Composition sèche pour mortier La présente invention concerne une composition pour mortiers améliorée à base de ciment hydraulique et son utilisation particulière pour le jointexnent et la pose de carreaux.
La pose de carreaux et l'édification des maçonneries ont été réalisées habituellement à l'aide de mortiers con sistant en ciment Portland; en chaux et en sable, aux quels on ajoute de l'eau en quantité nécessaire pour ob tenir une bonne ouvrabilité et pour participer à l'action durcissante ou réticulante grâce à laquelle le ciment forme un gel.
Cependant, le durcissement du ciment a lieu au bout d'une période de temps appréciable et la nécessité de retenir dans le mortier une quantité d'eau suffisante pour permettre à l'action durcissante de se réaliser jusqu'à achèvement présente plusieurs problè mes sérieux.
Les mortiers au ciment hydraulique habituels ten dent à perdre des quantités d'eau considérables, d'abord par évaporation dans l'atmosphère, mais beaucoup plus par absorption dans les carreaux ou dans la maçonne rie, et si la perte en eau est trop élevée, l'action durcis- sante est incomplète et le mortier devient mou et crayeux.
Pour pallier cette difficulté avec les mortiers usuels, il faut maintenir des conditions très humides pendant toute l'opération de pose des carreaux, par exemple en préhumectant les carreaux absorbants afin d'empêcher l'absorption de l'eau se trouvant dans le mortier, en apposant sur le substrat de grosses et lour des couches de mortier, généralement multiples, et en maintenant des conditions ambiantes humides pendant toute la durée de la pose.
Ces méthodes de pose impliquent naturellement l'em ploi de quantités importantes de matière et une main- d'oeuvre considérable pour le mélange, la mise en place et le travail à la truelle du substrat ainsi que la manipu lation de carreaux préhumectés. En outre, la nécessité de maintenir des conditions suffisantes d'humidité pour le placement de carreaux à l'aide de mortiers usuels au ciment Portland rend leur emploi impossible ou impra ticable lorsqu'il s'agit de substrats en plâtre ou de pan neaux en gypse.
Au cours de ces dernières années, des mortiers pos sédant un pouvoir de rétention d'eau ont été mis au point et agréés par les professionnels pour l'installation 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 propor- tion de 30 % de la totalité des mortiers utilisés en 1962
aux Etats-Unis pour la pose des carreaux de céramique. Ces nouveaux mortiers contiennent généralement de petits pourcentages (par exemple 0,5 à 2,0 01%) de com posés appartenant à la famille des éthers de cellulose hydrosolubles tels que la méthylcellulose ou l'hydroxy- éthylcellulose comme additif principal de rétention d'eau.
Malgré les avantages apparents obtenus grâce à la mise au point de mortiers contenant un éther cellulosi que, doués d'un pouvoir de rétention d'eau, on a cons taté que certains inconvénients y sont associés, notam ment : (1) le coût de l'additif ; (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 modifications de la quantité d'additifs mise en oeuvre, ce phénomène étant particulièrement important du fait que l'on n'ajoute que de très faibles pourcentages d'éther de cellulose par rapport aux grandes quantités de poudre de ciment ;
(3) la gélification aux températures élevées, ce qui limite le temps disponible pour l'application ; (4) l'augmenta tion de la durée de prise du ciment.
Le grand succès commercial et le vaste accueil qu'ont rencontrés les ciments secs en tant qu'adhésifs pour ma tières poreuses ou pour matières absorbant l'eau, ont conduit à une recherche intensive dans beaucoup de laboratoires en vue de découvrir un produit de rempla cement de l'additif à base d'éther de cellulose, moins coûteux et plus efficace que celui-ci. La recherche a ce pendant été infructueuse, bien qu'il soit notoirement connu que toutes sortes de colles, de caséines, de gom mes. 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 pas 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 sensibi lité à l'eau du ciment durci.
Les compositions de cette invention conviennent spé cialement pour la pose et le jointement de carreaux de céramique vitreux et non vitreux. Elles durcissent com me il convient et produisent aisément des liens solides, même aux températures élevées. Elles fournissent de bonnes liaisons entre les carreaux de céramique et une grande variété de substrats tels que des maçonneries, des panneaux de gypse du béton et beaucoup d'autres types de surfaces, sous diverses conditions d'application.
