BRPI0406816B1 - Composição de aditivo líquida para cimento, método para produzir uma composição de aditivo líquida para cimento e método para trituração de cimento - Google Patents

Description

"COMPOSIÇÃO DE ADITIVO LÍQUIDA PARA CIMENTO, MÉTODO PARA PRODUZIR UMA COMPOSIÇÃO DE ADITIVO LÍQUIDA PARA CIMENTO E MÉTODO PARA TRITURAÇÃO DE CIMENTO" Campo da Invenção A presente invenção se refere a um processamento melhorado de cimento a partir de clínquer e, mais particu- larmente, a uma composição de aditivo para cimento carregada com sólidos grandes, dispensável em líquido, compreendendo pelo menos um sal e opcionalmente uma amina, glicol, e/ou carboidrato, e a processos para produzir a mesma.

Preâmbulo da Invenção Aditivos de cimento são conhecidos por melhorarem o processamento de cimento de trituração de clínquer, gesso, e preenchimentos tal como pedra calcária, escória granulada de fornalha de explosão, e outras pozolanas.

Os aditivos de cimento compreendendo sais são tam- bém conhecidos. Tais aditivos tipicamente compreendem um sal de cloreto de cálcio ou sal de cloreto de sódio, e opcional- mente uma amina e/ou carboidrato. Pretende-se que tais adi- tivos, geralmente na forma de soluções aquosas, melhorem as propriedades do cimento, tal como força e tempo de solidifi- cação. A quantidade máxima de sólidos ativos nestas soluções aquosas é limitada pela solubilidade do menor componente so- lúvel em água, que é geralmente o sal de cloreto, no compo- nente aquoso. Os aditivos contendo sal, que estão comercial- mente disponíveis da Grace Construction Products, Cambridge, Massachusetts, sob o nome comercial de TDA®, tipicamente têm teores de sólidos totais de 30 a 40% em peso seco de sóli- dos .

Se a concentração de um dado sal excede seu limite de solubilidade, então o sal precipitará da solução aquosa e tornará o produto de aditivo de cimento difícil de utilizar e dispensar na operação de trituração do cimento. Isto se dá Por(31'l-e a precipitação obstruirá o sistema de dispensação e formará massas sólidas em tanques de armazenamento. 0 aditi- vo para cimento então se torna um material de fase mistura- da, porque um ou mais de seus componentes, devido à precipi- tação, não mais estará em solução enquanto outros componen- tes poderão permanecer em solução. Os resultados são que as proporçoes dos componentes no produto de aditivo para cimen- to serão provavelmente menos que o ideal para a aplicação pretendida, já que os componentes precipitados não serão bombeados ou dispensados na operação de trituração do clín- quer de cimento como pretendido.

Assim, um dos problemas com o uso de soluções de sal em altas concentrações é o risco de que a precipitação possa ocorrer. Qualquer variedade de fatores, como uma dimi- nuição na temperatura, evaporação da água, ou eventos de nu- cleação tais como contaminação, podem fazer com que uma so- lução salina altamente saturada precipite. A precipitação causará problemas de dispensação por bomba e/ou cálculos er- rados e ineficiências na dosagem. A dosagem típica para es- tes produtos líquidos é de 1500 a 2500 gramas de produto de aditivo para cimento por tonelada de cimento, clínquer, e preenchimentos. Assim, se a instalação de produção de cimen- to (moinho) tivesse que usar um produto de aditivo para ci- mento para produzir 70 toneladas de cimento por hora, então aproximadamente uma carga de caminhão (aproximadamente 20411,66 quilogramas) do produto de aditivo para cimento lí- quido seria necessária semanalmente. Dada a influência do aditivo para cimento nas características de atuação de força ou tempo de solidificação do cimento, um carregamento perdi- do podería significar que houvesse uma diminuição significa- tiva na qualidade do cimento .sendo produzido. 0 carregamento, armazenamento e manuseio de gran- des volumes de materiais aditivos líquidos são muito incon- venientes. Entretanto, o uso de pós secos não é uma alterna- tiva mais desejável ou conveniente, porque os pós secos são difíceis de dispensar precisamente e eles apresentam uma preocupação com a saúde devido a poeira que se forma a par- tir do pó seco.

Do mesmo modo, os presentes inventores acreditam que o uso de um aditivo líquido altamente concentrado pro- porciona um grande valor e resolve os problemas discutidos acima. Até a presente invenção, entretanto, não tem sido possível usar e dosar um aditivo para cimento líquido alta- mente concentrado contendo sal. Tal líquido altamente con- centrado de sal, além disso, precisa ser estável em suspen- são por longos períodos de tempo, resistente a mudanças de temperatura, e capaz de ser bombeado de modo que possa ser dispensado para a operaçao de trituramento do cimento de clínquer.

Sumário da Invenção Sobrepujando as desvantagens da técnica anterior, a presente invenção proporciona novas composições de aditi- vos líquidas para cimento com sólidos grandes e método para produzi-las. Composições exemplares de aditivos líquidas pa- ra cimento da invenção compreendem pelo menos um sal, um ve- ículo líquido, e um agente modificador de viscosidade (VMA) que aumenta a quantidade de sólidos ativos totais que podem ser suspensos no veículo líquido. Se o veículo líquido for água, então as modalidades exemplares da invenção ainda com- preendem um agente dispersante de VMA que não apenas disper- sa o VMA no ambiente aquoso, mas melhora a capacidade da composição de aditivo líquida para cimento de carregar o sal e outros aditivos para cimento em níveis mais altos do que seria possível por simples solubilização do sal e outros aditivos.

Em particular, os veículos líquidos aquosos são usados para dissolver uma primeira parte de um aditivo para cimento particular (por exemplo, sal) enquanto uma segunda parte do aditivo para cimento é suspensa sob a forma de par- tículas sólidas não dissolvidas, através do uso do VMA e dispersante de VMA.

Assim, uma composição de aditivo líquida para ci- mento da invenção compreende: um veículo líquido para sus- pender um primeiro aditivo para cimento, tal como um sal de metal alcalino ou alcalino terroso, sob a forma de partícu- las sólidas substancialmente de modo uniforme por todo o ve- ículo líquido. 0 sal pode compreender um cloreto, nitrato, nitrito, tiocianato, borato, polifosfonato, gluconato, ou uma mistura dos mesmos. Preferivelmente, um segundo aditivo para cimento, que é diferente do primeiro aditivo para ci- mento, está contido em um veículo líquido como um soluto e/ou como partículas sólidas não dissolvidas. Por exemplo, o segundo aditivo para cimento pode compreender uma amina, uma alcanolamina, uma polietilenoamina poli(hidroxialquilada), um glicol, um carboidrato, um agente tensoativo, ou uma mis- tura dos mesmos.

Composições de aditivo para cimento líquidas exem- plares têm um conteúdo total de sal de 50 a 90% por peso ba- seado em peso total da referida composição de aditivo para cimento líquida, e um teor total de sólidos de 70% a 100% por peso baseado no peso total da referida composição.

Se o veículo líquido for uma suspensão aquosa, en- tão será possível que a primeira parte do sal de metal alca- lino ou alcalino terroso esteja contida como um soluto, en- quanto uma segunda parte esteja sob a forma de partículas sólidas nao dissolvidas, de tal forma que a composição de aditivo para cimento líquida possa conter sólidos em quanti- dades que excedam o fator de solubilidade em água para sóli- dos individuais.

