PT106590B

PT106590B - Mistura cimentícia branca ou colorida para fabrico de betão, argamassa e pastas interactivas, com propriedades fotoluminescentes

Info

Publication number: PT106590B
Application number: PT106590A
Authority: PT
Inventors: Ngela Maria Jesus De Sequeira Serra Nunes
Original assignee: Secil S A Companhia Geral De Cal E Cimento S A
Priority date: 2012-10-22
Filing date: 2012-10-22
Publication date: 2015-01-20
Also published as: WO2014065683A1; US20150274593A1; EP2928839A1; BR112015008961A2; EP2928839B1; ES2730877T3; CA2888730A1; TN2015000151A1; MA20150355A1; PT106590A; WO2014065683A8

Abstract

A PRESENTE INVENÇÃO DIZ RESPEITO A UMA MISTURA CIMENTÍCIA BRANCA OU COLORIDA PARA FABRICO DE MICRO-BETÃO OU BETÃO NORMAL, ARGAMASSA OU PASTAS INTERACTIVAS, COM PROPRIEDADES FOTOLUMINESCENTES, QUE RESPONDEM A UM ESTÍMULO LUMINOSO INCIDENTE QUANDO EXPOSTO EM AMBIENTE ESCURO, DECAINDO APÓS ALGUNS MINUTOS. ESTA MISTURA CIMENTÍCIA COMPREENDE, EM PERCENTAGEM EM PESO DOS COMPONENTES RELATIVAMENTE AO PESO TOTAL DA COMPOSIÇÃO, A) 35 A 80% CIMENTO PORTLAND BRANCO OU CINZENTO; B) 0,1 A 30% DE FILER CALCÁRIO FINAMENTE MOÍDO; C) 0,01 A 3% DE SUPERPLAS-TIFICANTE EM PÓ; D) 0,01 A 3% DE RESINAS POLIVINÍLICAS MODIFICADAS; E) 0,01 A 5% DE DISPERSANTES DE COPOLÍMEROS DE ACETATO VINÍLICO E ETILENO; F) 0,3 A 20% DE PIGMENTO FOTOLUMINESCENTE À BASE DE ALUMINATO DE ESTRÔNCIO, OU OUTROS, DE VÁRIAS COLORAÇÕES; E, AINDA, UM OU MAIS COMPONENTES SELECCIONADOS DE ENTRE: G) 1 A 10% DE REGULADOR DE PRESA; H) 0,1 A 4% DE ESTEARATO DE ZINCO; I) 1 A 20% DE METACAULINOS; J) 5 A 60% DE POZOLANAS ARTIFICIAIS; K) 0,1 A 15% DE PIGMENTOS INORGÂNICOS.

Description

MISTURA CIMENTICIA BRANCA OU COLORIDA PARA FABRICO DE BETÃO, ARGAMASSA E PASTAS INTERACTIVAS, COM PROPRIEDADES FOTOLUMINESCENTES

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção insere-se no campo dos novos materiais de construção, nomeadamente nos micro-betões, betões, argamassas e pastas produzidas a partir de misturas cimenticias com propriedades fotoluminescentes, prédoseadas, com aplicação preferencial nos campos das argamassas de acabamento, prefabricação, superestruturas betonadas in-situ, mobiliário urbano e outros elementos decorativos, nomeadamente de revestimento, exteriores e interiores, permitindo no escuro tornar aquelas superfícies interactivas ao incidir uma fonte de luz dinamica, obtêm-se uma resposta do material por irradiação luminescente que reproduz o deslocamento da fonte de emissão. Tal facto possibilita desenhar ou escrever sobre o paramento executado com a referida mistura cimenticia ou revestido com a argamassa, barramento ou pintura cimenticia onde a mesma foi utilizada para a preparação.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO betão á vista, isto é com elevados desempenhos ao nível arquitectónico é hoje um material muito usado na Arquitectura e Engenharia Civil, por permitir responder a muitos desafios técnicos e estéticos exigidos pelas tendências arquitectónicas actuais. Também as argamassas de revestimento, como os rebocos e as pastas de acabamento,

são amplamente usadas nas	paredes dos	edifícios	e das
construções	em geral.
A	possibilidade	de	conferir	ao betão	e às
argamassas	interactividade	sob	o efeito	de um estimulo
luminoso é	muito interessante,	quer sob	o ponto de	vista

arquitectónico, quer ao nivel da comunicação e informação, nomeadamente de segurança. 0 facto de se poder desenhar em grande escala sobre uma superfície de betão ou reboco e o referido desenho desaparcer ao fim de algum tempo (período de decaimento função da intensidade do feixe e da concentração do pigmento luminescente) deixando o paramento com o aspecto inicial para além do interesse arquitectónico pode também ter interesse sob o ponto de vista da eficiência energética, permitindo ao material acumular radiação que servirá como fonte de luz mais tarde, no período nocturno, permitindo alguma poupança.

