm, - 0,1 a 10% em peso, preferencialmente 0,5 a 5% em peso, de pelo menos um polialquilenoglicol solúvel em água ou derivado de polialquilenoglicol, e - 0 a 10% em peso de outros aditivos, com base em 100% em peso da composição.

[0074] A composição aquosa pode ser preparada simplesmente misturando todos os componentes até que um líquido homogêneo seja obtido.

[0075] Pode ser vantajoso dissolver primeiro o polissacarídeo em uma solução aquosa de polímero aniônico e, após a dissolução completa do polissacarídeo, adicionar os outros componentes.

[0076] Também pode ser vantajoso se o polímero solúvel em água, as nanopartículas e o polissacarídeo forem usados como soluções ou dispersões aquosas.

[0077] Preferencialmente, o polímero aniônico é usado como solução de 20 a 80% em peso, mais preferencialmente 30 a 75% em peso.

[0078] Preferencialmente, as nanopartículas inorgânicas são usadas como dispersão coloidal de 5 a 50% em peso, mais preferencialmente 10 a 30% em peso.

[0079] Preferencialmente, o polissacarídeo é usado como solução de 0,08 a 0,5% em peso, mais preferencialmente 0,1 a 0,2% em peso, que compreende um biocida.

[0080] Além disso, pode ser vantajoso se o polissacarídeo for primeiro disperso homogeneamente em um líquido solúvel em água, preferencialmente um alquilenoglicol, oligoalquilenoglicol ou polialquilenoglicol, antes de adicionar água e a mistura ser agitada até que o polissacarídeo esteja totalmente dissolvido.

[0081] Outro aspecto da invenção é o uso da composição aquosa em composições aglutinantes inorgânicas, particularmente composições aglutinantes compreendendo cimento e/ou gesso.

[0082] Preferencialmente, a composição aquosa da invenção é usada em 0,2 a 5% em peso, mais preferencialmente 0,25 a 4% em peso, ainda mais preferencialmente 0,3 a 2% em peso, com base no peso do aglutinante inorgânico.

[0083] A composição aglutinante inorgânica compreende pelo menos um aglutinante inorgânico. A expressão "aglutinante inorgânico" se refere, em particular, a um aglutinante que reage na presença de água em uma reação de hidratação para formar hidratos sólidos ou fases de hidrato. Pode ser, por exemplo, um aglutinante hidráulico (por exemplo, cimento ou cal hidráulica), um aglutinante hidráulico latente (por exemplo, escória), um aglutinante pozolânico (por exemplo, cinzas volantes) ou um aglutinante não hidráulico (por exemplo, gesso ou lima branca).

[0084] Mais particularmente, o aglutinante inorgânico ou a composição aglutinante compreende um aglutinante hidráulico, preferencialmente cimento. Um cimento com uma fração de clínquer de cimento de 35% em peso é particularmente preferencial. Mais particularmente, o cimento é do tipo CEM I, CEM II, CEM III, CEM IV ou CEM V (de acordo com a norma EN 197-1). Cimentos que são produzidos de acordo com um uma norma alternativa, por exemplo ASTM C150 para tipos de cimento Portland ou ASTM C595 para cimentos hidráulicos misturados, bem como outras normas nacionais como a norma indiano ou a norma japonesa JIS, são igualmente adequados.

[0085] A fração do aglutinante hidráulico no aglutinante inorgânico como um todo é vantajosamente pelo menos 5% em peso, mais particularmente pelo menos 20% em peso, preferencialmente pelo menos 35% em peso, especialmente pelo menos 65% em peso. De acordo com outra modalidade vantajosa, o aglutinante inorgânico consiste em uma extensão de 95% em peso de aglutinante hidráulico, mais particularmente de cimento ou clínquer de cimento.

[0086] No entanto, pode ser vantajoso também para o aglutinante inorgânico ou composição aglutinante inorgânica compreender ou consistir em outros aglutinantes. Estes são, em particular, aglutinantes hidráulicos latentes e/ou aglutinantes pozolânicos. Exemplos de aglutinantes hidráulicos latentes e/ou pozolânicos adequados são escória, cinzas volantes e/ou pó de sílica. A composição aglutinante também pode compreender substâncias inertes como calcário, quartzos finamente triturados e/ou pigmentos, por exemplo. Em uma modalidade vantajosa, o aglutinante inorgânico compreende 5-95% em peso, mais particularmente 5-65% em peso, muito preferencialmente 15-35% em peso, de aglutinantes hidráulicos latentes e/ou pozolânicos. Os aglutinantes hidráulicos latentes e/ou pozolânicos vantajosos são escória e/ou cinzas volantes.

