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Compositions ur mortiers et procédés pour les utiliser "'
La présente invention concerne des compositions pour mortiera amé- liorées à base de ciment hydraulique et, plus particulièrement, des mortiers améliorés convenant spécialement pour le Jointoiement et la pose de carreaux.
L'invention concerne aussi les méthodes de préparation de cas mortiers et les méthodes pour les utiliser,
La pose de carreaux et l'édification des maçonneries ont été réali- sées habituellement à l'aide de mortiers consistant en ciment Portiand, en chaux et en sable, auxquels on ajoute de l'eau en quantité nécessaire pour obtenir une bonne ouvrabilité et pour participer à l'action durcis- @ santé ou rétioulante grâce à laquelle le ciment forme un gel.
Cependant, le durcissement du ciment a lieu au bout d'une période de temps appréciable
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et la nictuoité de retenir dans le Mortier une quantité d*MU suffisante pour permettre h Ilution duroiaaante de ne réaliser Jusqu'à uahivemeat. ,. v, présente plusieurs problenics sérieux.
Loo mortiers au ciment hydraulique habituels tendent à perdre des .. ' "l' quantités d'eau considérables, d'abord par évaporation dans . stmoaphitr,, . main beaucoup plus par absorption dune lea carreaux ou dans la m8çonnoPie, ' . )ài . et ci la porte en eau ont trop élevée, l'action duroiseante est inoomplit* , r ,.. et le mortier devient mou et crayeux.
Pour pallier cette difficulté avec
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les mortier# uauela, il faut maintenir des conditions très humides pendant, '' toute l'opération de pose don carreaux, par exemple en prehmneotant les <'J aarreaux abaorbatita afin dtempacher l'absorption de l'eau ne trouvant bzz dana le mortier, en apposant sur le substrat de grosses et lourdes couchez
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de mortier, généralement multiples, et en maintenant des conditions acabian.' tes humides pendant toute la durée de la pose.
Ces méthodes de pose impliquent naturellement l'emploi de quantités
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importantes de matière et une main-d'oeuvre considérable pour le mélange, la mise en picoe et le travail à la truelle du substrat ainsi que la ' ,. ;, ;r; manipulation de carreaux préliumectés, En outre, la nécessité de maintenif /)(% des conditions suffisantes d'humidité pour le placement de carreaux
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l'aide de mortiers usuels au ciment Portland rend leur emploi impossible ¯,1" ,1, ou impraticable lorsqu'il s'agit de substrats en plâtre ou de panneaux en gypse,
Au cours de ces dernières années, des mortiers possédant un pouvoir
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de rétention d'eau ont été mis au point et agréés par les pro:ressionnela pour l'inftallation de revêtements muraux en céramique et de carreaux de .."' sol.
En fait, on estime raisonnablement que ces mortiers à pouvoir de rétention d'eau constituaient une proportion de 30 % de la totalisé des mortiers utilises en 1962 aux Etats-Unis pour la pose des carreaux de céramique. Ces nouveaux mortiers contiennent généralement de petits pour-
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centages (par exemple 0,5 à 2,0 %) de composes appartenant à la famille des éthers de cellulose hydrosoluble tels que la méthyloellulose ou l'hydro- xyéthylcellulose comme additif principal de rétention d'eau.
Malgré les avantages apparents obtenus grâce à la mise au point de mortiers oontenant un éther cellulosique, doués d'un pouvoir de réten- tion d'eau, on a constaté que certains inconvénients y sont associés, notamment : (1) le coût de l'additif j (2) la nécessité de régler assez étroitement l'opération de mélange par suite des grandes variations du pouvoir de rétention d'eau qui ont été observées en fonction de légères modifioations de la quantité d'additifs mise en oeuvre, ce phénomène étant particulièrement important du fait que l'on n'ajoute que de très fai- bles pourcentages d'éther de cellulose par rapport aux grandes quantités de poudre de ciment (3) la gélifioation aux températures élevées, ce qui limite le temps disponible pour l'application ;
(4) l'augmentation de la durée de prise du ciment.
La grand succès commercial et le vaste accueil qu'ont rencontrés les oiments seos en tant qu'adhésifs pour matières poreuses ou pour tières absorbant l'eau, ont oonduit à une reoherohe intensive dans beaucoup laboratoires en vue de découvrir un produit de remplacement de l'additif' -..: à base d'éther de cellulose, moins coûteux et plus efficace que celui-ci.
La. recherche a oependant été infructueuse, bien qu'il soit notoirement connu que toutes sortes de colles, de caséines, de gommes, d'agars, de gélatines, de pectines et de polymères solubles ont été essayées à titre d'agent de rétention d'eau. Toutes ces substances épaississent l'eau en sorte que les capillaires de la maçonnerie poreuse n'absorbent paa l'eau traitée, Néanmoins, elles ne fonctionnent pas adéquatement avec le ciment Portland en raison : (1) du faible degré de rétention d'eau, (2) de leur réactivité avec les constituants du ciment et/ou (3) de la sensi-
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bilité à l'eau du ciment durci.
L'un des objets de la présente invention est de fournir des agents de rétention d'eau pouvant être incorporés à un ciment hydraulique en produisant des mortiers pour plaoement à seo ("dry-set"), hautement dési- rables, convenant pour les emplois sus-mentionnés ainsi que pour d'autres usages qui seront,décrits ci-après.
D'autres objets de l'invention seront rendus manifestes par les enseignements dévoilés dans ce qui suit.
Les nompositions de cette invention conviennent spécialement pour la pose et le Jointoiement de oarreaux de oéramique vitreux et non-vitreux.
Elles durcissent.comme il convient et produisent aisément des liens solides, même sous des conditions de températures élevées. Elles four- nissent de bonnes liaisons entre les carreaux de oéramique et une grande variété de substrats tels que des maçonneries, des panneaux de gypse, du béton et beauooup d'autres types de surfàoes, sous diverses conditions d'application.
Les compositions peuvent aussi faire prise en oouohes minces, c'est-à-dire qu'elles peuvent être employées pour l'application en atmo- sphères sèohes de couches beauooup plus minces que celles qui sont nécessai- res lorsqu'on utilise les mortiers au ciment hydraulique usuels.