Esta mistura cimentícia pré-doseada com propriedades luminescentes pré-definidas pode ser usada no fabrico de argamassas de revestimento e acabamento, em pastas de acabamento e pintura e ainda em betão pré-fabricado e insitu, conferido á forma final do material as referidas propriedades.

A patente JP2009126769, diz respeito a um produto resultante da aplicação de um pigmento fosforescente sobre uma superfície de betão pré-existente, através de um veiculo de protecção anti-alcalis do tipo silano, cuja dissolução e perda de eficiência do pigmento é rápida, dadas as dificuldades de fixação á superfície. Como não tem já incorporado o pigmento pode haver incompatibilidade com o meio alcalino, não sendo a mistura utilizada em toda a massa da peça e constituindo somente uma camada película fina superficial.

A patente RU 238579 permite proporcionar propriedades fotoluminescentes a materiais cerâmicos através de processos térmicos de sinterização.

No pedido de patente W0201013485 as propriedades fotoluminescentes são conseguidas num betão através da colocação de grãos de vidro com aquelas propriedades, fazendo com que esse vidro se exiba á superficie do betão, não tendo a mistura cimentícia que permite a confecção de betões essas propriedades.

A patente JP2010019001 refere-se á produção de um betão luminescente, com recurso a pigmentos luminescentes, mas não através de uma mistura cimentícia de pós finos, seca, pré-doseada.

Na patente DE 4235333 é referida a formação de uma película fosforescente polimérica sobre pedra e cerâmicos removível que permite absorção diferencial de luz .

A patente CN 173693 refere-se à fotoluminescência em blocos cerâmicos que absorvem a energia solar.

pedido de patente US 2003/0051638 revela um produto cimentício com fosforescência, que produz uma luminescência de longa duração, até 8 a 12 horas, após exposição a uma fonte de radiação.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

A Figura 1 mostra aplicações da mistura cimenticia em micro-betão autocompactável de elevado desempenho arquitectónico e com interactividade no escuro devido à fotoluminescência (absorção total em período diurno).

A Figura 2 mostra aplicações da mistura cimenticia em micro-betão autocompactável de elevado desempenho arquitectónico e com interactividade no escuro devido à fotoluminescência (efeito interactivo com incidência de foco luz sobre a superfície

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

O problema técnico que esta invenção permite solucionar é o de permitir ter uma mistura cimenticia prédoseada que pode conferir aos betões, argamassas, pastas e pinturas/caiações com ela preparadas a possibilidade de tornar os materiais luminescentes no escuro, quando estimulados por fonte de luz. Esta capacidade permite aos betões, argamassas, pastas e pinturas/caiações reagir no escuro a um feixe luminoso de forma dinâmica, decaindo esta resposta ao fim de algum tempo de emissão. Este facto permite desenhar, escrever sobre os referidos materiais produzidos com a mistura no escuro, com um feixe luminoso, vindo este a fixar a imagem durante algum tempo, torna-se portanto interactivo. Em alternativa se a peça ficar iluminada, por exemplo pela luz do sol durante o dia, á noite emite luz na proporção directa da área exposta e da intensidade relativa a que esteve exposta, iluminado a superficie o que permite economia de iluminação.

A solução técnica encontrada permitiu a partir da adição de pigmentos fotoluminescentes ao cimento, através da combinação de uma série de polimeros estabilizar a mistura e permitir a sua dissolução no meio cimenticio, vindo a actuar sem alteração de comportamento para as restantes funcionalidades do cimento e com uma durabilidade aceitável, face ao tipo de produto (na maioria dos casos estima-se mais de 5 anos) . Este facto veio a permitir o fabrico de betões, argamassas e pastas/pinturas cimenticias que respondem a estimulos luminosos visiveis no escuro, mantendo as demais propriedades.

DESCRIÇÃO PORMENORIZADA DA INVENÇÃO

A presente invenção diz respeito a uma mistura cimentícia estabilizada que permite o fabrico de betões, argamassas e pastas com propriedades fotoluminescentes. Esta mistura cimentícia permite tornar as superficies dos materiais cimenticios fotoluminescentes quando excitados por uma fonte luminosa, tornando a superficie interactiva, visível em ambiente escuro.

	Esta possibilidade	pode também	ser	usada como
fonte de	iluminação, por	absorção de luz	solar durante	um
periodo	diário, emitindo	á	noite durante o	periodo	de
decaimento, permitindo	uma	poupança	de	energia	de

iluminação.

