MXPA04011872A - Metodo para acabado de superficies de concreto. - Google Patents
Metodo para acabado de superficies de concreto.Info
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Abstract
Se expone un metodo para mejorar la adhesividad entre las composiciones de cemento endurecido y los materiales de recubrimiento resinoso al rociar una solucion acuosa que contiene acidos organicos que reaccionaran con la superficie para producir compuestos de calcio sobre la superficie de cemento endurecido antes que se aplique el material de recubrimiento resinoso, eliminando asi la membrana de carbonato de las composiciones de cemento hidratado. Esto mejora la adhesividad entre las composiciones de cemento endurecido y el material de recubrimiento resinoso.
Description
METODO PARA ACABADO DE SUPERFICIES DE CONCRETO
CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se relaciona con un método para formar una capa de resina al recubrir un material resinoso sobre la superficie de una composición de cemento endurecido para el fin de resistencia a la corrosión, a prueba de agua, decoración, etc., con un método para modificar la superficie de las composiciones de cemento endurecido para mejorar la adhesividad de los materiales de recubrimiento resinosos, y con un modificador de superficies utilizado en estos métodos .
ANTECEDENTES DE LA INVENCION Se realizan técnicas convencionales en las cuales la superficie de las composiciones de cemento endurecido tales como por ejemplo, pasta de cemento, morteros, concreto, etc., se reviste con un material de recubrimiento resinoso tal como por ejemplo, resina de uretano, resina epóxica, resina acrílica, resina de viniléster, etc., para el fin de resistencia a la corrosión, a prueba de agua, decoración, etc., en general, estas técnicas se realizan al recubrir con un material aglutinante que comprende un material de recubrimiento resinoso sobre la superficie del concreto endurecido a la cual se ha aplicado un fratasado, y al recubrir posteriormente con un material de recubrimiento resinoso. Sin embargo, un material aglutinante no puede penetrar fácilmente el concreto de la superficie de concreto endurecido al cual se ha aplicado un fratasado debido a una capa fina que consiste principalmente de carbonato de calcio formado por la reacción del hidróxido de calcio que es un producto para hidratación de cemento, con el dióxido de carbono en el aire. Además, existe el problema de que las capas de resina aplicadas se pueden desprender fácilmente debido a la producción de esta capa de carbonato de calcio fina que se hace más pronunciada a medida que la proporción de agua/cemento de la composición de cemento es menor.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN Con el fin de resolver el problema de la técnica mencionado anteriormente, se utiliza un método para mejorar las propiedades penetrantes del material aglutinante al aplicar una preparación superficial y tratamientos con chorro de viento a la superficie de concreto endurecido. Sin embargo, este método es problemático, ya que requiere de una cantidad considerable de tiempo y trabajo, y presenta graves problemas tales como por ejemplo, el deterioro del ambiente de trabajo debido al ruido y polvo generados durante la preparación de la superficie y los tratamientos con chorro de viento, y la presencia de desechos, que se deben manipular por una compañía para eliminación de desperdicios industriales . Por otro lado, también se deben proponer métodos que utilicen ácidos inorgánicos tales como por ejemplo, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido nítrico, etc., en los agentes para tratamiento superficial para concreto endurecido, para reemplazar la preparación de la superficie y los tratamientos con chorro de viento. Sin embargo, estos ácidos inorgánicos presentan un problema de seguridad para los operadores en el sitio debido a que son ácidos fuertes y su uso no se ha generalizado debido a su desempeño inadecuado. Además, entre los ácidos inorgánicos, el uso de ácido clorhídrico no es conveniente debido a que tiene la propiedad de corroer el acero y las estructuras de concreto reforzado.