Les compositions peuvent aussi faire prise en cou ches minces, c'est-à-dire qu'elles peuvent être employées pour l'application en atmosphères sèches de couches beaucoup plus minces que celles qui sont nécessaires lorsqu'on utilise les mortiers au ciment hydraulique usuels.
On a trouvé que les objectifs précités peuvent être atteints par une composition sèche pouvant être mélan gée à de l'eau et qui comprend un ciment hydraulique comme ingrédient principal et de l'amidon hydrosolu ble, non ionique, gélifié, des éthers hydroxyalkyles d'ami don hydrosolubles non ioniques, ou de la dextrine hydro soluble non ionique. De préférence, les amidons non ioniques ont une solubilité dans l'eau, à 250 C, d'au moins 0,05 g/cm3 et, préférablement, d'au moins 0,4 _P-/cm-3. Pour obtenir les meilleurs résultats, on peut employer des amidons modifiés ayant une solubilité dans l'eau à 25,, C de 0,45 à 4 g/cm3 ou davantage.
L'amidon est un hydrate de carbone naturel, haut polymère, composé d'unités de glucopyranose liées les unes aux autres par des liaisons a-glucosiques. Indus triellement il est extrait de graines de céréales (blé, sor gho, froment, riz), de racines et de tubercules (pomme de terre, manioc ou tapioca, marante) et de la moelle de sagoutier. La formule approximative est (C@H1,05)n dans laquelle (n) est probablement supérieur à 1000.
L'ami don se présente sous la forme de granules 'blancs, cons titués habituellement d'un polymère linéaire (amylose) et d'un polymèr-_ ramifié (amylopectine). Les granules sont des mélanges organisés des deux types de polymères orientés et associés en réseau, comme les cristaux, de telle sorte qu'ils sont insolubles dans l'eau froide et sont relativement résistants à l'action des agents d'hydrolyse naturels tels que les enzymes.
L'amidon insoluble ou normal est modifié comme décrit ci-après de manière à produire les amidons, gon flables ou solubles dans l'eau froide, convenant pour l'exécution de la présente invention.
<I>Amidons - modifiés par un acide -</I> prégélifiés Si de l'amidon est gélifié (cuit) puis séché sur des rouleaux ou des tambours chauffés, la matière sèche gonfle et devient visqueuse quand elle est à nouveau en contact avec de l'eau. Dans le commerce, de l'amidon ainsi modifié est appelé amidon prégélifié ; il convient pour l'exécution de la présente invention.
Avec certains types d'amidons, outre la prégélifica- tion décrite ci-dessus, il peut être nécessaire de produire une plus grande dégradation de la structure moléculaire pour conférer la solubilité dans l'eau froide. Cette dégra dation complémentaire peut être réalisée par modifica tion au moyen d'un acide, pour donner les produits connus dans l'industrie sous les appellations d'amidons thin boiling >) ou fluidity .
Le rôle du traitement à l'acide consiste à rompre par hydrolyse certaines chaî nes moléculaires de l'amidon, en rendant ainsi les chaî nes d'amidon plus sujettes à la prégélification dont il a été question plus haut.
Les amidons du commerce, prégélifiés après traite ment acide, sont notamment vendus sous la marque de fabrique Staramic Starch 200 Séries ; ils constituent des produits employés préférablement pour la mise en exécution de la présente invention. Ethers hydroxyalkyle.s <I>d'amidon</I> Les éthers hydroxyalkyles d'amidon solubles dans l'eau constituent une seconde classe de produits em ployés préférablement 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'anhydroglucose et en fonction de la. longueur du groupe alkyle.
Les qualités hydrosolubles convenant pour l'exécu tion de l'invention contiennent généralement plus de 0,1 molécule (en moyenne) de groupe alkyle par unité d'anhydroglucose.
On connaît au moins deux procédés pour produire de telles substances. Dans le premier de ces procédés, cou vert par les brevets Etats-Unis Nos 2802000, ,<B>2516634</B> et 2773238, on fait réagir de l'amidon avec de l'oxyde d'éthylène gazeux, à des températures de 43 à 710 C, sous une pression effective de 0,35-1,05 kg/cm2.