Em modalidades preferidas, um agente de modifica- ção de viscosidade (VMA), preferivelmente com um agente dis- persante operativo para melhorar a habilidade do veículo lí- quido de suspender as partículas sólidas (por exemplo, sal), é usado. Em um método exemplar preferido, um VMA, assim como biopolímero S-657, é misturado primeiro com um polímero po-- licarboxilato, que é preferivelmente um polímero combinado tendo grupos oxialquilenos pendentes, e água, com isso for- mando uma primeira suspensão; e esta primeira suspensão é misturada com pelo menos um sal de metal alcalino ou alcali- no terroso para obter uma segunda suspensão, que então pode ser usada como uma composição de aditivo para cimento líqui- da que pode ser dispensada na operação de trituração no qual a clínquer é triturado para fornecer cimento.

Como uma alternativa ao respectivo método onde uma suspensão aquosa é empregada, outros métodos exemplares da invenção envolvem um veículo líquido não aquoso para disper- sar o VMA. Por exemplo, um meio de veículo líquido não aquo- so pode incluir uma amina, uma alcanolamina, uma polietile- noamina poli(hidroxialquilada), um glicol, um agente tensoa- tivo, ou uma mistura dos mesmos é combinada com o VMA para proporcionar uma primeira suspensão (não aquosa); e então a primeira suspensão é misturada com água para permitir que o hidrolise e aumente a viscosidade antes de adicionar pe- lo menos um sal de álcali ou metal alcalino terroso para ob- ter uma segunda suspensão (aquosa). Composições exemplares da invenção produzidas por este método assim compreendem o veículo líquido não aquoso, um VMA, e pelo menos um sal de metal alcalino ou alcalino terroso, onde o VMA e o sal este- jam presentes nas faixas de quantidade resumidas acima.

Como ainda outra alternativa, o VMA pode primeiro ser disperso em uma mistura seca com um sal de metal alcali- no ou alcalino terroso, que é então acrescentado a uma com- binação previamente misturada de água e uma amina, uma alca- nolamina, uma polietilenoamina poli(hidroxialquilada), um glicol, um carboidrato, um agente tensoativo, ou uma mistura dos mesmos. Como o VMA hidrolisa com mistura, a suspensão formará viscosidade suficiente para manter os sais não dis- solvidos em suspensão.

Todos os métodos anteriores descrevem um sistema no qual o VMA é disperso em um veículo líquido (tipicamente de volume maior, por exemplo, três vezes) para evitar que o VMA acumule quando o VMA finalmente entra em contato com um solvente (água nos casos já citados) . Isto permite um uso mais eficiente em dosagem do VMA, que é um componente caro da dispersão final. Em um outro método alternativo, o VMA pode ser eficazmente disperso em água diretamente pelo uso de um misturador de alto poder cisalhante enquanto adicio- nando o VMA â água, assim minimizando ou evitando o acúmulo. 0 misturador de alto poder cisalhante é preferivelmente do tipo contínuo, de modo que a água e o VMA sejam medidos em uma câmara de mistura onde um elemento de mistura ou rotor esteja girando entre 1000 e 5000 rpm, no qual o VMA esteja disperso em água. Uma vez que o VMA e a água estejam mistu- rados por alto poder cisalhante para proporcionar uma pri- meira suspensão de alta viscosidade, então o pelo menos um sal de metal alcalino ou alcalino terroso pode ser combina- do, usando misturadores convencionais em velocidades meno- res, para obter uma segunda suspensão (aquosa).

Assim, composições e métodos exemplificadores da invenção permitem que um ou mais sais sejam carregados na suspensão aquosa bem além do seu limite de solubilidade, en- quanto que ao mesmo tempo permite que a composição de aditi- vo para cimento líquida resultante seja bombeada como um lí- quido para manter a estabilidade através de uma faixa ampla de temperaturas durante o armazenamento e transporte.

Devido à habilidade da invenção em proporcionar um carregamento de aditivos de sólidos grandes, composições de aditivo para cimento líquidas exemplares da invenção podem propiciar vantagens adicionais em termos de custos de frete reduzidos e menor freqüência de entregas. Um outro beneficio é sua habilidade para incorporar uma ampla faixa de compo- nentes, particularmente aqueles tendo baixa (ou mesmo nenhu- ma) solubilidade em água.

Com isso, um método exemplificador adicional da invenção para produzir uma composição de aditivo para cimen- to compreende: obter uma primeira suspensão líquida, (prefe- rivelmente aquosa) pela combinação de um agente modificador de viscosidade, um agente dispersante operativo para disper- sar o agente modificador de viscosidade (preferivelmente em água), e um meio de veículo líquido (preferivelmente água); e obter uma segunda suspensão líquida aquosa pela combinação primeira suspensão líquida aquosa com pelo menos um sal de metal alcalino ou alcalino terroso, na qual a água esteja presente em uma quantidade de 0,1% a 30% em peso total da referida composição.

Em métodos preferidos, o agente modificador de viscosidade (VMA) é "pré-misturado" primeiro com o agente dispersante antes que o meio de veículo líquido (por exem- plo, água) seja adicionado â primeira suspensão líquida a- quosa para separar e dispersar o VMA e assegurar que seja obtida uma dispersão estável.

Um agente modificador de viscosidade (VMA) prefe- rido é o polissacarideo S-657, que pode ser opcionalmente suplementado com outros VMAs (por exemplo, goma welan). Um dispersante preferido é o polímero de policarboxilato, e mais preferivelmente um polímero combinado tendo grupos po- lialquilenos pendentes. Outros dispersantes exemplificadores incluem álcoois (por exemplo,, etanol, metanol, isopropanol) , óxido de polietileno, ácido policarboxílico (que também deve ser usado para se referir ao sal ou derivados dos mesmos neste caso), poliacrilamida; ou misturas dos mesmos. Aminas, glicóis, e suas combinações podem ser usadas como agentes dispersantes para S-657 em algumas modalidades da invenção.

Para alguns agentes dispersantes, tal como uma amina, é pre- ferido usar a menor quantidade de amina possível para alcan- çar o efeito dispersante. Para outros, como os dispersantes de polímero de policarboxilato, pode ser necessário conside- rar manter a quantidade próxima ao nível mínimo necessário Par'a· dispersar o VMA a fim de que a função de quaisquer adi- tiv°s pâi^a cimento contidos na composição nao seja diminuí- da.

Em modalidades exemplares adicionais, pelo menos um aditivo para cimento pode ser opcionalmente incluído na composição de aditivo para cimento, preferivelmente depois que a primeira suspensão líquida aquosa seja obtida (ou se- ja, depois do primeiro estágio) e antes que o sal ou sais de metal alcalino ou alcalino terroso sejam combinados para ob- ter uma segunda suspensão líquida aquosa. Aditivos para ci- mento exemplificadores adicionais incluem um carboidrato (por exemplo, açúcar, derivado de açúcar), uma amina (por exemplo, trietanolamina, triisopropanolamina), um glicol (por exemplo, etileno glicol, dietileno glicol, propileno glicol, polietileno glicol, etc.), um agente tensoativo, ou uma mistura dos mesmos. A quantidade de sólidos ativos na segunda suspensão líquida aquosa é de modo preferível apro- ximadamente 60% a 96% por peso total da composição. A presente invenção assim se relaciona a uma com- posição de aditivo líquida para cimento com sólidos grandes produzida através de quaisquer dos métodos anteriores. Ela também se relaciona a composições cimentosas e métodos para produzir tais composições cimentosas nos quais uma das com- posições de aditivos para cimento supra-citadas é introduzi- da no clínquer ou gesso antes ou durante a operação de tri- turação para produzir cimento Portland. Composições de adi- tivos para cimento preferidas são suspensões nás quais água está presente em uma quantidade de 0,01 a 30% em peso da composição total, onde o uso do agente modificador de visco- sidade (0,01 a 3,0% em peso) e dispersante (0,02 a 4,0% em peso) permite que um ou mais sais de metal alcalino ou alca- lino terroso estejam presentes como um soluto na fase aquo- sa, assim como um sólido suspenso (não dissolvido) disperso no meio líquido. Aditivos adicionais, tais como uma amina, alcanolamina, glicol, carboidrato, e/ou agente ativo de su- perfície, também podem estar contidos na composição de adi- tivo para cimento líquida, tal como por estarem dissolvidos na fase aquosa e/ou suspensos em forma sólida não dissolvida no meio de veículo líquido (que poderia ser água ou não a- quoso) como podem ser aplicáveis ao material aditivo sele- cionado em particular.