On a trouvé que les objectifs précités peuvent être atteints si l'on utilise certains amidons modifiés, solubles dans l'eau et non-ioniques.
Les amidons modifiés non-ioniques utilisables suivant l'invention, peuvent être généralement définis comme de la dextrine hydrosoluble de l'amidon prégélifié hydrosoluble et de l'amidon éthérifié hydrosoluble. Les amidons, modifiés peuvent être incorporés au mortier soit en les mélangeant au ciment sec soit en les ajoutant à l'eau avant le gâchage du ciment.
De préférenoe, les amidons modifiés non-ioniques ont une solubilité dans l'eau, à 25 @, d'au moins 0,05 gr/cm3 et, préférablement, d'au moins
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0,4 gr/em3o Pour obtenir 104 meilleurs rduultata# Il faut employer des amidons modtfiéa ayant une solubilité dans l'eau à 25' C de 0,45 à 4 sr/crù3 ou davantage,
L"amidon est un hydrate de carbone naturel, naut polymère, composé
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d'unités de glucopyranoae liées lea unes aux autres par daa 4isiaona a-glucoisiques. Industriellement il est extrait de grainea de céréales (blé, Jorgho, frament, riz), de racines et de tubercules (pomme de terre, manioc ou tapioca, tnarante) et de la =elle de aaùoutier. La formule approximative est (Odi,005)n dans laquelle (n) est probablement supérieur'.',,' à 1000.
L'amidon ne présente sous la forme de granules blancs, oonati'* tués habituellement d'un polymère linéaire (aayloae) et d'un polymère rami- fie (anylopoctino), Les granules sont dea talangea organisée des deux types de polymères orientée et associés enrraaau, coeme les cristaux,, de telle aorte qu'ils sont insolubles dans l'eau froide et sont relativement résistants à l'action des agents d'hydrolyse naturela tels que lea enzyme*
L'amidon Insoluble ou normal est modifie comme décrit ci-après de manière à produire les amidons modifies, gonflables ou solubles dana l'eau froide,
convenant pour l'exécution de la présente invention.
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Amidons - modifies par un acide - prégdlifiéa
Si de l'amidon est gélifié (cuit) puis séché sur des rouleaux ou des tambours chauffes, la matière sèche gonfle et devient visqueuse quand elle
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est À nouveau en contact avec de l'eau. Dans le aonnerae, de l'amidon ainsi modifié est appelé amidon prégélifié il convient pour l'exéou- tion de la présente invention, Avec certains types d'amidons, outre la prégélifieation décrite ci-dessus, il peut être nécessaire de produire une plus grande dégrada- tion de la.structure moléculaire pour conférer la solubilité dans l'eau 11 ¯
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froide, Cette dégradation complémentaire peut être réalisée par aodifloa A'
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tien au moyen d'un acid4,, pour donner lea produits connus dana l' àmuo%1.
, sous les appellations d'amidons "thin boiling" ou "fluidity". Lx rôle du traitement à l'acide consiste à rompre par hydrolyse certaines ohaînea mol6oulaires de l'amidon on rêvant ainsi leu chaînes d'amidon plus .. , zut sujettes à la pregelifioation dont il a étA question plus haut. 1/./ Les amidons du commerces prµgélifi6a après traitement acide, sont , i' notamment vendus sous la marque de fabrique STARAMIC STARCH 200 SERIES / ils constituent des produits employés préférablement pour la mine en . @ exécution de la présente invention.
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Ethers hydroxyalkyles d'amidon Les éthers hydroxyalkyles d' amidon solubles dans l' eau constituent
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une seconde classe de produits employés préférablenont pour l'exécution de l'invention.
La solubilité dans l'eau de tels dérivés d'amidon peut être assurée ' 'en veillant au degré de substitution sur la base de l'unité d'anhydre- glucose et en fonction de la longueur du groupe alkyle.
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Les qualités hydrosolubles convenant pour l'exécution de l'inven" ', ;lt.l tion contiennent généralement plus de 0,1 molécule (en moyenne) de groupe ' alhyle par unita d'anhydrogluoose. u1'r
On connaît au moins deux procédés pour produire de telles substances.
Dans le premier de ces procèdes, couvert par les brevets Etats-Unis 2 802 000, 2 516 634 et 2 773 238, on fait réagir de l'amidon avec de
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l'oxyde d'étbylèm gazeux, à des températures de zak3 à 71" C, sous une pression effective de 0,35-1,05 %r/om2..
Le second procédé applicable consiste en lllwdroxyalkylatlon ¯iç , d'amidon dans des aloools aliphatiques inférieures, décrite au brevet Etats-Unis 2 845 417. Suivant ce brevet, on fait réagir les agents
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d'hydroxyalkylation, par exemple l'oxyde d'éthylène. l'oxyde de pro. pylène ou la ohlorhydroine éthylémique, avec des suspensions très denses d'amidon fortement alcalin dans du méthanol, de l'éthanol ou de l'isopropas- nol du commerce.
On obtient aisément des substitutions de 0,75 à 1,0 groupe alkyle par unité d'anhydroglucose sans qu'il se produise un gonfle- ment prononcé du produit,
Le CFRON N, de croules Powder C', qui consiste en un éther hydroxyal- kyle d'amidon de froment, est un exemple de ce type d'amidon modifié convenant particulièrement pour l'exécution de l'invention.
Dextrine
Les dextrines sont produites par traitement thermique d'amidon sec seul ou en présence d'un acide. les propriétés obtenues, qui résultent des réactions de dégradation et de reoombinaison, varient en fonction
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du traitement. La plupart des produits ont une v1s0..."t' comprise entre ';: , ; les valeurs basses et intermédiaires, une bonne stIÙ)111t'Vi,.à.v1B de la gdl1fioation et une solubilité dans l'eau froide partielle (),, totale.
Bien que les systèmes eau-dextrine soient considères 001lIIIO del!h"1spers1ona , ¯ oolloldales, il est de pratique courante de les envisager comme des solutions. Les dextrines ayant subi une conversion élevée contiennent de grandes quantités de matières qui sont solubles dans l'eau au sens usuel.