Le second procédé applicable consiste en l'hydroxy- alkylation d'amidon dans des alcools aliphatiques infé rieurs, décrite au brevet Etats-Unis No 2845417. Sui vant ce brevet, on fait réagir les agents d'hydroxyalkyla- tion, par exemple l'oxyde d'éthylène, l'oxyde de propy lène ou la chlorhydrine éthylénique, avec des suspensions très denses d'amidon fortement alcalin dans du métha nol, de l'éthanol ou de l'isopropanol 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 gonflement prononcé du produit.
Le Ceron <B>N ,</B> de Hercules Powder Co, qui con siste en un éther hydroxyalkyle d'amidon de froment, est un exemple de ce type d'amidon modifié convenant particulièrement pour l'exécution de l'invention. <I>Dextrine</I> Les dextrines sont produites par traitement thermi que d'amidon sec seul ou en présence d'un acide. Les propriétés obtenues, qui résultent des réactions de dégra dation et de recombinaison, varient en fonction du trai tement. La plupart des produits ont une viscosité com prise entre les valeurs basses et intermédiaires, une bonne stabilité vis-à-vis de la gélification et une solubilité dans l'eau froide partielle ou totale.
Bien que les sys- tèmes eau-dextrine soient considérés comme des disper sions colloïdales, il est de pratique courante de les envi sager 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 prédomi nent dans la conversion de l'amidon en dextrine: (1) l'hydrolyse des liaisons glucosiques, qui réduit la dimen sion des molécules, (2) le réarrangement des molécules 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 l'action catalytique de la tempéra ture élevée et de l'acide.
Ces transformations sont essen tiellement réglées par la durée de la conversion, la tem pérature et la quantité d'acide mise en oeuvre. Du choix de ces variables dépend le type de dextrine obtenu. Trois types sont disponibles dans le commerce: la dextrine blanche, la dextrine jaune et la gomme britannique (British gum).
Les gommes britanniques sont obtenues par chauf fage d'amidon en réglant simplement la valeur du pH, tandis que les dextrines blanches et jaunes sont les pro duits obtenus par hydrolyse partielle combinée au chauf fage. 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 0/0 et dépasse même généralement les 90 %. La solubilité des dextrines blanches va de 5 à 90 0/0, bien que les vis cosités des solutions soient habituellement supérieures à celles trouvées dans le cas des dextrines jaunes.
Il est évident qu'une dextrine particulière est d'au tant mieux appropriée 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 caractère non ionique. Des amidons con tenant des groupes fonctionnels tels que des groupes carboxyle, sulfonate ou sulfate sous la forme de sels de sodium ou d'ammonium, ont une grande affinité pour l'eau qui conduit à des dispersions très visqueuses, claires et non gélifiantes. Cependant, par suite de la forte concentration ionique et du pH élevé du ciment Portland les amidons ioniques sont incompatibles et conduisent à la gélification de la suspension de mortier ou à la flo culation. Ce dernier effet est dû à la précipitation de l'amidon.
On a trouvé que les mortiers contenant de l'amidon modifié, conformes à la présente invention, ne requièrent que des quantités d'eau étonnamment petites pour don ner des viscosités aptes à l'ouvrabilité. Comme l'excès d'eau par rapport à ce qui y est nécessaire pour réali ser l'hydratation du ciment Portland est généralement perdu par évaporation et contribue à une contraction in désirable, le fait de ne devoir utiliser qu'une faible quan tité d'eau constitue un avantage inattendu.
Bien qu'une grande. variété de ciments hydrauliques puissent être utilisés, les meilleurs résultats sont obte nus avec le ciment Portland, et celui-ci est préféré. La quantité de ciment présente dans les compositions peut varier entre 24 et 97 % en poids.
La quantité de dérivés d'amidons peut varier entre 3 et 20 % sur la base du poids de ciment hydraulique se trouvant dans la composition, et de préférence entre 4 et 10 % du poids de ciment hydraulique.