De entre os processos genéricos e aplicações gerais destacam-se:

• Execução de paredes e pavimentos, ou outros elementos estruturais betonados in situ ou pré-fabricados em betão.

• Fachadas de edifícios (grandes elementos de fachada ou painéis prefabricados), • Super estruturas de viadutos e vigas de bordadura • Pavimentos rodoviários, pedonais, aeronáuticos em betão, urbanos e não urbanos.

• Mobiliário urbano e outros elementos decorativos interiores e exteriores • Coberturas e materiais de cobertura • Revestimentos de paredes de camada pouca espessa como rebocos e pastas de estanhamento.

• Pinturas silicatadas á base de mistura cimenticia fotoluminescente para aplicação sobre betão, cerâmicos, e outras superfícies compatíveis.

• Sinalética de segurança em betão ou microbetão.

Comparativamente aos produtos de desempenho semelhante, os descritos nesta invenção destacam-se pela possibilidade de quando excitados por uma fonte de luz virem a emitir radiação com período de decaimento controlado.

Os ligantes utilizados são cimentos brancos de elevada brancura e resistência, modificados com polimeros e copolimeros de forma a permitirem a dissolução do pigmento e a sua protecção no meio extremamente alcalino, promovendo uma boa trabalhabilidade e uma elevada aderência de forma a compatibilizar com aplicações de parede fina.

Adicionalmente ao juntarem-se adições diversas de elevada reactividade e finura como sejam metacaulinos, pozolanas de alta actividade, hidróxidos de cálcio reactivos, sulfatos de cálcio de elevada finura e outros óxidos como zinco obteve-se o efeito pretendido, permitindo o abaixamento do pH da mistura facilitando a compatibilização e a estabilidade do pigmento, bem como a sua durabilidade, sem perda substancial da reactividade do ligante.

Por outro lado a adição de uma série de superplastificantes á base de policarboxilatos, melaminas e outros de efeito impermeabilizante como sejam os estearatos de cálcio e zinco, bem como as resinas de polivinil-modificadas ao possibilitarem uma eficaz redução de água de amassadura e a obtenção de uma elevada compacidade e aderência ao suporte, compatível coma a performance mecânica desejada, auxiliam igualmente a estabilidade e actuação do pigmento.

Objecto da Invenção objecto da presente invenção é uma mistura cimentícia com propriedades interactivas por estímulo fotoluminescente, de elevada fluidez, muito fácil de aplicar, de grande homegeneidade, alta aderência guando aplicada em camadas de baixa espessura, utilizável no fabrico de betão, argamassas, pastas e pinturas silicatadas/caiações cimenticias, gue compreende, em percentagem do peso dos componentes, relativamente ao peso total da composição:

a) 35 a 80% cimento portland branco ou cinzento;

b) 0,1 a 30% filer calcário finamente moído;

c) 0,01 a 3% de superplastificante;

d) 0,01 a 3% resinas polivinílicas modificadas;

e) 0,01 a 5% de dispersantes de copolímeros de acetato vinílico e etileno;

f) 0,3 a 20% de pigmento f otoluminescente á base de aluminato de estrôncio, ou outros, de várias colorações;

e ainda, um ou mais componentes seleccionados de entre:

g)	1 a	10% de regulador de presa;
h)	0,1	a 4% de estearato de zinco;
i)	1 a	20% de metacaulinos;
j)	5 a	60% de pozolanas artificiais;
k)	0,1	a 15% de pigmentos inorgânicos

O componente b) tem normalmente granulometria inferior a 90 microns.

Habitualmente o componente c) é constituído por condensados de melamina sulfonada, ou eguivalentes.

Preferencialmente, o componente d) está presente numa percentagem em peso de 0,15 a 0,60%.

O componente e) está presente geralmente numa percentagem em peso de 1 a 2%; o componente (f) normalmente numa percentagem em peso de 1 a 8% e poderá estar presente em várias tonalidades.

O regulador de presa referido como componente g) é preferencialmente gesso numa percentagem em peso de 1 a 5%.

O componente h) está geralmente presente numa percentagem em peso de 0,25 a 1,65%; o componente i) está presente numa percentagem em peso de 2 a 10%; e o componente j), normalmente argilas calcinadas, está presente numa percentagem em peso de 10 a 50%.

No caso de se tratar de um betão de base colorida o componente k) está presente e é geralmente constituído por pigmentos de óxidos metálicos.

O betão, micro-betão ou argamassa, produzido com a mistura cimenticia de acordo com a invenção, apresenta normalmente um resistência mecânica à compressão em função da dosagem de mistura cimenticia utilizada devendo a mesma nunca ser inferior a cerca de 380 kg/m3 de betão, de forma a garantir um correcto acabamento e o efeito de parede pretendido, isto é bem liso de forma a permitir uma melhor percepção da interactividade.