Trois types de transformations chimiques prédominent dans la conversion de l'amidon en dextrine : (1) l'hydrolyse des liaisons glucosiques, qui réduit la dimension des molécules, (2) le réarrangement des moléoulea par rupture et reformation de liaisons glucose-glucose conduisant à Une ramification plus prononcée, (3) la repolymérisation de petits fragments en molécules plus grandes par suite de 1'action catalytique de la.
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température élevée et de l'acide. Ces transformatiorasont essentielle- = "jqµ' ment réglées par la durée de la conversion, la température et la quantité
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d'acide mise en oeuvre. Du choix de ces variables dépend le type 'de , " ' fl > ,1 riz dextrine obtenu.
Trois types sont disponibles dans le commerce a la ' > )4. : dextrine blanche, la-dextrine jaune et la gomme britannique (Britishgum),.,e.
Les gommes britanniques sont obtenues par chauffage d'amidon en réglant simplement la valeur du pH, tandis que les dextrines blanohec et Jaunes sont les produits obtenus par hydrolyse partielle combinée au chauffage. Les dextrines Jaunes (canari) sont des produits ayant subi @ une conversion plus élevée que la dextrine blanche ; leur solubilité dans l'eau est supérieure à 85 % et dépasse même généralement les 90 %.
La
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solubilité des dextrines blanches va de 5 à 90 %, bien que les viscosités! des solutions soient habituellement supérieures à celles trouvées dans
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le cas des dextrines Jaunes. , 1 , j',j 1µ,
Il est évident qu'une dextrine particulière est d'autant mieux appro- priée à l'emploi envisagé ici qu'elle est plus soluble.
A côté de la solubilité dans l'eau, une autre propriété essentielle que doivent présenter les amidons modifiés à utiliser est leur carac-
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tère non-ionique. Des amidons contenant des groupes fonctionnels tels que des groupes carboxyle$ sulfonate ou sulfate sous la forme de sels de "fÉ sodium ou d'ammonium, ont une grande affinité pour l'eau qui conduit à
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, , , . ; µµ, des dispersions très visqueuses, claires et non-gélifiantes. cependant). "()>l par suite de la forte concentration ionique et du pH élevé du ciment Portland, les amidons ioniques sont incompatibles et conduisent à la
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gélifioation de la suspension de mortier ou 4 la floculation.
Ce dernier
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effet est dû k la précipitation de l'amidon. ' Î'j):
On a trouvé que les mortiers contenant de l'amidon modifiée con- formes à la présente invention, ne requièrent que des quantitée 'eau
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étonnamment petites pour donner des viscosités aptes z l'ouvrabu,ttdé : :'Il..
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Como l'excès d'eau par rapport à et qui y ait néoestaire pour r4aU&er l'hydravion du ciment Portland est généralement perdu par bvaporation '"11 Ma i > <. et contribue à une contrition itxtéa,rable, 7.e fait de ce devoir utilisai qu'une faible quantité d'eau constitue un avantage inattendu..;
,
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Bien qu'une grande variété de cimenta bydreul9uaa pulaisent 8tre utllinds, les miueurs résultats août obtenu* avec le ciment Nrtlux4p '$';l'l' et colul-et ont profère. 1 quantité de ciment preaente dana leu compo- ¯,1 ,,- citions peuj. varier entre 24 et 97 % en pot"* .l j, La quantité de derivea d'ataidone peut varier entre et 20 % sur 7,0 base du poids de aiment hydraulique ce trouvant dana h composition, et de ' preferenoe entra 4 et 10 % du poids de ciment hydraulique* bzz
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Pour obtenir un mouillage plus rapide du mélange sec# on peut " ; ' utiliser des agents mouillants non-ioniques tels qu'un alkylaPél-poly4%horÀ, ,
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alcool, et des carbonates de métaux aloalina, par exemple du carbonate de " sodium et du carbonate de potassium, ajoutés en quantités variant entre < '" <, ;
,/ ,., 5 et 15 % sur la base du poids de dérivé d'amidon présent dans la oompo- sition.
Des agrégats inertes, tels que du sable et du calcaire, peuvent Être incorporés, et le sont généralement, aux compositions revendiquées, dans clos buts d'économie, de réduction de la contraction, ou pour d'autres motifs. Des charges telles que la perlite, le talc, la pyrophyllite, diverses argiles, de la terre de diatomées, et des pigmente
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tels que du bioxyde de titane, de l'oxyde de zinc, de l'oxyde d'alumilum des barytes pulvérulentes, et analogues, peuvent aussi être employés.
La. quantité de charges, d'agrégat et de pigments incorporée dans les compositions peut varier et atteindre jusqu'à 400 % du poids de ciment. hydraulique, mais elle est préférablement comprise entre environ 10 et 75% du poids de composition sèche pour mortier. Par exemple, lorsqu'on emploie du sable, celui-ci est introduit de préférence dans des propor-
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tionis Allant jfflul à 75 %, Plu4 opéoitdctoent do 10 à z5 %, du poidw \ de la composition sèche, tandia qm lorsqu'on emgolg du aalo, ' i;, . s', ' QQIUI*01 est introduit de préférence dans des proportiona allant JwKulà 45 PIM4 spécialement de 10 à 45 du poids de lt cotcpoaitioa obebe, ,' k' ' w4 . y.