Pour obtenir un mouillage plus rapide du mélange sec, on peut utiliser des agents mouillants non ioniques tels qu'un alkylaryl-polyéther-alcool, et des carbonates de métaux alcalins, par exemple du carbonate de so dium et du carbonate de potassium,
ajoùtés en quantités variant entre 5 et 15 % sur la base du poids de dérivé d'amidon présent dans la composition.
Des agrégats inertes, tels que du sable et du calcaire. peuvent être incorporés, et le sont généralement, aux compositions revendiquées, dans des buts d'économie, de réduction de la contraction, ou pour d'autres motifs. Des charges telles que la perlite, le talc, la pyrophyllite, di.. verses argiles, de la terre de diatomées, et des pigments tels que du bioxyde de titane, de l'oxyde de zinc, de l'oxyde d'aluminium, des barytes pulvérulentes, et ana logues, peuvent aussi être employés.
La quantité de charges, d'agrégat et de pigments in corporée 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 0/0 du poids de composition sèche pour mortier.
Par exem ple, lorsqu'on emploie du sable, celui-ci est introduit de préférence dans des proportions allant jusqu'à 75 0/0, plus spécialement de 10 à 75 0/0, du poids de la composi tion sèche, tandis que lorsqu'on emploie du calcaire, celui-ci est introduit de préférence dans des proportions allant jusqu'à 45 0/0, plus spécialement de 10 à 45 0/0, du poids de la composition sèche.
Si on le désire, les compositions peuvent comprendre également d'autres additifs polymères, par exemple de la diméthylolurée ou des résines mélamine-formaldé- hyde, de l'alcool polyvinylique et produits analogues, en vue d'insolubiliser l'amidon dans le ciment durci et pour d'autres motifs.
On peut éventuellement procéder à des additions d'halogénures de métaux alcalino-terreux, tels que les chlorures, iodures, bromures et fluorures de métaux alcalino-terreux, par exemple de calcium, de magnésium, de strontium et de baryum, y compris les mélanges de tels sels, afin d'augmenter la vitesse de la gélification sui vant une technique bien connue de l'homme de l'art.
Lorsque les compositions doivent être utilisées pour placer des carreaux sur des surfaces verticales, il est désirable d'y incorporer des fibres d'asbeste en quantités inférieures à environ 5 % sur la base du poids de ciment hydraulique.
Pour la préparation des compositions, le ciment hy draulique et les dérivés d'amidon, mentionnés ici, avec ou sans les ingrédients additionnels cités plus haut, sont de préférence mélangés à sec, afin de former des compo sitions sèches qui sont aisément activables par addition d'eau et qui donnent naissance aux joints et mortiers doués des propriétés décrites précédemment.
En général, la quantité d'eau ajoutée aux composi tions sèches pour produire des joints et mortiers amélio- rés peut varier entre environ 11 et 40 % sur la base du poids de la composition sèche, et ceci en fonction de la quantité d'ingrédients modifiants présente.
Habituelle ment, 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 inven tion, ainsi que de la technique améliorée en vue de les appliquer.
<I>Essai préliminaire</I> On a obtenu des valeurs du pouvoir de rétention d'eau de ciment Portland contenant diverses proportions des amidons modifiés décrits ci-avant. Cette propriété a été mesurée en plaçant une couche d'environ 3,2 mm
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du mélange, préalablement amené à l'état de boue par adjonction de la quantité d'eau spécifiée, sur le côté po reux d'un carreau de céramique vitreux de type commer cial standard 181, de forme carrée et mesurant <B>10,8</B> cm X 10,8 cm
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Une mince plaque de verre a été posée sur la couche 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 contractée en pro voquant le déplacement vers le bas de la plaque de verre. Ce déplacement a pu être mesuré exactement au micro scope 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 ta bleau I. La plupart des mortiers secs vendus comme spécialités ont donné, de cette manière, des valeurs de rétention comprises entre 35 et 50, tandis que les joints muraux secs ont donné des valeurs comprises entre 15 et 35.