[0087] Um aglutinante compreendendo gesso ou anidrita, especialmente com pelo menos 50% em peso, particularmente pelo menos 80% em peso, de gesso ou anidrita, com base no peso do aglutinante inorgânico também é um aglutinante inorgânico preferencial.

[0088] A composição aglutinante inorgânica compreende ainda, preferencialmente, materiais inertes como preenchedor inorgânico, areia e agregados.

[0089] A composição aglutinante inorgânica é preferencialmente uma composição de argamassa ou concreto.

[0090] A composição aglutinante inorgânica é, em particular, uma composição aglutinante inorgânica que pode ser composta com água e/ou é viável.

[0091] A razão em peso de água para aglutinante na composição aglutinante inorgânica está preferencialmente na faixa de 0,25 a 0,7, mais preferencialmente de 0,28 a 0,65, especialmente de 0,30 a 0,60.

[0092] A composição aglutinante inorgânica pode ainda compreender aditivos, particularmente aditivos para concreto ou argamassa.

[0093] Outros aditivos exemplares compreendem aceleradores, redutores de encolhimento, surfactantes, agentes corantes, biocidas, retardadores, suspensões de polímero formadoras de filme, agentes incorporadores de ar,

modificadores de reologia, auxiliares de bombeamento, agentes espumantes ou inibidores de corrosão ou suas misturas.

[0094] De preferência, a composição aglutinante inorgânica é uma argamassa ou concreto compreendendo cimento.

[0095] Outro aspecto da invenção é uma composição aglutinante inorgânica compreendendo a composição aquosa desta invenção e um agente incorporador de ar.

[0096] De preferência, o aglutinante inorgânico nesta composição aglutinante inorgânica é um aglutinante cimentício e a composição aglutinante inorgânica tem um teor de ar de 4 a 10%, medido diretamente após a mistura com água.

[0097] A composição aquosa da presente invenção, portanto, não afeta o teor de ar de uma composição aglutinante inorgânica. É, no entanto, também possível que a composição aquosa da presente invenção estabilize o teor de ar da composição aglutinante inorgânica.

[0098] A composição aquosa da presente invenção pode, portanto, ser usada em um processo para estabilizar o teor de ar de uma composição aglutinante inorgânica, opcionalmente compreendendo um agente incorporador de ar, caracterizado por a referida composição aquosa ser misturada à referida composição aglutinante inorgânica. De preferência, a composição de água da presente invenção é usada no referido processo em 0,2 a 5% em peso, mais preferencialmente 0,25 a 4% em peso, ainda mais preferencialmente 0,3 a 2% em peso, com base no peso do aglutinante inorgânico.

[0099] A composição aquosa da presente invenção pode ser misturada à composição aglutinante inorgânica antes da adição da água de mistura, juntamente com a água de mistura ou parte dela, e / ou logo após a adição da água de mistura. É preferido que a composição aquosa seja adicionada antes ou juntamente com a água de mistura.

[0100] Um aspecto adicional da presente invenção refere-se a um artigo moldado, mais particularmente um constituinte de uma construção, obtido por cura de uma composição aglutinante inorgânica compreendendo a composição aquosa desta invenção, após mistura com água.

[0101] A construção pode ser, por exemplo, uma ponte, um edifício, um túnel, uma estrada ou uma pista.

[0102] Outras formas de realização vantajosas da invenção são evidentes a partir dos exemplos de trabalho a seguir. Exemplos

[0103] Os exemplos seguintes, sem serem limitativos, ilustram a presente invenção.

1. Materiais PCE-1: solução de superplastificante aquoso a 60% em peso compreendendo 53,4% em peso de um superplastificante do tipo polímero em pente com grupos de ácido carboxílico e cadeias laterais de polietilenoglicol e 6,6% em peso de um polímero aniônico. O pH do PCE-1 é cerca de 3,5. Nanopartículas de Sio2: 15% em peso de nano-sílica coloidal amorfa em água, líquido aquoso límpido com pH = 9,5. Mistura de polialquilenoglicol: mistura de polialquilenoglicóis não iônicos solúveis em água com base em etilenoglicol e propilenoglicol. Antiespumante: mistura de fosfato de tributila (TBP) com um agente emulsificante não iônico que compreende pelo menos 85% em peso de TBP. Sika® Air-260: agente incorporador de ar, disponível na Sika Corporation, EUA.