Si on le désir*, les oompoaitiOM peuvent oompromro également 1:1"fl , ' . ' " 1' , àÉl . d'autre!! adttitifa polymarmm, par exemple de 18 cum6tlwlolurde ou dew ",/<((1$j b z,4&;inte dimnààé-t'ormAd4i1ydo, do 1'alaool Polyvinylique et produit.! <m<tl0t ' gueu, en vuo d'insolubilixer l'amidon dans le aiment duroi et pOMf dertrsa . ;
On peut éventuellement procéder à des additions d'haloginur*4 de , ,l " métaux alcalino-terreux, -tolis que les chlorures, iodures, bromurea et , , .¯¯;, "'Ô' j, , ....- ... bzz fluorures de métaux alcalino-terreux, tar exemple de calcium, de magné-, , "y. ; ' sium, de strontium et de baryum, y compris les mélanges de tels cela, i '' afin deaugmenter la vitesse de la gélitication suivant une technique '- ' bien connue de l'homme de l'art. lorsque les compositions doivent être utilisées pour placer des carre sur des surfaces verticales, il est désirable d'y incorporer des fibres
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drasbeste en quantités inférieures à environ z6 sur la base du poids ¯ , ' de ciment hydraulique.
bzz Pour la préparation dosKoompositiona, le aiment hydraulique et les dérivés d'amidon, mentionnés ici, avec ou sans les ingrédients addition- nels cités plus haut, sont mélangés à sec, afin de former des compositions
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sèches qui sont aisément aetivables par addition d'eau et qui donnent ll ' naissance aux joints et mortiers doués des propriétés décrites précé- >' , " demment.
En général, la quantité d'eau ajoutée aux compositions sèches pour produire des Joints et mortiers améliorés peut varier entre environ 11 et 40 % sur la base du poids de la composition sèche, et ceci en
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fonction de la quantité #'igréâienh modifiants présente. Habituelle ai
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la quantité d'eau ajoutée sera comprise entre 18 et 35 % du poids de la @ composition sèche.
On donne, ci-après, des exemples de compositions pour mortiers améliorées conformes à la présente invention, ainsi que de la teohnique améliorée en vue de les appliquer.
Exemple 1
On a obtenu des valeurs du pouvoir de rétention d'eau de ciment Portland oontenant diverses proportions des amidons modifiés décrits ci-avant. Cette propriété a été mesurée en plaçant une couche d'environ 3,2 mm (1/8)" du mélange, préalablement amené à l'état de boue par adjonction de la quantité d'eau spéoifiée, sur le o8té poreux d'un oarreau de céramique vitreux de type Commercial Standard 181, de forme 1" 1" oarrée et mesurant 10,8 om x 10,8 om (4 1/4" x 41/4). Une mince plaque de verre a été posée sur la oouohe de mortier et l'ensemble a été placé sous la lentille d'un microscope. Par suite du départ de l'eau par déplacement dans la partie poreuse du carreau, la couche de mortier s'est oontraotée en provoquant le déplaoement vers le bas de la plaque de verre.
Ce déplacement a pu être mesuré exactement au microscope et porté sur un graphique en fonction de la racine carrée du temps. La pente de la droite, divisée par 1000, a donné les valeurs de rétention figurant au tableau 1. La plupart des mortiers secs vendus comme spécia- lité:, ont donné, de cette manière, des valeurs de rétention comprises entra 35 et 50, tandis que les joints muraux secs ont donné des valeurs comprises entre 15 et 35.
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' Tableau 1 .i Valeur, de région d'eau pour diverses combînaisona d'arnidon et de cimeztt Poirtland gris.. L'anddon est i3Xpr1.mé' en'% du mélange total. L' eau est exprime en % du poids de mélange sec.
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Nature de l'amidon Quant amidon Proportion d'eau nécessaire Pouvoir de rétention lodiié à 1" acide - 5, p ,$ Staramic 212{1.) 32 :6 28, E: prégéllfié . 2.5 % Staramic 21.2 32 % 15,1 5..0 % Ceron N 18(2) - 3()% 52, 0 Amidon de froment modifié par '..0 f, Ceron N 18 . 31% }7..4voie chimique 3, p Ceron N 6S 25 54,6 1..5 ceron N 1iS 25 22,4 Dextrine de tapioca modifiée 5, 0 % Crystal Gem3 25 5 ..
Dextrine de blé jaune 5..0 % e.p. 805i'. 2p % 91..0 ])extr1ne blanche soluble à 50 % 5,0% 600 Dextr1n(5) 25% 33,0 Dextrim blanche soluble à 85 5,o % 653 Dextrin , 22 71,o Dextrloe jaune soluble à 95 % '5.0 % 700 in 25 :S 118, J)extr1ne Jaune soluble à. 95 % . '. ',. 15..0 % <.. . ' " i" 100 Dextr1n 25 . 'r) ."Î .% llS..O .
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Tableau 1 (suite) i
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Nature de l'amidon Quantité .Amidon aôpçrtion d'eau nécessaire Pouvoir de rétention Modifie à l'acide et prégélifié 5,0 Staramio 211 38 % 20,0 Dextrine de blé blanche 5,0 % 7OTl'Globe Dextrln(4) ,21 % 5210 Modifié à l'acide et prégéllflé 5,0 % B-771 Laura Brand(4) 32 % 21,7 (1) A.Z. Staley Mfg Ce (3) National Sterch and Chendcal Corp.
(2) Hercules Powder Ce (4) Corn Prodoets Ce (5) Clinton Corn Irkesxhw C*
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#aa On a pr<!par4 le mélange ses oi-aprtm ! 90,5 aioent >r%lam grio .;., >J $o,5 aiment Portiand gris 90, s,ment a'ortlard gria 7>o % d'amidon modifia à J'acide et prdgdtif3i (Staramie 212) z 2,0 de r4aira mélAnino-formaldéhydc (cymi 4C5) ..> t Oj5 j6 d'un agent teneio-aotif non Ionique bue dl alkyluwyl %Ù.i$., ï?oxJ'ther a7,anol (Triton X-120) ;.' " , >'"1 ' , Pour les échantillons vitreux, on à ajoute du isable ce dlange damez les proportionc de 2/1. De l'eau a eiinuite été o4lar±6e à rais= do z28 , parties pé:: cent des mélanges sans sable et de 18 part3ea pour cent des ..
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inéimges avec sable.