Características e vantagens adicionais da invenção serão discutidas em mais detalhes adiante.

Breve Descrição do Desenho A Fig. 1 é uma ilustração gráfica da viscosidade de uma composição de aditivo para cimento líquida exemplar da invenção, descrita no exemplo 1, em três diferentes tem- peraturas ; e A Fig. 2 é uma ilustração gráfica da viscosidade de outra composição de aditivo para cimento líquida da in- venção, como discutido no exemplo 2, em três diferentes tem- peraturas .

Descrição Detalhada das Modalidades Exemplifiçado- ras A presente invenção proporciona novas composições de aditivo de cimento líquidas bombeáveis e estáveis quando armazenadas e métodos para produzi-las. Como resumido acima, um método exemplificador envolve o uso de um veículo líquido aquoso, onde um agente modificador de viscosidade é primeiro disperso em água usando um dispersante, e aditivos para ci- mento que não sejam sais são combinados, para formar uma primeira suspensão; e então um ou mais sais de metal alcali- no ou alcalino terroso são adicionados, para obter uma se- gunda suspensão. Outro método exemplificador envolve o uso de veículos líquidos não aquosos para suspender o(s) compo- nente (s) sal.

Um dos métodos exemplificadores da invenção para produzir uma composição de aditivo para cimento líquida en- volve dois estágios, nos quais: (1) um agente modificador de viscosidade (VMA) e pelo menos um dispersante para o VMA se- jam combinados com água para proporcionar uma primeira sus- pensão líquida aquosa; e (2) a primeira suspensão líquida aquosa seja combinada com pelo menos um sal, tal como um sal de metal alcalino ou alcalino terroso, em uma quantidade que exceda o limite de solubilidade em água do sal. Preferivel- mente, o VMA e o dispersante são combinados primeiro, com a água sendo adicionada lentamente usando agitação completa, para assegurar que o VMA seja separado e uniformemente dis- perso na suspensão aquosa. Opcionalmente, um ou mais aditi- vos para cimento podem ser combinados com a primeira suspen- so aquosa ao término do estágio. A quantidade de sólidos a- tivos na dispersão após o estágio "(2)" deveria ser de modo preferível aproximadamente 60% a 96% por peso total da com- posição resultante. É vislumbrado que a dispersão aquosa resultante conterá um alto nível de pelo menos um dos componentes, ge- ralmente um sal de metal alcalino ou alcalino terroso, onde o sal será parcialmente não dissolvido ainda que disperso (não precipitado) no meio aquoso e assim julgado como sus- penso. Esperar-se-á pelos presentes inventores que a quanti- dade total deste sal em particular que está contido no meio aquoso na forma não precipitada excederá em muito a quanti- dade deste sal que podería de outro modo estar dissolvido na fração de água do meio aquoso. Em outras palavras, as compo- sições de aditivo para cimento líquidas da invenção conterão partes não dissolvidas suspensas (partículas sólidas) do sal além de partes dissolvidas do sal. Como uma ilustração, a quantidade total de sólidos dispersos na suspensão aquosa como um todo pode ser (60 a 96%) por peso de composição, e isso excede em muito os limites de solubilidade dos compo- nentes individuais que deveríam de outra forma estar em uma faixa de 5 a 40%. Assim, a invenção permite um manuseio mais eficiente das composições de aditivo para cimento líquidas devido à carga de sólidos maiores, e estas composições podem ser consideradas como sendo sistemas de duas fases nos quais uma fase sólida finamente dividida é dispersa em uma fase líquida. 0 agente modificador de viscosidade (VMA) confere estabilidade no armazenamento às composições de suspensão aquosa da invenção. Sem a presença do VMA, os sais tenderíam a se separar quando em repouso. Preferivelmente, o VMA deve ser afinado por cisalhamento para melhorar a bombeabilidade da totalidade das composições de aditivos para cimento da invenção, especialmente quando o sal ou sais são usados em altas concentrações (isto é, acima de 30% por peso de sóli- dos) . Composições de aditivo para cimento líquidas exempli- ficadoras da invenção contendo o VMA preferivelmente têm uma característica de afinamento por cisalhamento expressa em termos de razão de viscosidade (viscosímetro de Brookfield, eixo n 3, 25 graus C) , onde a viscosidade medida a 3 rpm, dividida pela viscosidade medida a 3 0 rpm, não é menor que 2 nem maior que 40. A quantidade de VMA usada nas composições de adi- tivo para cimento líquidas da invenção é preferivelmente em uma quantidade de 0,01 a 3,0% e mais preferivelmente entre 0,05 e 0,5%, baseada no peso de sólidos totais na suspensão.

Um VMA preferido e polissacarídeo S-657 que é comercialmente disponível através de CP Kelco, EUA, Inc. of San Diego, Ca- lifórnia. É um polissacarídeo microbiano de alto peso mole- cular, aniônico na natureza, produzido por fermentação aeró- bica. Veja por exemplo, Patente U.S. n° 5.175.278 de Peik et al (descrevendo o biopolímero S-657, um carboidrato microbi- ano) ; veja também Patente U.S. n° 6.110.271 de Skaggs et al. (descrevendo polissacarídeos microbianos tal como o S-657 usado para melhorar as propriedades reológicas de uma varie- dade de sistemas cimentosos); veja também Patente U.S. n° 5.175.278 de Peik et al. ; veja também "Evaluation of S-657 Biopolymer as a new viscosity modifying admixture for self- compacting concrete," Sakata et al. Procedimentos do Segundo Simpósio Internacional sobre Concreto Auto-Compactante, pág. 229 a 232.

Os presentes inventores também descobriram que ou- tros agentes modificadores de viscosidade (VMAs) podem ser empregados, e estes incluem, mas não estão limitados a: (a) polissacarídeos de biopolímeros selecionados a partir de um grupo consistindo em goma welan, xantana, rhamsana, gelana, dextrana, pululana, curdlana, e seus derivados; (b) gomas marinhas selecionadas a partir do grupo consistindo em algi- na, ágar, carragenana, e seus derivados; (c) exudatos vege- tais selecionados a partir de um grupo consistindo em feijão jatai, goma arábica, goma Karaya, tragacanto, Ghatti, e seus derivados; (d) gomas de sementes selecionadas a partir de um grupo consistindo em guar, feijão jatai, okra, psyllium, mesquite, e seus derivados; (e) gomas â base de amido sele- cionadas a partir de um grupo consistindo em éteres, éste- res, e seus derivados (veja por exemplo, Patente US n° 6.1110.271 na coluna 3, linhas 38 a 46); e misturas dos mes- mos; (f) espessantes associativos selecionados a partir de um grupo consistindo em copolímero acrílico expansível de álcali hidrofobicamente modificado, copolímero de uretano hidrofobicamente modificado, espessantes associativos à base de poliuretanos, celulose, poliacrilatos, ou poliéteres.