Por consiguiente, el problema que será resuelto por la presente invención es proporcionar, en las técnicas para la formación de capas resinosas sobre la superficie de las composiciones de cemento endurecido, un método para mejorar la adhesividad entre las composiciones de cemento endurecido y los materiales de recubrimiento resinosos, que no lleve mucho tiempo o trabajo y que no genere ruido ni polvo, y proporcionar un agente utilizado en este método . Actualmente se ha encontrado que estos problemas se pueden resolver en su totalidad de una sola vez al rociar una solución acuosa que contenga ácidos orgánicos sobre la superficie de concreto endurecido, y luego recubrir la superficie. Por lo tanto, la presente invención relaciona a un método para modificación de superficies para composiciones de cemento endurecido, en donde la superficie de una composición de cemento endurecido se trata con una solución acuosa que contiene ácidos orgánicos, que reaccionarán con la superficie para producir compuestos del calcio.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención también se relaciona con un método para formar una capa de recubrimiento resinosa sobre la superficie de las composiciones de cemento endurecido, en donde la superficie de las composiciones de cemento endurecido se trata con una solución acuosa que contiene ácidos orgánicos, que reaccionarán con la superficie para producir compuestos de calcio, y el material de recubrimiento resinoso se aplica posteriormente. La presente invención también se relaciona con el método mencionado anteriormente, en donde el material de recubrimiento resinoso comprende una o más resinas seleccionadas del grupo que consiste de resina de uretano, resina epóxica, resina acrilica y resina de vinililéster . La presente invención también relaciona al método mencionado anteriormente, en donde el material de recubrimiento resinoso es un material aglutinante . La presente invención además se relaciona con el método mencionado anteriormente, en donde el ácido orgánico es uno o más ácidos seleccionados del grupo que consiste ácido acético, ácido glucónico, ácido fórmico, ácido succínico, ácido fosfórico y ácido cítrico. La presente invención también se relaciona con un modificador de superficies para composiciones de cemento endurecido utilizado en los métodos mencionados anteriormente que contienen ácidos orgánicos, que reaccionarán con la superficie de las composiciones de cemento endurecido para producir compuestos del calcio. La presente invención además se relaciona con al modificador de superficies mencionado anteriormente en donde los ácidos orgánicos son uno o más ácidos seleccionados del grupo que consiste de ácido acético, ácido glucónico, ácido fórmico, ácido succinico, ácido fosfórico y ácido cítrico. La presente invención, que cambia la capa fina de carbonato de calcio producida durante el proceso de endurecimiento del cemento en sales de calcio orgánico a través de un tratamiento con un modificador de superficies que contiene un ácido orgánico que tiene una mayor acidez que el ácido carbónico, mejora la adhesividad de los materiales de recubrimiento resinosos a la superficie de las composiciones de cemento endurecido al modificar la capa fina de carbonato de calcio. En la presente invención, el recubrimiento por rocío utilizando un rociador es un medio de tratamiento de la superficie de las composiciones de cemento endurecido con el líquido acuoso que contiene un ácido orgánico, sin embargo, sin limitarse al mismo también se pueden utilizar otros métodos tales como por ejemplo, dispersión mediante un rociador, siempre y cuando la solución acuosa mencionada anteriormente se disperse uniformemente sobre la superficie de la composición de cemento endurecido. Además, el tiempo en el cual se utiliza el modificador de superficies mencionado anteriormente para tratar una composición de cemento endurecido no se limita particularmente; sin embargo, el tratamiento de preferencia se lleva a cabo de 1 a 7 días y también se puede aplicar a composiciones de cemento endurecido existentes. Los ejemplos representativos de los materiales de recubrimiento resinosos utilizados en el método de acuerdo con la presente invención incluyen resina de uretano, resina epóxica, resina acrílica y materiales de tipo de resina de viniléster, sin embargo, sin limitar el material de recubrimiento resinoso a los mismos. Además, se pueden utilizar cualquiera de los diferentes tipos de materiales de recubrimiento resinosos disponibles comercialmente , tales como por ejemplo, materiales aglutinantes, solventes y materiales del tipo sin solventes, materiales de tipo líquido de 1 ó 2 componentes, etc. Además, el