La rdsissse Cymel (mélesn3zset'oxmaidklyde, American .,"r, tTyanam3d 0") est inoprpopee en vue d'insolubiliser quelque peu l'amidon libre restent, dans le mortier durci. L'agent tensio-actif Triton X 120 -''(' (aihylaryl polyëthor alcool, Rohm and Haas 0*) a été ajouta pour obtenir ' un mouillage plus rapide du mélange sec par l'eau. Ordinairement, les ..$µ' mélanges amidon-ciment semblent sécher après le mélange initial avec de z z \ l'eau. L'addition de ces agents tenrâio-aotifs permet d'éviter cette 5;,.' lotion. Ces additifs ont encore un effet supplémentaire, celui d'augment t e;i, la dW4a de prise ou la vie en pot des mortiers, ' ; Zag consistances des mélanges ci-dessus, avec ou sans sable, étaient..:'j que les compositions pouvaient être appliquées à'la truelle sur ..) un bloi de cendrée sec avec une truelle portant des entailles de 6,3 mm i lo }.
IXI cette façon, on a formé des nervures de 6,3 mm de hauteur et ; , - 6,3 mm de\largeur. Douze carreaux muraux glacés non-vitreux, mesurant -ltt lt 1" 4 x4r\Xr- (10,8 cm x 10,8 cm x 0,63 cm), cnt alors été mis en f ¯": adhérence avtc le mortier sans sable travaillé à la truelle, en les ', ' i; glissant éhacuii en place sur une fraction de pouce. Ensuite chaque s'' carreau a reçu â\es battements avec le dos de la truelle afin d'assurer ij un contact de 100,% avec le mortier.
L'eau nta pas quitté immédiatement'
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le mortier ainsi travaillé mais a plutôt donné au mortier un aspect frais et spongieux, et le carreau pouvait être mis en adhérence pendant une période étonnamment longue, Le carreau n'était pas imbibé avant d'être placé,
Des céramiques en argile naturelle de 2" x 2" (5 cm x 5 cm), montées sur une feuille de papier de 1 pied x 2 pieds (30 cm x 60 cm), ont été appliquées sur le mortier au sable placé à la truelle.
En aucun cas, le bloc de cendrée n'a été imbibé ou humecté de quelque manière que ce soit, avant d'être revêtu de mortier. Aucune précaution spéciale n'a dû être prise pour assurer un durcissement satis- faisant, tant pour le mortier au sable que pour le mortier sans sable.
L'adhérence des deux montages de carreaux fut entièrement satis. faisante.. ' :
On a préparé vingb éprouvettes pour test de cisaillement à partir de 1" 1" 40 carreaux de céramique glacés de 41/4" x 28 (10,8 cm x 5,4 cm), qui étaient des moitiés de carreaux standards de 41/4" x 41/4" (10,8 cm x la,8 cm), ayant un pouvoir d'absorption d'eau d'environ 13 %. On a utilisé une couche de mortier sans sable de 1/8" (0,32 cm) pour le placement.
Lors de la préparation des éprouvettes, le long côté (bard fini en usine et 1" ébavurd à la meule) était décalé d'environ 1!1 (0,63 cm) de aorte que
8 pouces carrés (51,6 cm2) de chaque carreau étaient couverts de mortier*
On laissa durcir les éprouvettes, puis on les commit au test de cisal0 lement après 7 jours, 28 jours, et 7 Jours à sco suivis de 7 jours d'imbibition d'eau. Le test de cisaillement était réalisé par une charge de compression (2400 livres/min soit 1088 Kgr/min) appliquée sur le bord décalé de l'éprouvette placée verticalement, ..
Le mortier au sable a été employé pour préparer des éprouvettes pour test de cisaillement avec des carreaux vitreux ;on a utilisé des carreaux de 2" x 2" (5 om x 5 om) en céramique d'argile naturelle ayant un pouvoir
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d'absorption d'eau d'environ 1,5 5.
La mode de préparation de l'éprou- vette et la méthode utilisée pour le test étaient semblables à ceux décrits plus haut. les résultats des tests au cisaillement pour les deux séries déprou- vettes sont donnés ci-après (psi- livres anglaises par pouce carré), ,
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<tb> Jours <SEP> 7 <SEP> 1. <SEP> et <SEP> 7 <SEP> J. <SEP> eau <SEP> 28 <SEP> Jours <SEP>
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<tb> . <SEP> Moyenne <SEP> 4 <SEP> carreaux <SEP> 146 <SEP> psi <SEP> 94 <SEP> psi <SEP> 368 <SEP> psi
<tb>
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<tb>
<tb> (muraux) <SEP> - <SEP> Pas <SEP> de <SEP> (la,26 <SEP> kgr/cm2) <SEP> (6,61:
<SEP> Kgr/om2) <SEP> (25,87 <SEP> Kgr/cm2)
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<tb>
<tb>
<tb> sable
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<tb> Moyenne <SEP> 4 <SEP> carreaux <SEP> 170 <SEP> psi <SEP> 36 <SEP> psi <SEP> 280 <SEP> psi <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (vit.)- <SEP> Sable <SEP> (11,95 <SEP> Kgr/cm2) <SEP> (2,53 <SEP> kgr/cm2) <SEP> 19,68 <SEP> Kgr/cm2)
<tb>
Exemple 3
On a utilisé
95 % de aiment Portland gris'
5% d'hydroxyalkyl éther d'amidon de froment (Ceron N 4S- Hercules Powder C ) pour des testa au cisaillement sur éprouvettes vitreuses et non-vitreuses. ' Dans le cas de carreaux vitreux, le mélange a été additionné de sable dans les proportions de 2/1.
On a mélange 28 parties d'eau pour 100 p. de mortier sans sable et 16 partes d'eau pour 100 p, de mortier au sable*
L'essai de résistance au cisaillement a été 'effectué comme a l'exemple 2, tant pour le mortier sans sable que pour le mortier au sable. Les résultats sont notes ci-après :
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7J" 8 . oura moia 14 j. à HO !1 i 8mw iablo 841 p 1 379 poi 4v pii 181 p.i ,, '.
(non vi- (16,94 Ksr/om2) (86<64 Kgr/bn)3) (2903 KS9/ d) (lh>7? XCP/4à)< .