Em outras modalidades preferidas, estes outros promotores de viscosidade podem ser usados para substituir aproximadamente 10 a 50% do polissacarídeo S-657, reduzindo assim os custos. Com isso, outras composições de aditivo pa- ra cimento líquidas exemplificadoras da invenção podem com- preender S-657 e adicionalmente um ou mais dos outros promo- tores de viscosidade identificados acima.

Em composições de aditivo para cimento líquidas e métodos da invenção preferidos, um agente modificador de viscosidade (VMA) tal como o polissacarídeo S-657 é disperso usando um dispersante que é preferivelmente miscível em á- gua. Preferivelmente o dispersante não funciona como um sol- vente em relação ao VMA, ou seja, ele não dissolve o VMA, mas sim atua para suspender o VMA em água. Exemplos de dis- persantes não solventes incluem álcoois, como metanol, eta- nol, e isopropanol. Os inventores acreditam que seja possí- vel usar líquidos imiscíveis tais como óleos vegetais com o VMA para dispersar o VMA em água, mas acredita-se que dis- persantes líquidos miscíveis atuem melhor.

Um dispersante não solvente preferido (por exem- plo, não solubiliza o VMA em íons) é um polímero superplas- tificante de policarboxilato, preferivelmente um que seja um polímero combinado tendo grupos oxialquilenos pendentes. O VMA e o dispersante devem ser combinados com água antes da combinação do VMA e do dispersante com quaisquer outros com- ponentes de aditivo para cimento (tais como sais de cloreto ou cálcio). 0 termo "superplastificante de policarboxilato" (ao qual se pode referir aqui usando o acrônimo "PCS") sig- nifica e inclui polímeros ou copolímeros, e suas soluções, preferivelmente tendo uma estrutura combinada, que contém grupos para ligação a partículas de cimento e grupos para dispersar a partícula de cimento ligada em um ambiente aquo- so. Preferivelmente, o PCS tem uma estrutura de polímero combinado tendo (i) anidrido de ácido carboxílico, ácido carboxílico livre ou seu sal de amônio, de metal alcalino ou alcalino terroso de unidades de ácido carboxílico; e (ii) unidades de oxialquileno C2 a C5 no mesmo e onde as unidades de ácido carboxílico ou unidades de oxialquileno estejam pendentes para estrutura principal do polímero e onde as u- nidades de oxialquileno fornecem uma maioria do peso molecu- lar do polímero combinado. A quantidade preferida de políme- ro ou copolímero a ser incorporada na primeira suspensão em solução é 0,5 a 10%, e mais preferivelmente 1,0 a 5,0% por peso de sólidos.

Em modalidades preferidas da invenção, o primeiro estágio no qual a primeira suspensão aquosa líquida é obtida é alcançado pela combinação do polímero (VMA) com o disper- sante não solvente, preferivelmente em uma razão políme- ro/não solvente de 1:2 a 1:5, e então adição desta mistura â água lentamente durante agitação. A vantagem de seguir estas etapas sucessivas, em comparação à mistura do polímero dire- tamente na água primeiro, é que as partículas do polímero (VMA) têm tempo suficiente para se separar fisicamente antes que elas comecem a se dissolver na água. Devido â natureza hidrofílica dãs partículas de polímero (VMA), elas devem tender de outro modo a formar grumos que são extremamente difíceis de desfazer, resultando em uma fraca solu- ção/dispersão. Assim, é preferível combinar os polímeros VMA com o dispersante não solvente primeiro, antes de acrescen- tar água, para obter uma primeira suspensão aquosa líquida.

Dispersantes do tipo superplastificantes de poli- carboxilatos exemplificadores úteis na invenção podem ter uma estrutura de polímero formada a partir de unidades que podem ser geralmente representadas pela fórmula I onde Q é um fragmento da cadeia principal do polímero tal como um fragmento de hidrocarboneto de um resíduo de um gru- po etilênico que tenha um grupo pendente representado por B (AO) nR; B representa um grupo de ligação que covalentemente ligue o grupo (AO)nR' à cadeia principal do polímero de hi- drocarboneto, o grupo de ligaçao B podendo ser selecionado a partir de um grupo de éster de ácido carboxílico (-C00-), grupo de amida de ácido carboxílico (-C(O)NH-), éter de al- quenil (-CxH20- onde x é de 1 a 10), oxigênio de éter (-0) ou onde os grupos pendentes vicinais forneçam grupo imida de ácido carboxílico [(-C(0))2N]; A é um grupo alquileno de C2 a Cio ou misturas do mesmo, preferivelmente um grupo alqui- leno de C2 a C4 ou misturas do mesmo; 0 represnta átomo de oxigênio; R representa um átomo de hidrogênio ou um grupo de hidrocarboneto de Ci a C10 (alquila, aril alcarila ou simi- lar) ; e n tem um valor de aproximadamente 25 a 100. preferi- velmente, os grupos oxialquilenos (AO) fornecem uma maioria do peso molecular do polímero.

Além das unidades de polímero representadas pela fórmula prevista acima, a cadeia principal hidrocarboneto do polímero de pode conter anidrido de ácido carboxílico livre, o ácido carboxílico livre ou grupos pendentes de seus sais. 0 polímero pode ser um homopolímero ou um copolí- mero com outras unidades copolimerizáveis. As unidades mono- méricas copolimerizáveis podem ser distribuídas aleatoria- mente na estrutura do polímero ou podem ser alternadas com a estrutura acima I. Além disso, o copolímero pode conter tan- to um como mais que um tipo da estrutura mostrada pela fór- mula acima na estrutura do polímero, e as unidades podem ser em configuração aleatórias ou de bloco. Além disso, as ca- deias AO de qualquer polímero podem ser compostas de um úni- co grupo oxialquileno (AO), tal como oxietileno, oxipropile- no ou similar, ou misturas dos referidos grupos, e a referi- da mistura de grupos AO pode ser em configuração de bloco ou aleatória. 0 peso molecular dos polímeros combinados adequa- dos na presente invenção para modificar as composições ci- mentosas tipicamente têm um peso molecular médio de aproxi- madamente 2.000 a 200.000, preferivelmente de aproximadamen- te 2.000 a 100.000 e mais preferivelmente de aproximadamente 2.000 a 75.000. Preferivelmente, apesar de não necessaria- mente, pelo menos aproximadamente 50, ou mesmo até 90 por cento, por peso molecular do polímero é atribuível ao peso molecular das unidades AO nele.

Superplastificantes de policarboxilatos exemplifi- cadores considerados como adequados para os propósitos da presente invenção são divulgados nas seguintes Patentes US: Patentes US nos 4.946.904, 5.142.036, 5.362.323, 5.393.343, 4.471.100, 5.369.198, e 6.139,623, todas as quais são incor- poradas aqui integralmente por referência. As Patentes US nos 4.946.904 e 5.362.323 divulgam polímeros combinados de éter aquenílico/anidrido maleico e seu produto hidrolisado onde os grupos de axialquileno estão ligados à cadeia prin- cipal do polímero por um grupo de éter alquenílico. A Paten- te US n° 5.142.036 divulga um copolímero de éter alqueníli- co/anidrido maleico, que ainda tem grupos oxialquileno liga- dos por grupos de éster maleico. A Patente US n° 5.393.343 divulga polímeros de amida/imida de ácidos poliacrílicos on- de a cadeia de oxialquileno é ligada a cadeia principal do polímero por grupos amida e unidades de ácidos carboxílicos vicinais que formam grupos imida. Este polímero pode ainda contei" grupos de ácidos carboxílicos ou seus sais não reagi- dos. As Patentes US nos 4.471.100 e 5.369.198 divulgam copo- límeros que ligam o grupo oxialquileno à cadeia principal do polímero por grupos de éster de ácido carboxílico.