2. Métodos

[0104] A estabilidade da composição aquosa foi avaliada visualmente. Cerca de 200 ml da composição aquosa foram preparados e armazenados em frascos de vidro de 250 ml de volume a 20 °C e 37 °C, respectivamente. Para melhor visualização das separações na superfície, um agente corante foi adicionado ao antiespumante. Após intervalos de tempo definidos, as amostras foram inspecionadas e verificadas quanto à separação de fases.

[0105] A queda da argamassa foi medida de acordo com ASTM C1437.

[0106] O teor de ar da argamassa foi medido de acordo com ASTM C185.

[0107] O teor de ar do concreto foi medido de acordo com ASTM C231.

3. Formulação e estabilidade de composições aquosas Tabela 1: Formulação e estabilidade de composições superplastificantes antiespumantes SP-1 a SP-6. Os valores mostram a% em peso dos componentes da composição.

Composição superplastificante antiespumante SP-1 SP-2 SP-3 SP-4 SP-5 SP-6 PCE 1 41,5 41,5 41,5 41,5 41,5 41,5 Antiespumante 0,1 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 Goma diutana 0 0 0 50 50 50 (0,1% em peso em água) Nanopartículas de SiO2 0 0 3,5 0 3,5 3,5 Mistura de 0 0 0 0 0 1,0 polialquilenoglicol Biocida 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 Água 58,3 58,1 54,6 8,1 4,6 3,6 Estável após 7 dias a 20 °C sim1) não2) não sim sim sim Estável após 7 dias a 37 °C sim não não sim sim sim 1) estável: líquido homogêneo 2) instável: camada oleosa separada na superfície Tabela 2: Formulação e estabilidade de composições superplastificantes antiespumantes SP-7 a SP-10. Os valores mostram a% em peso dos componentes da composição.

Composição superplastificante SP-7 SP-8 SP-9 SP-10 antiespumante PCE 1 37,9 37,9 37,9 37,9 Antiespumante 0,1 0,3 0,3 0,3 Goma diutana 0 0 0,058 0,058 Nanopartículas de SiO 2 0 3,0 0 3,0 Mistura de polialquilenoglicol 1,0 1,0 1,0 1,0 Biocida 0,1 0,1 0,1 0,1 Água 60,9 57,7 60,6 57,6 Estável 7 dias a 20 °C sim1) não2) sim sim

Estável 7 dias a 37 °C sim não sim sim 1) estável: líquido homogêneo 2) instável: camada oleosa separada na superfície

4. Preparação das composições de superplastificante antiespumante Preparação de SP-1 para SP-3

[0108] PCE-1 e água foram misturados em um béquer, a seguir nanopartículas de SiO2, antiespumante e biocida foram adicionados na quantidade fornecida na tabela 1 à mistura agitada. A mistura foi agitada com um agitador mecânico até ficar homogênea. Preparação de SP-4 para SP-6

[0109] A goma diutana foi dissolvida em água com agitação para preparar uma solução de 0,1% em peso. Em seguida, PCE-1, nanopartículas de SiO2, antiespumante, mistura de polialquilenoglicol, biocida e água foram adicionados na quantidade fornecida na tabela 1 à mistura agitada. A mistura foi agitada até ficar homogênea. Preparação de SP-7 e SP-8

[0110] PCE-1 e água foram misturados em um béquer, a seguir nanopartículas de SiO2, antiespumante, mistura de polialquilenoglicol e biocida foram adicionados na quantidade fornecida na tabela 2 à mistura agitada. A mistura foi agitada com um agitador mecânico até ficar homogênea. Preparação de SP-9 e SP-10

[0111] Foi adicionada goma diutana à solução agitada de PCE-1 e a mistura foi agitada até a goma estar totalmente dissolvida. Em seguida, água, nanopartículas de SiO2, antiespumante, mistura de polialquilenoglicol e biocida foram adicionados na quantidade fornecida na tabela 2 à mistura agitada. A mistura foi agitada com um agitador mecânico até ficar homogênea.

5. Ensaios com concreto

[0112] O desempenho de composições superplastificantes antiespumantes foi testado em concreto sem e com adição de um agente incorporador de ar.