mortero de resina, el material permeable para evitar la absorción de agua, el material solidificante permeable, el material a prueba de agua mineral -permeable , pintura de aceite, lisina, estuco, etc. se pueden aplicar a los materiales de recubrimiento resinosos utilizados en el método de acuerdo con la presente invención. La presente invención ha adoptado el método de rociar una solución acuosa que contiene ácidos orgánicos sobre una composición de cemento endurecido y posteriormente aplicar a la misma un material de recubrimiento resinoso, incluso aunque en general se forme una capa de recubrimiento resinosa al aplicar el material de recubrimiento resinoso después de que se haya recubierto un material aglutinante; sin embargo, en la presente invención, el material de recubrimiento resinoso se aplica directamente sobre la superficie de la composición de cemento endurecido sin aplicar un material aglutinante. Además, el material de recubrimiento resinoso se aplica después de rociar el modificador de superficies mencionado ante iormente, de preferencia después de que la humedad en el modificador de superficies se haya evaporado. Aunque el tiempo de recubrimiento depende de las condiciones ambientales, la aplicación se realiza de preferencia de 1 a 3 días después de rociar el modificador de superficies. Se prefiere que el contenido de agua de la composición de cemento sea del 8% o menos. El modificador de superficies de acuerdo con la presente invención es una solución acuosa que contiene ácidos orgánicos. Ejemplos de los ácidos orgánicos utilizados en el modificador de superficies incluyen, ácido acético, ácido salicílico, ácido glucónico, ácido maleico, ácido fumárico, ácido fórmico, ácido succínico, ácido gálico, ácido láctico, ácido malico, ácido cítrico, ácido malónico, ácido tartárico, ácido oxálico, ácido glucólico, ácido propiónico, ácido butírico, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido benzoico, ácido fosfórico, etc.; entre éstos sin embargo se prefieren ácido glucónico, ácido fórmico, ácido succínico, ácido m lico y ácido cítrico desde el punto de vista de facilidad de manipulación y debido a la solubilidad de las sales de calcio ea'agua. La función requerida del ácido carboxílico de acuerdo con la presente invención es disolver la capa fina de carbonato de calcio mediante la reacción del ácido orgánico con los hidratos de cemento tal como por ejemplo, el carbonato de calcio de la superficie de la composición de cemento endurecido y permitir la penetración del material aglutinante en la composición de cemento endurecido. Entre los ácidos orgánicos, el ácido carboxílico en general disuelve la capa de carbonato de calcio y produce una sal de calcio y carboxilato. Sin embargo, si la solubilidad del carboxilato calcio en agua es muy pequeña, se presentan cristales junto con la evaporación de la humedad, y debido a esto tiene una influencia sobre la adhesividad del material de recubrimiento resinoso, existen casos en donde los cristales tienen que ser retirados en un proceso de trabajo por separado. Por lo tanto, es conveniente que la solubilidad de la sal de calcio del ácido carboxílico en agua no sea demasiado ba a. La solubilidad depende de la temperatura ambiente, la temperatura del material, etc., y puede no estar definido incondicionalmente ; sin embargo, se prefiere en particular una solubilidad de 0.004g/100g o superior. Además, entre los ácidos orgánicos, existen aquellos con los cuales, incluso aunque sean capaces de modificar la superficie de las composiciones de cemento endurecido, se presenta sal de calcio durante un corto periodo de unos cuantos segundos. Sin embargo, para el fin de modificar superficies, los ácidos orgánicos preferidos son aquellos que son relativamente moderados en la producción de sal de calcio. En el proceso para modificar superficies de cuerdo con la presente invención, normalmente, se prefiere, desde el punto de vista de manipulación y operación, rociar 80 a 100 g de un modificador de superficies producido a partir de un 5 a 10% de una solución acuosa de ácidos orgánicos para 1 m2 de la superficie de una composición de cemento endurecido; sin embargo, la presente invención no se limita particularmente a esta concentración o cantidad de rocío, la concentración óptima o cantidad de rocío se puede determinar fácilmente por un experimento simpl e . La invención ahora se describirá adicionalmente haciendo referencia a los siguientes ejemplos no limitantes.
E emplos
1. Solubilidad de calcio en agua para diferentes ácidos orgánicos La tabla 1 muestra la solubilidad de las sales de calcio para diferentes ácidos orgánicos en agua en g/100 g de agua a una temperatura de 25°C.