Será compreendido que quando uma cadeia de oxial- quileno está pendente através de um anidrido de ácido carbo- (por exemplo, unidade de ácido maleico) ou ácido car- boxílico livre (por exemplo, unidade de ácido acrílico), nem todas as unidades podem ser utilizadas em tal ligação e per- manecer como unidades ácidas.

Alternativamente, o polímeros combinado da presen- te invenção pode ser um copolímero tendo uma estrutura de poli(oxialquileno) onde as unidades contendo ácido carboxí- lico são enxertadas na cadeia principal do polímero. O en- xerto é normalmente conseguido por enxerto iniciado por ra- dicais livres de monômeros etilenicamente insaturados tendo grupos de ácido carboxílico neles. Acredita-se (mas não se pretende limitar o âmbito da presente invenção) que o enxer- to ocorra através de um átomo de carbono secundário na ca- deia principal, por exemplo, um tendo apenas uma ligação hi- drogênio carbono. O ácido carboxílico etilenicamente insatu- rado contendo o monômero, por exemplo, pode ser ácido acrí- lico, acido metacrílico, ácido itacônico e similares, assim como seus ésteres de alquila Cl a C3. Quando o polímero de poli(oxialquileno) tem grupos terminais hidróxi, um pequeno grau de esterificação entre o grupo hidroxila e o grupo car- bonila pode também estar presente e unidades adicionais de acido carboxílico estar pendentes dele. Os polímeros combi- nados deste tipo são descritos na Patente US n° 4.814.014, incorporada aqui por referência.

Os polímeros de superplastificantes de policarbo- xilato contemplados para uso na presente invenção compreen- dem preferivelmente pelo menos 50% por peso das unidades de (poli) oxialquileno formando o componente principal. Assim, a estrutura de polímero dos superplastificantes pode conter unidades copolimerizáveis, desde que o requerimento acima preferido seja alcançado. Por exemplo, o copolímero pode a- inda ter estireno, éter de metil vinila, vinil pirrolidona e similares, como parte da estrutura do polímero.

Em geral, a presente invenção envolve acrescentar o agente modificador de viscosidade (VMA), que é preferivel- mente um polissacarídeo de biopolímero, mais preferivelmente S-657, ao dispersante superplastificante de policarboxilato ("PCS"), no qual o peso de VMA para o peso de PCS não é me- nos que 1:100 e não é maior que 1:1, e mais preferivelmente onde a razão é de aproximadamente 1:6, o VMA estando unifor- memente suspenso no PCS dispersante na referida primeira suspensão; e formar uma segunda suspensão pela mistura da primeira suspensão com uma solução aquosa de sal compreen- dendo água e um sal de metal alcalino ou alcalino terroso, tal como cloreto de cálcio, nitrito de cálcio, ou outro sal (como descrito aqui em algum trecho), o sal total estando presente na referida solução em uma concentração de 20% a 90-s em peso sólido baseado no peso total da composição. A composição de aditivo para cimento líquida aquosa resultante deve preferivelmente ter um volume 1,5 a 15 vezes o volume da primeira suspensão. A primeira suspensão deve ser fluida e bombeável, tanto com uma bomba centrífuga como de diafrag- ma .

Os superplastificantes de policarboxilato que são adequados para o uso como dispersantes de VMA na presente invenção estão disponíveis pela Grace Construction Products, Cambridge, Massachussetts, sob o nome comercial de ADVA®.

Estas soluções de polímeros combinados de policarboxilato podem incluir agentes de superfície ativos, e estas combina- ções podem ter trazido benefício â composição e métodos da invenção como descritos aqui.

Os inventores acreditam que os agentes ativos de superfície, tanto agentes anti-espumantes ou de aeração, po- dem melhorar a habilidade do polímero combinado de revestir o agente modificador de viscosidade (por exemplo, biopolíme- ro) dependendo de sua natureza, inibindo assim a taxa de hi- dratação. Do mesmo modo, em um outro processo exemplificador da invenção, pelo menos um agente de superfície ativo é in- corporado na primeira e/ou segunda suspensões. Se incorpora- do na primeira suspensão, então pelo menos um agente de su- perfície ativo pode ser acrescentado antes, durante ou de- pois que o dispersante é combinado com o agente modificador de viscosidade (por exemplo, S-657 e VMAs adicio- nais/opcionais). Agentes de superfície ativos exemplificado- res incluem composições tendo a fórmula (PO) (0-R)3 onde R é um grupo alquila de C2 a C2o/ um éster de fosfato, um éster de alquila, um éster borato, um derivado de silicone, anti- espumantes do tipo EO/PO, ésteres de ácido graxo esterifica- do de um carboidrato (selecionado a partir de um grupo con- sistindo em açúcar, sorbitana, um monossacarídeo, um dissa- carídeo e um polissacarídeo) , um álcool de C2 a C20 contendo grupos de óxido de etileno e óxido de propileno ("EO/PO"), e misturas dos mesmos. Os agente ativos de superfície estão preferivelmente presentes na segunda (ou suspensão resultan- te) na quantidade de 0 a 5% baseada em percentagem de peso seco do peso total da segunda suspensão.

Um agente de superfície ativo preferido da presen- te invenção tem a fórmula (PO) (0-R)3 onde R é um grupo al- quila de C2 a C2o. Mais preferivelmente, R é um grupo alquila de C3 a C6. Agentes de superfície ativos mais preferidos são agentes anti-espumantes. Um agente preferido é tri-butil fosfato (por exemplo, tri-n-butil fosfato ou tri-i-butil fosfato), que é um líquido oleoso hidrofóbico a temperatura ambiente. Acredita-se que outros agentes de superfície ati- vos exemplificadores adequados ao uso na invenção incluem esteres de fosfato (outros além do tri-butil fosfato), éste- res de alquila (por exemplo, dibutil fosfato), ésteres de borato, e derivados de silicone (por exemplo, siloxanas de polialquila).

Outro agente de superfície ativo da presente in- venção compreende um éster de ácido graxo esterificado de um carboidrato, tal como um açúcar, sorbitana, um monossacarí- deo, um dissacarídeo, ou polissacarídeo. Um exemplo é o mo- nooleato de sorbitana. Outro agente de superfície ativo pre- ferido útil na invenção compreende um álcool tendo um com- primento de cadeia de C2 a C20 e mais preferivelmente C16 a Cie, com uma razão EO/PO de menos de 1. Agentes de superfí- cie ativos adequados deste tipo álcool etoxilado/propilado estão disponíveis pela Huntsman sob o nome comercial de SURFONIC® (por exemplo, SURFONIC® LF 27 e SURFONIC® LF 68) ou pela BASF sob o nome comercial de PLURONIC® (por exemplo, PLURONIC® 25-R2). 0 componente de sal exemplificador que poderia es- tar carregado a níveis de sólidos maiores na invenção inclu- em um ou mais sais de metal alcalino ou alcalino terroso se- lecionados a partir de um grupo consistindo em cloretos, ni- tratos, nitritos, tiocianatos, boratos, polifosfatos, e glu- conatos. A quantidade de sal ou sais podem ser 20 a 90% por peso total baseado no peso total da composição de aditivo para cimento.