, troux) Avao eabie a86 pai a41 pa, >5> PI! 20!5 pli . : ,- (vitreux) (20,10 K8l'/om2) (16,94 KsI'/om2) (24,8l Kp/om2) (14,41 Kj/ot!)2)
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<tb>
<tb>
Exemple 4
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on a conlatitué un melenge de s 91,!. % de aiment Portland gris 5#0 % d'mnidon modifié à l'acide, pregelifie (Staramio 212 staley and 0) 0,4%de carbonate de sodium 2,0%de perlite 0,5%d'alcoolpolyvinylique
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(Gelvatol 20"-900 F - Xhawini6an Résina C") 1,0 % de dimdthylolureo.
Ce mélange a dt6 agité avec de l'eau ajoutée à raison de 28 % en poids,. La carbonate de sodium a été inclus dans cette formule à titre d'agent mouillant et 'il exerce la même fonction que le Triton X-120 dans l'exemple 2, La consistance était telle que la boue pouvait être ponde à la truelle sur un bloc de cendrée sec, au moyen d'une truelle portant
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des entailles de lm n (6,3 mm). De cette façon, on a formé des nervures de 6,3 mm de hauteur et de 6,3 mm de largeur. Douze carreaux muraux glaças
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non-vitreux, mesurant 4 r x 4 r x r (10,8 cm x 10,8 cm x 0,63 cm), ont alors été mis en adhérence avec le mortier travaille à la truelle, en les glissant chacun en.place sur une fraction de pouce.
Ensuite chaque carreau a reçu des battements avec le dos de la truelle afin
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d'asauMp un contact de 100 % avec le mortiers on a lAioo6 eMttüi, F' vraioaniblablefoent, une couche lien* do d (3*2 Ma) do oortief entre lea carreaux et les blocs de cendrée.
Ni le bloc de cer4réog ni le comau' niavalt dQ tz Imbiba ou humao c 41=9 muèr* que1QQtnuo, Aucunt prècaution opéolaie ne n'6%d% Avérée n60a*Jairf pour obtenir un dwes oinoooent outrinant du ntortier, et Ilagnemblago était Aussi 6aà.atsczt ,' ¯ que celui, obtenu.avoo dosa ntortiora "dry-aat" contenant un éther oellu" '" logique,, Exemple 5
On préparé unmélange sec comprenant ! 45,55 % deoimont Portlandgris
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2,5 % d'amidon modifié à l'aoide, prgél.if.6 (Staramic 212) ! 0,2 z de carbonate de sodium ., . 1¯ ) 1,0 % de perlite - J . > ' 0,25 % d'aloool polyvinylique (Gelvatol 20".90* F) 015 % de dintéthyloluree 50,0 % de sable de maçon (16-50 n ah). ll ' .
Ce mélange a été amené à l'état de boue par addition d'eau à raison de ;
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bzz de son poids. Cette boue a été appliquée à l'aide d'une truelle à entailles de 6,3 mm sur un bloc de cendrée, à une face extérieure. Dés ,:,,, s céramiques en argile naturelle de 2" x 2" (5 cm x 5 cm).
montées sur
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une feuille de papier de 1 pied x 2 pieds (30 cm x 60 cm), ont été appliquées peu après sur le mortier nervuré, Cet assemblage, comme celui ¯de l'exemple 4, semble être aussi résistant que tous les autres réalisés avec des matériaux du commerce durcissant en couche mince, Exemple 6 On a préparé un mélange sec comprenant !
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93,7 à de ciment Portland gris ' ¯
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5,0 % d'amidon modifié 4 l'acide, prégélifié (Staramio 212)
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3.,b % d'alcool polyvinylique (Golvatol 20"-90" F) 0,3%de carbonate de sodium,
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et on l'a amené à l'état de boue par adjonction d'eau a raison de 32 % en poids. Des essais de résistance au cisaillement ont été réalisés avec des carreaux muraux glacés comme décrit à l'exemple 2.
Les résultats sont les suivants :
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1 jottro 1 ,à:à se3 + 7 J. eau 200 Jours 4 éprouvettes 232 psi 140 psi z psi (Moyenne) (16,31 Ke;r/om2) (9,84 Ksr/om2) (29,73 Ke;r/om2') Exemple
Le mélange sec de l'exemple 6 a été mélangé à 2 parties de sable ' de maçon sec (-16 mesh). On a ensuite formé une boue par adjonction . de 20% en poids d'eau. Le mortier obtenu a été utilisé pour préparer des éprouvettes pour essais de résistance au cisaillement de carreaux vitreux.. On a employé, comme carreaux, des céramiques eh argile natu- : relie de 2" x 2" (5 en x 5 cm) ayant un pouvoir d'absorption d'eau d'environ 1,5 %' La méthode de préparation et la méthode d'essai sont les mêmes que celles qui ont été décrites à l'exemple 6.
Les résultats sont notés ci-après
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7 jours, 7,J.. à seo 0+ 7 J. ea 88 jourti 4 éprouvetten 168 pai 40 psi 206 psi' (moyenne) (U<81 Kgrleme) (2o8l Kf51'/om2) (14,48 ir/om2) Exemple 8
Le mélange sec oompronant 1
94 % de ciment Portland gris
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4 d'étiier hydroxyalhylo d1am.1don de froment, (Coron N 18)
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2 % de résine mélamine-forma.ldébyde " , (Cymel 4c5 - Amerioan Cyanamid) T ..!t " a été amené à. l'état de boue au moyen d'eau Jusqu'à obtention d'une
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oonsictanoe oonvenant pour le test de résistance au cisaillement. Oti '; ''::' &. Utilise le procédé déorit â l'exemple 2. En outre, le mélange a été , - , 1 additionné de sable, 1 à 2 parties de sable de maçIn Ç 16 mesh).
Les .va- leurs relatives aux oarreaux muraux et aux carreaux vitreux sont reprises 'ci-après :
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<tb> 7 <SEP> Jours <SEP> 7 <SEP> j. <SEP> à <SEP> seo <SEP> + <SEP> 7 <SEP> J. <SEP> eau <SEP> 28 <SEP> jours
<tb>
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.