[0113] Detalhes sobre o concreto são dados na tabela 3. O teor de ar, medido em intervalos de tempo pré-definidos, é dado nas tabelas 4 e 5. A Tabela 4 mostra o teor de ar sem agente incorporador de ar e a tabela 5 mostra o teor de ar com agente incorporador de ar. Tabela 3: Composição do concreto Componente Quantidade Cimento ASTM Tipo I / II (Holcim) 15,4 kg Areia 0,07 - 4,75 mm 33,4 kg Agregado grosso 2,37 - 25,4 mm 44,7 kg Água 6,24 kg Preparação do concreto

[0114] Areia mais agregado grosso e 90% da água foram misturados por 1 minuto em um misturador de tambor à velocidade de 28 rpm, então o cimento foi adicionado e o concreto foi misturado por mais um minuto, então o resto da água foi adicionado e o concreto foi misturado à velocidade de 28 rpm por 3 minutos adicionais, finalmente os aditivos foram adicionados na quantidade fornecida na tabela 4 e tabela 5 e o concreto foi misturado por mais 3 minutos na velocidade de 28 rpm. O misturador foi parado e amostras para medições foram tomadas. Em seguida a velocidade do misturador foi ajustada para 8 rpm até a última medição e parada apenas para a coleta de amostras. Resultados do Teste Tabela 4: Concreto sem agente incorporador de ar. Teor de ar imediatamente após a mistura e após intervalos de tempo definidos. O concreto foi produzido com 105 g dos aditivos aquosos SP-1, SP-4, SP-5 e SP-6, respectivamente; W/C = 0,405. Teste 1 Teste 2 Teste 3 Teste 4 Composição superplastificante SP-1 SP-4 SP-5 SP-6 antiespumante Minutos Ar após x min [%] 0 7,8 3,0 2,8 2,5 20 10,0 3,2 3,3 2,6 40 9,6 3,5 3,2 2,8 60 7,3 3,2 3,3 3,0 80 7,5 3,0 2,9 2,6

Diferença de teor de ar máximo e 2,7 0,5 0,5 0,5 mínimo Tabela 5: Concreto com agente incorporador de ar. Teor de ar imediatamente após a mistura e após intervalos de tempo definidos. O concreto foi produzido com 105 g dos aditivos aquosos SP-1, SP-4, SP-5 e SP-6, respectivamente, e 1,0 g do Sika® Air-260; W/C = 0,405. Teste 5 Teste 6 Teste 7 Teste 8 Composição superplastificante SP-1 SP-4 SP-5 SP-6 antiespumante Minutos Ar após x min [%] 0 9,2 5,0 5,5 5,4 20 16,0 8,0 8,6 7,6 40 17,0 9,0 9,0 7,3 60 18,0 10,0 9,7 7,2 80 17,5 9,9 9,2 7,4 Diferença de teor de ar máximo e 8,8 5,0 4,2 2,2 mínimo

6. Testes de argamassa

[0115] O desempenho das composições superplastificantes antiespumantes foi testado em argamassas com e sem adição de agente incorporador de ar.

[0116] A composição da argamassa é dada na tabela 6. A queda inicial e o teor de ar, medidos em intervalos de tempo pré-definidos, são dados nas tabelas 7 e 8. A Tabela 8 mostra o teor de ar sem agente incorporador de ar e a tabela 9 mostra o teor de ar com agente incorporador de ar. Tabela 6: Composição da argamassa Componente Quantidade Cimento ASTM Tipo I / II (Holcim) 972 g Areia 0,07 - 4,75 mm 790 g Areia 0,60 - 3,35 mm 2387 g Água 440 g Preparação da argamassa

[0117] Cimento e areia foram misturados por 1 minuto em um misturador Hobart na velocidade 1, em seguida, água incluindo as misturas na quantidade dada na tabela 8 e na tabela 9 foi adicionada e a argamassa foi misturada por mais 3 minutos na velocidade 1.

[0118] Antes de cada medição, a argamassa foi remixada manualmente por 30 segundos. Resultados do Teste Tabela 7: Argamassa sem agente incorporador de ar. Abaixe diretamente após a mistura e o teor de ar imediatamente após a mistura e após intervalos de tempo definidos. A argamassa foi produzida com 6,6 g dos aditivos aquosos SP-7, SP-9 e SP-10, respectivamente; W/C = 0,453. Teste 9 Teste 10 Teste 11 Composição superplastificante SP-7 SP-9 SP-10 antiespumante Queda após a mistura [mm] 95 95 102 Minutos Ar após x min [%] 0 4,6 3,2 2,5 20 3,5 3,3 2,7 40 3,9 3,2 3,1 60 3,8 3,4 3,0 Diferença de teor de ar máximo e mínimo 1,1 0,2 0,5 Tabela 8: Argamassa com agente incorporador de ar. Abaixe diretamente após a mistura e o teor de ar imediatamente após a mistura e após intervalos de tempo definidos. A argamassa foi produzida com 6,6 g dos aditivos aquosos SP-7, SP-9 e SP-10, respectivamente; e 0,06 g de Sika® Air-260; W/C = 0,453. Teste 12 Teste 13 Teste 14 Composição superplastificante SP-7 SP-9 SP-10 antiespumante Queda após a mistura [mm] 111 105 102 Minutos Ar após x min [%] 0 7,3 6,0 5,2