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Tableau <SEP> I
<tb> Valeurs <SEP> de <SEP> rétention <SEP> d'eau <SEP> pour <SEP> diverses <SEP> combinaisons <SEP> d'amidon <SEP> et <SEP> de <SEP> ciment <SEP> Portland <SEP> gris. <SEP> L'amidon <SEP> est
<tb> exprimé <SEP> en <SEP> % <SEP> du <SEP> mélange <SEP> total. <SEP> L'eau <SEP> est <SEP> exprimée <SEP> en <SEP> o/o <SEP> du <SEP> poids <SEP> de <SEP> mélange <SEP> sec.
<tb> Proportion <SEP> Pouvoir
<tb> Nature <SEP> de <SEP> l'amidon <SEP> Quantité <SEP> Amidon <SEP> d'eau <SEP> nécessaire <SEP> de <SEP> rétention
<tb> Modifié <SEP> à <SEP> l'acide <SEP> prégélifié <SEP> _.
<SEP> 5,0% <SEP> <SEP> Staramic <SEP> 212 M <SEP> 32% <SEP> 28,6
<tb> 2,5% <SEP> <SEP> Staramic <SEP> 212 <SEP> <SEP> 32 <SEP> % <SEP> <B><I>15,1</I></B>
<tb> Amidon <SEP> de <SEP> froment <SEP> modifié <SEP> par <SEP> voie <SEP> chimique <SEP> 5,0% <SEP> <SEP> Ceron <SEP> N <SEP> 1S <SEP> (2) <SEP> <B>30%</B> <SEP> 52,0
<tb> 3,0% <SEP> <SEP> Ceron <SEP> N <SEP> 1S <SEP> <SEP> 31 <SEP> % <SEP> 37,4
<tb> 3,0% <SEP> <SEP> Ceron <SEP> N <SEP> 4S <SEP> <SEP> 25% <SEP> 54,6
<tb> 1,5% <SEP> <SEP> Ceron <SEP> N <SEP> 4S <SEP> <SEP> 25% <SEP> 22,4
<tb> Dextrine <SEP> de <SEP> tapioca <SEP> modifiée <SEP> .. <SEP> <B><I>5,001o</I></B> <SEP> <SEP> Crystal <SEP> Gum <SEP> <B>(</B>3) <SEP> 25()/o <SEP> 45,0
<tb> Dextrine <SEP> de <SEP> blé <SEP> jaune <SEP> <B>.......</B> <SEP> .. <SEP> ...... <SEP> . <SEP> .. <SEP> ........... <SEP> 5,0% <SEP> <SEP> C.P.
<SEP> 8051 <SEP> (3) <SEP> 20% <SEP> <B>91,0</B>
<tb> Dextrine <SEP> blanche <SEP> soluble <SEP> à <SEP> 50 <SEP> 0/0 <SEP> . <SEP> 5,0% <SEP> <SEP> 600 <SEP> Dextrin <SEP> (5) <SEP> <B>25%</B> <SEP> 33,0
<tb> Dextrine <SEP> blanche <SEP> soluble <SEP> à <SEP> 85 <SEP> 0/0 <SEP> .. <SEP> . <SEP> .. <SEP> . <SEP> . <SEP> 5,0% <SEP> <SEP> 653 <SEP> Dextrin <SEP> <SEP> 22% <SEP> 71,0
<tb> Dextrine <SEP> jaune <SEP> soluble <SEP> à <SEP> 95 <SEP> % <SEP> .. <SEP> ..... <SEP> ... <SEP> . <SEP> .... <SEP> ... <SEP> 5,0 <SEP> 0/c. <SEP> <SEP> 700 <SEP> Dextrin <SEP> <SEP> 25% <SEP> 118,0
<tb> Modifié <SEP> à <SEP> l'acide <SEP> et <SEP> prégélifié <SEP> ... <SEP> <B>---- <SEP> -----------</B> <SEP> ............ <SEP> 5,0% <SEP> <SEP> Staramic <SEP> 211 <SEP> <SEP> 38()/o <SEP> 20,0
<tb> Dextrine <SEP> de <SEP> blé <SEP> blanche <SEP> .. <SEP> ... <SEP> ...