Ácido Solubilidad de la sal de calcio
Ácido acético 34.7 (20 °C) Ácido fórmico 16.1 (0°C) Ácido salicilico 5.51 (15°C) Ácido glucónico 3.9 Ácido maleico 2.49 Ácido fumárico 1.56 (30°C) Ácido succinico 1.29 Ácido málico 0.86 Ácido malónico 0.36 (20°C) Ácido cítrico 0.096 Ácido tartárico 0.0023 (0°C) Ácido oxálico 0.00067 (13°C) 2. Prueba de la adhesividad entre una composición de cemento endurecido y un material de recubrimiento resinoso 2.1 Adhesividad para diferentes tipos de ácidos orgánicos Las pruebas que se relacionan con . la adhesividad entre el mortero y un material aglutinante de resina de uretano se condujeron al cambiar el tipo del ácido orgánico, que es el principal componente del modificador de superficies.
a. materiales utilizados
Cemento Mortero Premix (fabricado por Sho-Bond chemical Co., Ltd. con el nombre comercial de NS-55V)
Material de Material aglutinante con resina recubrimiento de uretano (fabricado por Sho- resinoso : bond Chemical Co . , Ltd. con el nombre comercial de material aglutinante NS-U)
b. Producción de la placa para prueba de mortero Las placas para prueba de 'mortero se produjeron al mezclar' 25 kg del mortero premezclado al cual se agregaron en una mezcladora 4.3 litros de agua, colocando la mezcla resultante en un molde con profundidad de 2 cm, y aplicando un fratasado metálico de 2 cm de espesor. Las placas se curaron a una temperatura de 20°C.
c. Rocío del modificador de superficies y recubrimiento con el material aglutinante Se rociaron 100g/m2 de un modificador de superficies sobre la superficie de una placa para prueba de mortero 1 día después de que se había producido, se aplicó un material aglutinante al siguiente día, y la prueba de adhesión se realizó 3 días después de que el material aglutinante se había aplicado. El contenido de agua del mortero en el momento del recubrimiento con el material aglutinante fue de aproximadamente 7%.
d. Prueba de adhesión ? Prueba de adhesión de corte cruzado: de acuerdo con JIS K 5400
e. Resultados de la prueba La tabla 2 muestras que, en comparación con el caso en el cual se utilizó un tratamiento con ácido clorhídrico, los ejemplos exhiben muy buena adhesividad.
Tabla 2
2.2 Adhesividad para diferentes tipos de materiales de recubrimiento resinosos Las pruebas que se relacionan con la adhesividad entre mortero y un material de recubrimiento resinoso se condujeron al utilizar un material de recubrimiento resinoso con diferentes componentes. Las condiciones de prueba se proporcionan enseguida, y los resultados de la prueba se muestran en Tabla 3.
Materiales utilizados
Composición de Mortero premezclado (fabricado por cemento : Sho-Bond Chemical Co . , Ltd. con el nombre comercial de NS-55V)
Modificador de Solución acuosa al 10% de ácido superficie: cítrico
Material de Material aglutinante líquido de 1 recubrimiento componente con base en resina de resinoso : uretano, material aglutinante líquido de 1 componente de solvente con base en resina de uretano, material aglutinante líquido de 2 componentes sin solvente con base en resina epóxica y material aglutinante líquido de 2 componentes con base en resina acrílica (todos disponibles comercxalmente )
b. Producción de la placa para prueba de mortero Las placas para prueba de mortero se produjeron mediante el mismo método según se describió en 2.1 anteriormente. Las placas se curaron a una temperatura de 30°C.
c. Roclo del modificador de superficies y recubrimiento con el material aglutinante Se rociaron 100g/m2 de un modificador de superficies sobre la superficie de una placa para prueba de mortero 1 día después de que se había producido, mientras que los Ejemplos Comparativos se trataron mediante enarenado, recubierto con un material aglutinante al siguiente día, y la prueba de adhesión se realizó 5 horas después de que el material aglutinante se había recubierto. El contenido de agua del mortero en el momento de recubrimiento con el material aglutinante fue de aproximadamente 5 a 8%.
Prueba de adhesión Prueba de adhesión de corte cruzado acuerdo con JIS K 5400
e. Resultados de la prueba La tabla 3 muestras que los ejemplos que utilizan materiales aglutinantes con base en resina de uretano, epoxi y acrilo todos exhibieron buena adhesividad sin importar el tipo de la resina utilizada, y que diferentes tipos de material de recubrimiento resinoso tal como por ejemplo, tipo solvente y tipo sin solvente así como también, ti] líquido de 1 componente y tipo líquido de componentes, etc., todas exhibieron buei adhesividad .