Yùyenne àe
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<tb> 4 <SEP> éprouvettes <SEP> 112 <SEP> psi <SEP> 80 <SEP> psi <SEP> 274 <SEP> psi
<tb>
<tb> de <SEP> carreaux
<tb>
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muzlaux (7,87 Kgr/OM2) (5,62 Ir/om2) (19,26 Kgr/\3m2)
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<tb> (sans <SEP> Stable)
<tb>
<tb>
<tb> Moyenne <SEP> de
<tb> 4 <SEP> éprouvettes <SEP> 75 <SEP> psi <SEP> 98 <SEP> psi <SEP> 100 <SEP> psi
<tb> de <SEP> carreaux
<tb>
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vitreux (5,27 Kgr/om2) (6,89 KgX'/om2) (7,03 KBr/om3)
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<tb> . <SEP> (avec <SEP> sable)
<tb>
exemple Le mélange sec oomprenant t
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:
, 9'O de ciment Portland gris
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, 0 de dextrine blanche soluble 4 85 % (Clinton Dextrine cl3 ) 1,c7 de di.méthy.olurée
1,0 % de Chlorure de calcium été amène à l'état de boue par adjonction de 28 % d'eau sur la base
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du poids de mélange seo. Le mélange se raidit .Pr6matur.ément, vraisem- blablemént par suite de l'absence d'agent mouillant, En oonséquenoe; une nowelle adJonotion de 3 % d'eau a été nécessaire pour obtenir à nouveau
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la consistance désirée.
Après 30 minute la composition a été remélangée puis elle a été appliquée à la truelle sur un panneau' de gypse vertical, supporte d'une manière rigide, en employant une truelle à entaillée carrées de 1/8"(3,2 mm) avec de plat$ de 1/8" (3,2 mm), de manière àf obtenir uno épaisseur moyenne de mortier de 1/16(1,6 mm).
A intervalles de 5 minutes on a pressé sur cette surface' do mortier, et tourné d'un angle de 90 , un carreau mural glacé standard de 41/4" x 41/4" (10,8 om x 10,8 cm) (pouvoir d'absorption d'eau d'environ 13 %). On a alors noté le temps disponible, c'est-à-dire le temps le plus long après lequel un carreau peut encore être retenu sur la surface âpre.! application du mortier.
A 21 C et 50 % d'humidité relative, le temps disponible le plus long pour ce mélange est de 50 minutes, ce qui est tout à fait acceptable, Exemple 10
On a effectué le test suivant en utilisant la môme composition que celle de l'exemple 9 mais en laissant au mortier une période d'extinction supplémentaire de 1 heure. le mortier a été appliqua à la truelle sur la surface comme décrit à l'exemple 9, Immédiatement après, 10 carreaux décrits à l'exemple 9 ont été presses sur le mortier en laissant un espace de 3" (7,6 cm) entre chaque carreau, A intervalles de 5 minutes, on a tourné des carreaux successifs à un angle de 90 en les ramenant aussit8t à leur position primitive.
Dans cet essai, l'ajustabilité du mortier désigne le temps le plus long au bout duquel le carreau reste fixé au mortier. Pour l'essai à 21 C et 50 % d'humidité relative, l'ajustabilité du mortier était de 40 minutes, ce qui est tout à fait acceptable.
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Le% oompooibion sèche comprenant % de ciment Portiandefia ': ¯ 5 %d.'<thep hyçlrMAIIqylo d'tunidon de fpotnwnt (Çoron Xi 4s) a t amenée l'état de boue à 1144de da 31 % en poida d'eau. Le ' 7. ' ' temps disponible et l'ajuatabllité ont et<! no%44 poux ce mélange en .. , :i , . ut4licant Ion proodada décrit$ aux exemples 9'ot 10, Le tempo 4i.- " "'< ' 1 ." < l' l .." q( ponible et 1a,lustab.7,it furent respectivement de 40 et do 50 minutouit 4 D , t iV i!'e
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poule, la
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On a, employa un m4large go* de "1 ' ' , , .; 9xxj da ciment Portland gris 6 .. . t . i :a. P. vi, ' , . 1/y 1' ?J ).
4>0 % de dextrine jaune soluble è6 95 % bzz (Dextrine 8051 de Corn Produata) .. ¯il' j x,0 da chlorure de calcium " , " .,¯ <>,, , , 2, 0 % d ' asbTato , " :,éi,$, p.5 i6 cl'Alylu7l po1y4%heP alcool (Triton X120) ..\ . ", 1,2 $ do dimthylolure -ô :. :),, , > , ;..'l . j ;.
Une partie de ce mélange nec et deux parties de sable, de magon ont z. ,j , .,, >Î? , été 1%6=ie4 et ="néon 4 l'abat de boue par adjonoUon d'eau en quantité .., suffisante pour donner une consistance telle que, après application du ' ¯ ,produit sur un substrat sec h l'aide d'une truelle à entaille?, on
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obtenait des nervures rigides, non coulantes.
Des essaie de résistance au cisaillement ont ensuite été effectuée
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avec les carreaux muraux glaces absorbants et la composition sana ¯ >-' f <
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sable, comme décrit à l'exemple 2, ot avec des céramiques d'argile naturel-
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le de 2" x 2" (5 cm x 5 cm) comme a l'exemple 2. les résultats sont
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présentés ci-dessous
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<tb> Jours <SEP> 7 <SEP> J. <SEP> à <SEP> seo <SEP> + <SEP> 7 <SEP> J. <SEP> eau <SEP> 28 <SEP> Jours
<tb>
<tb> Moyenne <SEP> de
<tb>
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4 éprouvettes 94 psi +8 ps, 1:;
' psi de carreaux muraux (6, 61 Kgr/cm2) (3,37 Kgr/cm2) (9,35 yzr/cm2)
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<tb> (mortiersans
<tb> sable)
<tb>
<tb> Moyenne <SEP> de
<tb>
EMI23.4
4 éprouvettes 57 psi 36 spi 37 Psi de carreaux vitreux z,01 }{gr/orn2) (2,53 TCgr/om2) (2,60 Kgr/om2)
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<tb> (mortier <SEP> avec
<tb>
<tb> sable)
<tb>
Exemple -13
Le mélange sec comprenant :
95 % de plâtre de Paris
5 % d'amidon modifié à l'acide, prégélifié (Staramio 212) a été amené à l'état de boue par adjonction de 40 % en poids d'eau.