Composições adicionais de aditivo para cimento exemplificadoras da invenção podem também opcionalmente con- ter aditivos para cimento, tais como uma amina, uma alcano- lamina (por exemplo, trietanolamina, triisopropanolamina, dietanolisopropanolamina, etc.), uma polietilenoamina po- li (hidroxialquilada); um glicol (por exemplo, etileno gli- col, dietileno glicol, polietileno glicol); um carboidrato (por exemplo, xarope de milho, melaço); um agente tensoati- vo; ou uma mistura dos mesmos. Estes componentes adicionais opcionais de aditivo para cimento podem ser usados em quan- tidades de 0,5 a 40% ou mais por peso total da composição de aditivo para cimento.

Outros aditivos que podem ser incluídos em compo- sições exemplares de aditivo para cimento incluem, mas não estão limitadas a, agentes biocidas para inibir o crescimen- to de bactérias, fungos, bolores e outras formas de vida. O termo "agente biocida" como usado aqui inclui agentes fungi- cidas, germicidas, e inseticidas. Agentes biocidas preferi- dos incluem 4-cloro-3 metil fenol (e outros fenóis polialo- genados); sódio-O-fenilfenato; benzilbromoacetato; 1,2- dibromo 2,4-dicianobutano; emulsões de dieldrina; compostos de cobre; ou um mistura dos mesmos. Outros agentes biocidas preferidos incluem fenol fenolato e 2-metil-4-isotiazolin-3- ona.

Outròs métodos exemplificadores envolvem a combi- nação do VMA com um meio de veículo líquido não aquoso, tal como uma amina, uma alcanolamina, uma polietilenoamina po- li (hidroxialquilada) , um glicol, um agente tensoativo, ou uma mistura dos mesmos, para proporcionar uma primeira sus- pensão não aquosa; e esta primeira suspensão é então combi- nada com água para permitir que o VMA hidrolise e aumente a viscosidade antes de acrescentar pelo menos um sal de metal alcalino ou alcalino terroso para obter uma segunda suspen- são (aquosa). Composições exemplificadoras da invenção pro- duzidas por este método compreendem assim o veículo líquido não aquoso (por exemplo, trietanolamina, triisopropanolami- na, dietanolisopropanolamina, outras alcanolaminas), um VMA, e pelo menos um sal de metal alcalino ou alcalino terroso, onde o VMA e o sal estejam presentes nas faixas de quantida- de resumidas acima. Por exemplo, o VMA (0,01% a 3,0% por pe- so total de composição) é acrescentado a uma amina e/ou gli- col (5-s a 50%) , e a mistura é agitada para misturá-los. De- pois que se consegue a dispersão de VMA, água (5% a 30%) é acrescentada. Esta mistura é agitada até que a viscosidade se forme. A essa mistura, um ou mais sais (50% a 90%) são acrescentados. (Todas as quantidades percentuais dadas são baseadas no peso total da composição de aditivo para cimento líquida obtida).

Em outra modalidade exemplificadora, o VMA é mis- turado a seco com um sal de metal alcalino ou alcalino ter- roso, então acrescentado a uma combinação previamente mistu- rada de água e uma amina, uma alcanolamina, uma polietileno- amina poli(hidroxialquilada), um glicol, um carboidrato, um agente tensoativo, ou uma mistura dos mesmos. Como o VMA hi- drolisa com a mistura, a suspensão então gera viscosidade suficiente para manter os sais não dissolvidos em suspensão.

Por exemplo, o VMA (0,01% a 3,0% por peso total de composi- ção fmal) é combinado completamente com um ou mais sais (50-s a 90%) . Em um misturador a parte, a água (5% a 30%) é combinada com até 50% de componentes líquidos não aquosos (por exemplo, alcanolamina e/ou glicol). A mistura sólida é acrescentada à mistura líquida, e continua-se a agitação até que a viscosidade seja formada.

Em ainda uma outra modalidade exemplificadora, o VMA é disperso em água diretamente pelo uso de um misturador de alto poder cisalhante enquanto acrescenta-se o VMA à á- gna, assim minimizando ou evitando a formação de grumos. Uma vez que o VMA e a água estejam misturados por alto poder ci- salhante para proporcionar uma primeira suspensão de alta viscosidade, então pelo menos um sal de metal alcalino ou alcalino terroso pode ser combinado, usando misturadores convencionais em velocidades mais baixas, para obter uma se- gunda suspensão (aquosa) . Por exemplo, o VMA (0,01% a 3,0% por peso total de composição final) é completamente combina- do com água (5% a 30%) sob alto poder cisalhante para causar a dispersão do VMA. Uma vez que uma dispersão viscosa de VMA é obtida, a taxa de agitação é diminuída a um nível sufici- ente para obter a mistura. Subseqüentemente, até 50% por pe- so total de componentes líquidos não aquosos opcionais podem ser adicionados (por exemplo, alcanolamina, tal como trieta- nolamina, triisopropanolamina, dietanolisopropanolamina) po- dem ser adicionados. Subseqüentemente, um ou mais sais (50% a 90% por peso) são acrescentados, com agitação, para se ob- ter uma mistura homogênea.

Modalidades exemplificadoras da invenção são ilus- tradas pelos seguintes exemplos, que não pretendem limitar o âmbito da invenção.

Exemplo 1 Um agente modificador de viscosidade, como o bio- polímero S-657, é misturado a um superplastificante de poli- carboxilato dispersante (disponível pela Grace Construction Products, Cambridge, Massachusetts, sob o nome comercial de ADVA®) e água, e preferivelmente com um biocida. Esta "pré- mistura é então combinada com uma alcanolamina e outras misturas opcionais, tais como xarope de milho e melaço, para formar uma primeira suspensão. A esta primeira suspensão sao acrescentados sais para se obter uma segunda suspensão: gluconato de sódio e cloreto de sódio. Assim, uma segunda suspensão líquida aquo- sa é obtida na qual os sais estejam homogeneamente dispersos no meio líquido espesso.

Os componentes e quantidades relativas estão resu- midos abaixo na tabela 1. _________Tabela 1______________ Teste de Estabilidade Para testar a estabilidade de armazenamento, a suspensão líquida obtida após a incorporação dos componentes de sal colocada em um tubo que tem 1,8288 m (6 ft) de altura e 10,16 cm (4 in) de diâmetro e deixado em repouso por 10 dias a 37,8°C (100°F) . o material é dividido em quatro par- tes iguais, e os sólidos totais são medidos para determinar se houve qualquer depósito de material no volume no tubo.

Quando um (1) grama de material tirado de cada quarto (1/4) foi removido e seco a 125°C por uma hora, o percentual de sólidos na fração foi determinado. Os dados indicaram que não ocorreu acúmulo apreciável dos sólidos, e assim a con- clusão é de que a suspensão líquida contendo o(s) sal(sais) e outros aditivos para cimento são estáveis em armazenamen- to. Os dados são fornecidos na tabela 2 abaixo: _______________Tabela 2_________________ Para realizar a trituração em laboratório, uma mistura de 95% de clínquer de cimento e 5% de gesso, compre- endendo 3500 gramas no total, são combinados com o aditivo para cimento na dosagem especificada baseada no peso total do cimento. Esta mistura é triturada em um moinho de bola de laboratório até que a finura desejada como medida por Blaine (cm2/grama) seja alcançada.

Um almofariz de laboratório é então preparado com o cimento triturado de acordo com ASTM C109. Cubos são pre- parados de acordo com este padrão, e então é medida a força compressiva (em termos de MPascals) com 1, 2, 7, e 28 dias. ___________Tabela 3 Como mostrado na tabela 3, a força compressiva foi essencialmente a mesma em 1, 2, 7, e 28 dias.