20 5,6 5,6 4,5 40 5,7 4,4 4,8 60 6,0 4,3 5,3 80 6,5 4,6 6,0 Diferença de teor de ar máximo e mínimo 1,7 1,7 0,8

Claims (15)

REIVINDICAÇÕES

1. Composição aquosa caracterizada pelo fato de que compreende - 5 a 75% em peso de, pelo menos, um polímero aniônico, - 0,05 a 5% em peso de, pelo menos, um antiespumante líquido insolúvel em água e - 0,005 a 3% em peso de, pelo menos, um polissacarídeo solúvel em água, com base em 100% em peso da composição aquosa.

2. Composição aquosa, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o polímero aniônico é selecionado do grupo que compreende plastificantes, redutores de água, superplastificantes e retentores de trabalhabilidade.

3. Composição aquosa, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o pelo menos um polímero aniônico é um polímero aniônico é um polímero ramificado aniônico compreendendo cadeias laterais de polialquilenoglicol.

4. Composição aquosa, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o antiespumante líquido insolúvel em água é um éster fosfato orgânico, especialmente fosfato de triisobutila ou fosfato de tributila.

5. Composição aquosa, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que polissacarídeo solúvel em água é um polissacarídeo microbiano, preferencialmente selecionado do grupo que consiste em goma welan, goma xantana, goma diutana e goma gelana, preferencialmente goma diutana.

6. Composição aquosa, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o polissacarídeo está presente em 0,006 a 0,2% em peso, preferencialmente em 0,007 a 0,15% em peso, mais preferencialmente em 0,008 a 0,1% em peso, especialmente preferencial em 0,009 a 0,09% em peso, com base em 100% em peso da composição aquosa.

7. Composição aquosa, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que compreende ainda 0,05 a 5% em peso, preferencialmente 0,1 a 2% em peso, mais preferencialmente 0,15 a 1% em peso,

ainda mais preferencialmente 0,2 a 0,8% em peso, especialmente 0,25 a 0,6% em peso de nanopartículas inorgânicas, com base em 100% em peso da composição aquosa.

8. Composição aquosa, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que as nanopartículas inorgânicas são de sílica amorfa, especialmente sílica precipitada.

9. Composição aquosa, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 ou 8, caracterizada pelo fato de que as nanopartículas inorgânicas têm um tamanho médio de partícula das nanopartículas inorgânicas é inferior a 100 nm, mais preferencialmente inferior a 80 nm, ainda mais preferencialmente inferior a 50 nm, especialmente preferencial inferior a 30 nm, especificamente inferior a 10 nm ou ainda inferior a 8 nm.

10. Composição aquosa, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que compreende ainda 0,1 a 10% em peso, preferencialmente 0,5 a 5% em peso de, pelo menos, um polialquilenoglicol ou derivado de polialquilenoglicol com uma solubilidade em água de pelo menos 10% em peso a 20°C.

11. Composição aquosa, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que compreende - 20 a 89% em peso de água, - 5 a 75% em peso de pelo menos um polímero aniônico, - 0,05 a 5% em peso de antiespumante líquido insolúvel em água, - 0,005 a 3% em peso de pelo menos um polissacarídeo solúvel em água, - 0,05 a 5% em peso de nanopartículas inorgânicas, - 0,1 a 10% em peso de pelo menos um polialquilenoglicol solúvel em água ou derivado de polialquilenoglicol e - 0 a 10% em peso de aditivos adicionais, com base em 100% em peso da composição aquosa.

12. Uso da composição aquosa, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que é para uso em composições aglutinantes inorgânicas, particularmente composições aglutinantes compreendendo cimento e/ou gesso.

13. Composição aglutinante inorgânica caracterizada pelo fato de que compreende a composição aquosa conforme qualquer uma das reivindicações de 1 a 11 e um agente incorporador de ar.

14. Composição aglutinante inorgânica, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que o aglutinante inorgânico é um aglutinante cimentício e a Composição aglutinante inorgânica possuir um teor de ar de 4 a 10% medido diretamente após a mistura com água.

15. Artigo moldado, mais particularmente um constituinte de uma construção, obtido por cura de uma composição aglutinante inorgânica, caracterizado pelo fato de que compreende a composição aquosa conforme as reivindicações de 1 a 11, após mistura com água.