Tabla 3
Material resinoso Evaluación de la prueba de adhesión de corte cruzado Sin Enarenado Modificación tratamiento de superficies
Material aglutinante 0 10 10 líquido de 1 componente con base en resina de uretano Material aglutinante 0 10 10 líquido de 1 componente de solvente con base en resina de uretano Material aglutinante 0 10 10 líquido de 2 componentes sin solvente con base en resina epóxica Material aglutinante 0 10 10 líquido de 2 componentes con base en resina acrílica 2.3 El envejecimiento de las composiciones de cemento endurecido y la adhesividad Las pruebas que se relacionan con la adhesividad entre el mortero y un material de recubrimiento resinoso se condujeron al variar el envejecimiento de la composición de cemento endurecido. Las condiciones de prueba se proporcionan enseguida, y los resultados de la prueba se muestran en la Tabla 4.
a. Materiales utilizados La composición de cemento y los materiales de recubrimiento resinosos son idénticas a los descritos en 2.1 anteriormente, mientras que se utilizó una solución acuosa al 10% de ácido cítrico como el modificador de superficies.
b. Producción de la placa para prueba de mortero
Las placas para prueba de mortero se produjeron mediante el mismo método según se describe en 2.1 anteriormente.
Rocío del modificador de superficies recubrimiento con el material aglutinante Se rociaron 100g/m2 de un modificador superficies sobre la superficie de una placa para prueba de mortero de 1 a 28 días después de que se había producido, un recubrimiento con material aglutinante se condujo al siguiente día, y la prueba de adhesión se realizó 1 día después de que el material aglutinante se había recubierto. El contenido de agua del mortero en el momento del recubrimiento con el material aglutinante fue de aproximadamente 7%.
d. Prueba de adhesión Prueba de adhesión de corte cruzado: de acuerdo con JIS 5400
e. Resultados de la prueba A partir de la tabla 4 resulta evidente que el envejecimiento de la composición de cemento endurecido no tiene ninguna influencia, según se obtuvo buena adhesividad incluso en el caso en el cual el modificador de superficies se rocío cuando la composición de cemento endurecido tuvo un envejecimiento de 28 días.
Tabla 4
2.4 Simulación de las condiciones reales de trabaj o Las pruebas de estimulación de las condiciones reales de trabajo se condujeron según se describe enseguida. Las condiciones de prueba se proporcionan enseguida, y los resultados de la prueba se muestran en Tabla 5.
a. Materiales utilizados
Composición de Mortero premezclado (fabricado por cemento: S o-Bond Chemical Co . , Ltd. con el nombre comercial de NS-55V) Modificador de Solución acuosa al 5% de ácido superficie: cítrico Material para Material aglutinante con base en recubrimiento resina de uretano (fabricado por resinoso: Sho-Bond Chemical Co . , Ltd. con el nombre comercial de material aglutinante NS-U) b. Rocío del mortero Después de mezclar 25 kg de mortero premezclado al cual se habían agregado 4.3 litros de agua en una mezcladora, el mortero se rocío en una placa plana de 2 m2 con un espesor de 2 cm al utilizar una pistola de rocío; después de esto, la superficie de mortero se terminó con un fratasado.
c. Rocío del modificador de superficies y recubrimiento con el material aglutinante Se rociaron 100g/m2 de un modificador de superficies sobre la superficie del mortero 1 y 7 días después de que se había colocado, un recubrimiento con material aglutinante de uretano se condujo 1 y 7 días después de que el modificador de superficies se había rociado, y la prueba de adhesión se realizó 3 días después de que el material aglutinante se había recubíerto.
d. Prueba de adhesión ? Prueba de adhesión de corte cruzado-. de acuerdo con JIS K 5400 ? Prueba de aglutinación: por medio de un probador de adhesión ? Prueba de cohesión: los especímenes se produjeron al recubrir adicionalmente un material de recubrimiento resinoso después de que el recubrimiento del material aglutinante se había conducido sobre la superficie del mortero, se insertó una hoja de cuero en las porciones del material aglutinante después de que la capa de resina se había endurecido, y se probó la facilidad con la cual la capa de resina se despegó de la superficie del mortero
e. Resultados de la prueba La tabla 5 muestras que, cuando se utilizó un modificador de superficies, se obtuvieron buenos resultados con la totalidad de los métodos de prueba, que son similares a aquellos obtenidos cuando se utilizó enarenado, y que el envejecimiento de la capa modificadora de superficies no tuvo ninguna influencia.