Une petite section de oarreaux muraux en céramique non-vitreuae glacée a été jointoyée (gobetée) au moyen de la boue. Un examen effectué le lendemain a montré que la Jonction était exceptionnellement dure. Au cours de l'opération de Jointoiement, les Joints pouvaient âtre frappés ou nivelés sans être retirés de l'espace entre les carreaux. De même, il était aisé de presser la composition de Jointoiement dans l'inter- , valle hautement: poreux grâce au fait qu'elle restait fluide par suite de la présence d'amidon hydrosoluble.
Exemple 14
On a préparé les compositions suivantes a) 94,7 % de ciment Portland gris
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5,0 % d'amidon modifié à l'acide, prégélitié (Staramic 212) 0,3 % de carbonate de sodium
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b) 94,0 % de ciment Portland gris
5,0 % de doctrine blanche soluble à 85 % (Dextrine.653 de Clinton) 1,0 % de diméthylolurée c) 95,0 % de ciment Portland gris 5,0 % d'éther hydroxyalkyle d'amidon de froment (Ceron N 48).
Les compositions sèohes ont été amenées à l'état de boue par adjonction de 28 à 30 % en poids d'eau, afin de préparer les mortiers.
Tous les mortiers préparés à partir des compositions (a), (b) et (a) pouvaient être aisément appliqués à la truelle sur un panneau mural en gypse, des bloos de cendrée ou de oiment, des plaques de ciment-asbeste, des blocs de béton coulé ou du plâtre, tous secs, pour former une 1" 1" couche unie et adhérente de mortier, d'une épaisseur de 2 à 1/16 (1,27 cm à 0,16 cm), qui ne cédait pas une quantité appréciable , d'eau au support. Des carreaux secs, poreux, non-vitreux pouvaient être placés sur cette couche de mortier, sans imbibition à l'eau préalable.
Après un délai de quelques Jours, accordé pour permettre le duroissement, on a obtenu une couche de mortier dure qui présentait
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t-t*" des carreaux et vis-à.vie 46044 &? une forte adtiérenae à la des vis-à-vis j& 1" -une forte àtiérenae foiaT1s"-itoit
Lors ae empiof ces compsitions descrites ici pour le place- ment de carreaux de céramique, on recouvre le substrat d'une couche de mortier préparé comme expliqué plus haut et on presse les carreaux secs dans la couche, puis on laisse durcieon obtient une Jonction adhésive dure entre les carreaux et le substrat. L'épaisseur de la couche de morbier utilisée peut varier entre environ 16 (0,16 cm) et 1" (1,27 cm). Si on le désire, on peut apporter une mince couche de mortier au dos des carreaux avant de poser ceux-ci dans la couche de mortier.
Lors de l'utilisation des compositions décrites comme agent
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de Jcintoiement, lea OMveaux sont fixe* sur le xubxtrat, par exemple bzz ocom indique plus hattt, en rsuvegardant entre eux Ileupuem nt n CM- iti,ra, et les 00iGp0itotix sont placées par frottement dans les ' $.Î'l aepaoamrntr qui rparant les carreaux sec et on Won@ durcir j on fopMt entre les cameaux, un Joint dur exempt de craquelure,, Dans la mise en oeuvro des compositions pour mortiers NMiiOE4oo 'ai $'.
4ant l'objet de la preeente invention, il peut $tri ddoirable deutiliser une solution aqueuse des dérivés d'tmiidon mentionna* ici pour la ., ,, / . /Q mélanger au aiment hydraulique qui nia pas été pré-uuitionné detditt dérivée d'rmidon h l'usine. Ceci ne constituerait pas la méthode 1.) préférée mais permettrait d'employer les composition pour mortiers amélio-
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réas avec des ciments hydrauliques qui ne sont pan normalement dimpou, niblea sous la forme de piJ-mé1anges, De plus, dans le aaa où des latex ' de polymères de base aqueuse doivent être ajoutée, plutôt que de l'eau, au ciment hydraulique, au lieu même de l'utilisation, pour préparer les
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mortiers, l'incorporation des dérivas d'amidon aus-dëorits avec lo latex peut présenter des avantages.
L'exemple suivant constitue une illus- tration de la technique, Exemple 15
On a préparé les solutions suivantes :
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a) 15 parties en poids d'hydroxyal#1 éther d'amidon do froment (Ceron N 4S)
100 parties en poids d'eau b) 15 parties en poids de dextrine Jaune (canari), soluble à 95 % (Dextrine 700 de Clinton)
100 parties en poids d'eau
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o) 15 parties en poids d'amidon modifié à l'acide, prégélifié (Staramio 212) 100 parties-en poids d'eau. ,
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Lea solutions d'ttmidon ont été mélangée à >50 parties en poids do olniotit Ilozibland gris, afin de proparer les aaortiara.
Lea mortiers préparât) à partir des compoultion4 (à), (b) et (o) pouva3ent <tM aiadant appliqua à la truelle sur un panneau mural un eypM des blocs de cetidrée ou de aiment des plaques de 4iment+sbost* ou du plttre, tous mmesp pdur former une couche unie de mortier, d'une 6paiaaeur de '" lit 1 (1,27 am à 0,16 cm), qui ne codait par uno quantité appréciable d'oau au support, Des carreaux seons poeeuxo non-vitraux, glaoia, ;j)j pouvaient gtre placée sur cette couche de moptiey flano imbibition à 1!bayt prinbie. Âpra un délai de quelques jours, aceordé pour pénrettre le duroinsematib, on a obtenu une couche de mortier dure qui présentait uns forte adhérence à la fois via-a-via des carreaux et vis-à-vis du substrat.
L'invention, dans ses aspects les-plus larges, n'est pas limitée aux compositions spécifiques, aux opérations et aux méthodes décrites, On peut s'écarter de celles-ci, dans le cadre des revendications annexées, sans sortir des principes de l'invention et sans sacrifier ses prin- cipaux avantages.