Exemplo 2 Outra composição de aditivo para cimento exempli- ficadora da invenção foi produzida como segue. O polissaca- rídeo S-657, um superplastificante de policarboxilato, e á- gua foram combinados para formar uma primeira suspensão a- quosa, à qual foi então acrescentada trietanolamina. Então sal (cloreto de sódio) foi adicionado para obter uma segunda suspensão aquosa. Pelo preparo desta segunda suspensão em seqüência, o sal pode ser homogeneamente disperso no meio líquido espesso. Os componentes composicionais são identifi- cados na tabela 4 abaixo: r__________Tabela 4____________ A estabilidade da composição de aditivo para ci- mento líquida obtida foi testada com a colocação de porções da amostra em um tubo com 1,8288 m (6 ft) de altura e 10,16 cm (4 in) de diâmetro e deixando em repouso por 10 dias a 37,8°C (100° F) . Então o material é dividido em quatro par- tes iguais. Os sólidos totais nestas quatro porções são me- didos para determinar se há depósito de material. Os sólidos resultantes determinados de porção em porção foram conside- rados como suficientemente similares para apoiar a conclusão de que não houve separação de sólidos na suspensão. O método para medir os sólidos totais envolveu retirar um grama de material e secá-lo a 125°C por uma hora. Os dados são apre- sentados na tabela 5 abaixo: i_________________Tabela 5_____ Exemplo 3 Uma outra composição de aditivo para cimento exem- plificadora da invenção foi produzida como segue. Polissaca- rídeo S-657, um superplastificante de policarboxilato e água foram combinados para formar uma primeira suspensão aquosa, à qual foi então acrescentada trietanolamina. Então sal (cloreto de sódio) foi adicionado a essa dispersão líquida.

Pelo preparo desta segunda suspensão com esta ordem de adi- ção, os sais podem ser homogeneamente dispersos no meio lí- quido espesso. Os componentes composicionais são identifica- dos na tabela 6 abaixo: _________Tabela 6_________ A composição de aditivo para cimento líquida obti- da teve sua estabilidade testada pela sua colocação em um tubo com 1,8288 m (6 ft) de altura e 10,16 cm (4 in) de diâ- metro e deixada em repouso por 10 dias a 37,8°C (100° F) .

Então o material é dividido em quatro partes iguais. Os só- lidos totais são medidos para determinar se houve qualquer depósito de material. Para este material, os valores foram próximos o suficiente para determinar que houve separação de solidos na suspensão. 0 método para medir os sólidos totais: 1,0 grama de material é seco a 125°C por uma hora. As medi- das são fornecidas na tabela 7 abaixo: _______Tabela 7____________ Esta composição foi transferida para um balde de 18,93 litros (5 galões) para armazenamento por tempo prolon- gado a temperatura ambiente, e um recipiente de 0,95 litros para armazenamento a 37,8°C (100°F), e permaneceu estável por diversos meses em ambas as condições.

Exemplo 4 (comparativo) Uma composição similar àquela descrita acima nos exemplos 2 e 3 foi produzida, a exceção que desta vez o sal foi adicionado a trietanolamina, S-657, superplastificante â base de policarboxilato, e então água no final para formar uma suspensão aquosa. Assim, dois estágios sucessivos previ- amente descritos foram evitados. A composição se separou em duas fases em dez minutos. Assim, a importância na formação da primeira suspensão aquosa tendo o VMA, superplastificante à base de policarboxilato, e água, antes da adição de aditi- vos para cimento adicionais e um ou mais sais, foi julgada como crítica.

Exemplo 5 Outra composição de aditivo para cimento líquido de sólidos maiores foi formulada, usando trietanolamina como um agente dispersante para o biopolímero S-657. 22 partes de TEA foram combinadas com 0,13 partes de S-657. 10 partes de água foram acrescentadas a esta mistura, e um aumento na viscosidade aparente foi observado à medida que o S-657 foi agitado com a água. 67 partes de cloreto de sódio foram a- crescentadas à suspensão, e a viscosidade foi aumentada. Es- ta suspensão permaneceu estável por um período de pelo menos um mês após a mistura.

Exemplo 6 Outra composição de aditivo para cimento líquida de sólidos grandes foi formulada como segue, desta vez usan- do um sal como um agente dispersante para biopolímero S-657.

Em um primeiro recipiente, 10 partes de água foram combina- das com 22 partes de trietanolamina (TEA). Em um segundo re- cipiente, 0,13 partes de S-657 foram combinadas com 67 par- tes de sal. Os conteúdos dos dois recipientes foram combina- dos e misturados. A mistura foi mais difícil de combinar e atuar em conjunto que no caso do exemplo 5, mas a composição de aditivo para cimento líquida resultante permaneceu está- vel por um período de pelo menos um mês após a mistura.

Exemplo 7 Outra composição de aditivo para cimento líquida de sólidos grandes foi formulada, desta vez sem o uso de á- gua, como segue. 0,15 partes de polietileno glicol tendo pe- so molecular de 100.000 foram combinadas com 10 partes de polietileno glicol tendo peso molecular de 200. A essa mis- tura foram acrescentadas 22 partes de trietanolamina, e mis- turadas. Seguindo esta etapa, 67 partes de sal foram incor- poradas e misturadas. Esta tentativa estabeleceu que foi possível formular uma dispersão nao aquosa, mas a viscosida- de foi relativamente difícil comparada aos dois exemplos an- teriores .

Os exemplos e modalidades anteriores são forneci- dos para propósito de ilustração apenas e não pretendem li- mitar o âmbito da invenção.

Claims (28)

1. Composição de aditivo liquida para cimento CARACTERIZADA por compreender: um veiculo liquido para suspender partículas sóli- das nele; um primeiro aditivo para cimento compreendendo partículas sólidas dispersas substancialmente por todo o ve- ículo líquido, as partículas sólidas compreendendo pelo me- nos um sal de metal alcalino ou alcalino terroso selecionado a partir do grupo consistindo em cloretos, nitratos, nitri- tos, tiocianatos, boratos, polifosfonatos, e gluconatos; um segundo aditivo para cimento diferente do pri- meiro aditivo para cimento, o segundo aditivo para cimento contido em ou como um veículo líquido, o segundo aditivo pa- ra cimento compreendendo uma amina, uma a 1canolamina, uma polietilenoamina poli(hidroxialquilada), um glicol, um car- boidrato, um agente tensoativo, ou uma mistura dos mesmos; e pelo menos um agente modificador de viscosidade operativo para aumentar a habilidade do veículo líquido de suspender pelo menos um sal de metal alcalino ou alcalino terroso. a composição de aditivo líquida para cimento tendo um teor de sal tonal em uma quantidade que não é menor que 50% com base no peso LoLal da composição de aditivo para ci- mento líquida e em uma quantidade que não é maior que 90% com base no peso total da composição de aditivo para cimento líquida; e a composição de aditivo líquida para cimento tendo um teor de sólidos totais que não é menor que 70% e não é maior que 100% com base no peso seco total dos sólidos.

2. Composição, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato do veiculo liquido ser água.

3. Composição, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADA pelo fato da primeira porção de pelo menos um sal de metal alcalino ou alcalino terroso estar solubilizada no veiculo liquido enquanto uma segunda porção de pelo menos um sal de metal alcalino ou alcalino terroso está contida na forma de partículas sólidas não dissolvidas dispersas no ve- ículo líquido.