Exemplos de Preparação

São em seguida apresentados exemplos de aplicação a partir desta mistura cimenticia e de acordo com a invenção. Estes exemplos destinam-se a ilustrar melhor a invenção, sem qualquer carácter limitativo sobre o conteúdo da mesma.

Exemplo 1:

Micro-betão autocompactável de elevado desempenho arquitectónico e com interactividade no escuro devido à fotoluminescência:

Componente da Mistura Cimenticia % Peso

Cimento portland branco67,6

Filer calcário finamente moido15,0

Condensado de melamina sulfonada0,6

Resina polivinílica modificada0,4

Metacaulino7,0

Dispersante copolimero de acetato vinilico e

1,2 etileno

Pigmento fotoluminescente (aluminato de estrôn- cio)

Esterato de zinco 0,2

Etapas de fabrico:

Introduzir 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 e 8 num misturador de alta eficiência durante no minimo 120 s. Mistura cimenticia fica pronta a usar. Adicionar a presente mistura em 3 partes de areia siliciosa e 1 parte de mistura cimenticia para fabricar o micro-betão, adicionando água até obter uma mistura fluida e homogénea muito fácil de aplicar. Verter directamente sobre o molde da peça a produzir.

Exemplo 2:

Pintura cimentícia colorida interactiva por fotoluminescência

Componentes da Mistura Cimentíca % Peso

Cimento portland branco62,10

Filer calcário finamente moído5,00

Condensado de melamina sulfonada0,60

Resina polivinílica modificada0,25

Pozolana artificial branca17,00

Dispersante copolímero de acetato vinilico e

1,20 etileno

Pigmento fotoluminescente (aluminato de estrôn-

12,00 cio)

Regulador de presa 1,50

Estearato de Zinco 0,35

Etapas de fabrico:

Introduzir 1 a 9 no misturador e misturar durante mínimo 120 s. Á mistura cimentíca assim obtida adicionar uma emulsão acrílica aquosa com concentração a 25% em 2 partes de emulsão e 1 parte de mistura cimentícia e dissolver bem, preferencialmente recorrendo a um misturador helicoidal. Aplicar a caiação sobre a superficie com ajuda de rolo em pelo menos duas demãos na ausência de chuva, excesso de humidade ou temperaturas abaixo dos 5²C, em superfície bem limpa.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Mistura cimenticia com propriedades interactivas por estimulo fotoluminescente, utilizável no fabrico de betão, argamassas, pastas e pinturas silicatadas/caiações cimenticias, caracterizada por compreender, em percentagem em peso dos componentes relativamente ao peso total da composição:

a) 35 a 80 O 0 b) 0, 1 a 3 0% c) 0, 01 a 3% d) 0, 01 a 3% e) 0, 01 a 5%

cimento portland branco ou cinzento;

filer calcário finamente mordo;

de superplastificante;

resinas polivinilicas modificadas;

de dispersantes de copolimeros de acetato vinilico e etileno;

0,3 a 20% de pigmento fotoluminescente;

e ainda, um ou mais componentes seleccionados de entre:

g) 1 a h) 0,1 i) 1 a j) 5 a k) 0,1

10% de regulador de presa;

a 4% de estearato de zinco;

20% de metacaulinos;

60% de pozolanas artificiais;

15% de pigmentos inorgânicos.

Mistura cimenticia de acordo com a reivindicação

1, caracterizada por o componente b) ter granulometria inferior a 90 mícrons.
3. Mistura cimentícia de acordo a reivindicação 1 ou 2, caracterizada por o componente c) ser constituído por condensados de melamina sulfonada.
4. Mistura cimentícia de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada por o componente d) estar presente numa percentagem em peso de 0,15 a 0,60%.
5. Mistura cimentícia de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada por o componente e) estar presente numa percentagem em peso de 1 a 2%.
6. Mistura cimentícia de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada por o componente f) ser constituído por aluminato de estrôncio numa percentagem em peso de 1 a 8%.
7. Mistura cimentica de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada por o componente g) ser gesso numa percentagem em peso de 1 a 5%.
8. Mistura cimentícia de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada por o componente (h) estar presente numa percentagem em peso de 0,25 a 0,65%.
9.

Mistura cimentícia de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada por componente (i) estar presente numa percentagem em peso de 2 a 10%.
10. Mistura cimenticia de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada por componente (j) estar presente numa percentagem em peso de 10 a 50%.
11. Mistura cimenticia de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada por o componente k) ser constituído por pigmentos inorgânicos á base de óxidos metálicos.