Tabla 5
Método Tratamiento Envejeci- Envejeci- Resultado de la de de la miento del miento en el prueba prueba superficie tratamienrecubrimiento de la to con superficie material aglutinante Prueba Ninguno _ 2 dias 0 puntos de Enarenado 1 dia 2 dias 10 puntos adhesión de corte Modificador 1 dia 2 dias 10 puntos cruzado 8 dias 10 puntos Modificador 7 días 8 dias 10 puntos 14 dias 10 puntos Prueba Ninguno - 2 dias 0.05-0.07kg/mm2 de (0.49-0.67N/mm2) aglutinación Enarenado 1 dia 2 dias 0.18-0.23 kg/mm2 (1.80-2.27N/mm2)
Modificador 1 dia 2 dias 0.16-0.18 kg/mm2 (1.53-1.75W/mm2) 8 dias 0.23-0.3 kg/mm2 (2.25-2.95N/mm2)
Modificador 7 dias 8 dias 0.19-0.22 kg/mm2 (1.84-2.17N/mm2) 14 dias 0.15-0.39 kg/mm2 (1.48-3.82N/mm2) Tabla 5 (continuación)
De acuerdo con la presente invención, el método para mejorar la adhesividad de los materiales de recubrimiento resinosos para modificar la superficie de las composiciones de cemento endurecido, el método para formar una capa de recubrimiento resinosa sobre una composición de cemento endurecido cuya superficie se ha modificado, y el modificador de superficie utilizado en los métodos tienen los siguientes efectos: 1. Mejorar la adhesividad entre las composiciones de cemento endurecido y los materiales de recubrimiento resinosos, evitando con esto el desprendimiento de la capa resinosa y alcanzando el fin de la resistencia a la corrosión, a prueba de agua, decoración, etc.; 2. Permitir rociar el modificador de superficies; reduciendo así en gran medida el tiempo de trabajo sin desperdicio de tiempo y trabajo; y 3. Estar libre de ruido y generación de polvo, mejorando con esto el ambiente de trabajo sin generar desperdicios industriales.
Claims (7)
- NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito el presente invento, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes REIVINDICACIONES ; 1. Un método para modificar superficies para composiciones de cemento endurecido, caracterizado porque la superficie de una composición de cemento endurecido se trata con una solución acuosa que contiene al menos un ácido orgánico, que reaccionará con la superficie para producir compuestos de calcio.
- 2. Un método para formar una capa de recub imiento resinosa sobre la superficie de composiciones de cemento endurecido, caracterizado porque la superficie de las composiciones de cemento endurecido se trata con una solución acuosa que contiene al menos un ácido orgánico, que reaccionará con la superficie para producir compuestos de calcio, y se aplica posteriormente un material de recubrimiento resinoso.
- 3. El método según la reivindicación 2 , caracterizado porque el material de recubrimiento resinoso comprende una o más resinas seleccionadas del grupo que consiste de resina de uretano, resina epóxica, resina acrílica y resina de viniléster.
- 4. El método según la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque el material de recubrimiento resinoso es un material aglutinante.
- 5. El método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el ácido orgánico al menos es un ácido seleccionado del grupo que consiste de ácido acético, ácido glucónico, ácido fórmico, ácido succínico, ácido fosfórico y ácido cítrico.
- 6. Un modificador de superficies para composiciones de cemento endurecido utilizado en el método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque contiene ácido orgánico, que reaccionará con la superficie de las composiciones de cemento endurecido para producir compuestos de calcio .
- 7. El modificador de superficies según la reivindicación 6, caracterizado porque el ácido orgánico es al menos un ácido seleccionado del grupo que consiste de ácido acético, ácido glucónico, ácido fórmico, ácido succínico, ácido fosfórico y ácido cítrico.
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