4. Composição, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato do agente modificador de viscosidade (VMA) ser selecionado a partir do grupo consistindo em (a) polissacarídeos de biopolímeros selecionados a partir do grupo consistindo em S-657, goma welan, xantana, rhamsana, gelana, dextrana, pululana, curdlana, e seus derivados; (b) gomas marinhas selecionadas a partir de um grupo consistindo em algina, ágar, carragena, e seus derivados; (c) exudatos vegetais selecionados a partir de um grupo consistindo em feijão jatai, goma arábica, goma Karaya, tragacanto, Ghatti, e seus derivados; (d) gomas de sementes selecionadas a par- tir de um grupo consistindo em guar, feijão jatai, okra, psyllium, mesquite, e seus derivados; (e) gomas à base de amido selecionadas a partir de um grupo consistindo em éte- res, ésteres e seus derivados; e (f) espessantes associati- vos selecionados a partir de um grupo consistindo em copolí- mero acrílico expansível alcalino hidrofobicamente modifica- do, copolímero de uretano hidrofobicamente modificado, es- pessantes associativos à base de poliuretanos, celulose, po- liacrilatos, ou poliéteres.

5. Composição, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato do agente modificador de viscosidade compreender o biopolimero S-657.

6. Composição, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADA por compreender adicionalmente um superplasti- ficante de policarboxilato.

7. Composição, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA por compreender adicionalmente um dispersante para o agente modificador de viscosidade, o dispersante sen- do selecionado a parrir de um grupo consistindo em etanol, metanol, isopropanol, polietileno glicol, um superplastifi- cante de policarboxilato, uma amina, um glicol, ou uma mistu- ra dos mesmos.

8. Composição, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato do veiculo liquido ser não aquoso.

9. Composição, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADA pelo fato do veiculo liquido não aquoso ser selecionado a partir de um grupo consistindo em uma amina, uma alcanolamina, uma polietilenoamina po- li (hidroxialquilada), um glicol, um carboidrato, um agente tensoativo, ou uma mistura des mesmos.

10. Composição, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA por ter característica de afinamento por cisa- Ihamento expressa em termos de razão de viscosidade (visco- símetro de Brookfield, eixo n° 3, 25 graus C), onde a visco- sidade medida a 3 rpm, dividida pela viscosidade medida a 30 rpm, não é menor que 2 nem maior que 40.

11. Método de preparo de uma composição de aditivo liquida para cimento conforme definida na reivindicação 1 CARACTERIZADO por compreender: fornecer um agente modificador de viscosidade e um veiculo liquido para suspender o agente modificador de vis- cosidade, o veiculo liquido compreendendo uma amina, uma al- canolamina, uma polietilenoamina poli(hidroxialquilada) , um glicol, um carboidrato, um agente tensoativo, ou uma mistura dos mesmos; e introduzir no meio de veiculo liquido uma varieda- de de partículas sólidas compreendendo pelo menos um sal de metal alcalino ou alcalino terroso selecionado a partir do grupo consistindo em cloretos, nitratos, nitritos, tiociana- tos, boratos, polifosfonatos, e gluconatos.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato do veículo líquido ainda compreender água.

13. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato do veículo líquido compreender uma amina, uma alcanolamina, ou uma mistura das mesmas.

14. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato do veículo líquido compreender um glicol; e do sal ser um sal de cloreto.

15. Método para produzir uma composição de aditivo líquida para cimento conforme definida na reivindicação 1, CARACTERIZADO por compreender: obter uma primeira suspensão liquida aquosa pela combinação de um agente modificador de viscosidade, um agen- te dispersante operativo para dispersar o agente modificador de viscosidade em água, e água; e obter uma segunda suspensão liquida pela combina- ção da primeira suspensão aquosa liquida obtida com pelo me- nos um sal de metal alcalino ou alcalino terroso, onde a água está presente na segunda suspensão liquida aquosa em uma quantidade não menor que 4% por peso total da composição e não maior que 30% por peso total da composição.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato do agente modificador de viscosidade ser combinado primeiro com um agente dispersante, e água ser em seguida adicionada para obter a primeira suspensão aquosa liquida.

17. Método, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato do agente modificador de viscosidade ser selecionado a partir do grupo consistindo em (a) polis- sacarídeos de biopolimero selecionados a partir do grupo consistindo em S-657, goma welan, xantana, rhamsana, gelana, dextrana, pululana, curdlana, e seus derivados; (b) gomas marinhas selecionadas a partir do grupo consistindo em a!gi- na, ágar, carragena, e seus derivados; (c) exudatos vegetais selecionados a partir do grupo consistindo em feijão jatai, goma arábica, goma Karaya, tragacanto, Ghatti, e seus deri- vados; (d) gomas de sementes selecionadas a partir do grupo consistindo em guar, feijão jatai, okra, psyllium, mesquite, e seus derivados; (e) gomas à base de amido selecionadas a partir do grupo consistindo em éteres, ésteres, e seus deri- vados; e (f) espessantes associativos selecionados a partir do grupo consistindo em copolimero acrílico expansível alca- lino hidrofobicamente modificado, copolimero de uretano hi- drofobicamente modificado, espessantes associativos à base de poliuretanos, celulose, poliacrilatos, ou poliéteres.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato do agente modificador de viscosidade ser S-657.

19. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato do veículo líquido ainda compreender um dispersante operativo para dispersar o agente modificador de viscosidade no veículo líquido, sendo o dispersante sele- cionado a partir do grupo consistindo em etanol, metanol, isopropanol, um polietileno glicol, e um superplastificante à base de policarboxilato.

20. Método, de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato do dispersante ser um polímero com- binado de policarboxilato tendo grupos de oxialquilenos pen- dentes .

21. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO p or compreender adicionalmente combinar a pri- meira suspensão aquosa com um aditivo para cimento selecio- nado a partir do grupo consistindo em uma amina, uma alcano- lamina, um glicol, um carboidrato, e um agente ativo de su- perfície .

22. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato do agente modificador de viscosidade ser afinado por cisalhamento.

23. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato do agente modificador de viscosidade (VMA) ser combinado com um dispersante operativo para dis- persar o VMA, o VMA e o dispersante estando presentes juntos em uma razão VMA:dispersante de 1:2 a 1:5.

24. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de pelo menos um sal de metal alca- lino ou alcalino terroso ser um pó seco combinado com a pri- meira suspensão aquosa.

25. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO por compreender adiciona]mente a incorporação na primeira suspensão aquosa, antes da combinação da primei- ra suspensão aquosa com pelo menos um sal de metal alcalino ou alcalino terroso, de um componente aditivo para cimento adicional selecionado a partir do grupo consistindo em uma amina e carboidrato.

26. Composição CARACTERIZADA por ser fornecida pe- lo método conforme definido na reivindicação 15.

27. Composição de aditivo liquida para cimento, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato do agente modificador de viscosidade ser um polissacarideo S- 657 em uma quantidade não menor que 0,01% e não maior que 3,0% com base no peso total da composição de aditivo para cimento líquido; a composição de aditivo líquida para cimen- to ainda compreendendo água em uma quantidade não menor que 0,01% e não maior que 30% com base no peso total da composi- ção de aditivo liquida para cimento; a composição de aditivo líquida para cimento ainda compreendendo um dispersante ope- rativo para dispersar o agente modificador de viscosidade, o polímero combinado de policarboxilato tendo grupos pendentes de oxido alquileno e estando presentes em uma quantidade não menor que 0,02% e não maior que 4,0% com base no peso total da composição de aditivo liquida para cimento; e pelo menos um sal de metal alcalino ou alcalino terroso estando em uma quantidade não menor que 40% e não maior que 96%, o sal estando presente como partículas sóli- das suspensas no veículo líquido;

28. Método para trituração de cimento CARACTERIZADO por compreender a adição da composição confor- me definida na reivindicação 1 ao clínquer de cimento ou ao gesso durante a sua trituração para obter cimento.