<SEP> 5,0% <SEP> <SEP> <B>7071</B> <SEP> Globe <SEP> Dextrin <SEP> !4) <SEP> 21 <SEP> % <SEP> 52,0
<tb> Modifié <SEP> à <SEP> l'acide <SEP> et <SEP> prégélifié <SEP> 5,0% <SEP> B-771 <SEP> Laural <SEP> Brand <SEP> (4) <SEP> 32% <SEP> 21,7 (1) A.E. Staley Mfg Co. (2) Hercules Powder Co.
(3) National Starch and Chemical Corp. (4) Corn Products Co.
(5) Clinton Corn Processing Co. <I>Exemple 1</I> On a préparé le mélange sec ci-après 90,5 % de ciment Portland gris 7,0 % d'amidon modifié à l'acide et prégélifié ( Staramic 212 ) 2,
0 % de résine mélamine-formaldéhyde ( Cymel 405 ) 0,5 % d'un agent tensioactif non ionique à base d'alkylaryl polyéther alcool ( Triton X-120 ) Pour les échantillons vitreux, on a ajouté du sable à ce mélange dans les proportions de 2/l.
De l'eau a en suite été mélangée à raison de 28 parties pour cent des mélanges sans sable et de 18 parties pour cent des mé langes avec sable. La résine Cymel (mélamine-formal- déhyde, American Cyanamid Co.), est incorporée en vue d'insolubiliser quelque peu l'amidon libre restant dans le mortier durci. L'agent tensioactif Triton X-120 (alkylaryl polyéther alcool, Rohm and Haas Co.) a été ajouté pour obtenir un mouillage plus rapide du mélange sec par l'eau.
Ordinairement, les mélanges ami don-ciment semblent sécher après le mélange initial avec de l'eau. L'addition de ces agents tensioactifs permet d'éviter cette action. Ces additifs ont encore un effet sup plémentaire, celui d'augmenter la durée de prise ou la vie en pot des mortiers.
Les consistances des mélanges ci-dessus, avec ou sans sable, étaient telles que les compositions pouvaient être appliquées à la truelle sur un bloc de cendrée sec avec une truelle portant des entailles de 6,3 mm De cette façon, on a formé des nervures<B>de</B> 6,3 mm
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de hau teur et 6,3 mm de largeur. Douze carreaux muraux gla cés non vitreux, mesurant (l0,8 cm X 10,8 cm X 0,63 cm), ont alors
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été mis en adhérence avec le mortier sans sable travaillé à la truelle, en les glissant chacun en place sur une fraction de pouce.
En suite chaque carreau a reçu des battements avec le dos de la truelle afin d'assurer un contact de 100 % avec le mortier. L'eau n'a pas quitté immédiatement 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 satisfaisant, tant pour le mortier au sable que pour le mortier sans sable. L'adhérence des deux montages de carreaux fut entiè rement satisfaisante.
On a préparé vingt éprouvettes pour test de cisaille ment à partir de 40 carreaux de céramique glacés de
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(10,8 cm X 5,4 cm), qui étaient des moitiés de carreaux standards de 4
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(10,8 cmX 10,8 cm) ayant un pouvoir d'absorption d'eau d'environ 13 0/0. On a utilisé une couche de mortier sans sable de l# (0,32 cm) pour le placement. Lors de la préparation des éprou vettes, le long côté (bord fini en usine et ébavuré à la meule) était décalé d'environ (0,63 cm) de sorte que 8 pouces carrés (51,6<I>ce)</I> de
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chaque carreau étaient couverts de mortier.
On laissa durcir les éprouvettes, puis on les soumit au test de cisaillement après 7 jours, 28 jours, et 7 jours à sec suivis de 7 jours d'inhibition d'eau. Le test de cisaillement était réalisé par une charge de compression (1088 kg/mn) appliquée sur le bord dé calé de l'éprouvette placée verticalement.
Le mortier au sable a été employé pour préparer des éprouvettes pour test de cisaillement avec des carreaux vitreux<B>;</B> on a utilisé des carreaux de Z" X 2" (5 cm X 5 cm) en céramique d'argile naturelle ayant un pouvoir d'absorption d'eau d'environ 1,5 0/0. Le mode de préparation de l'éprouvette et la méthode utilisée pour le test étaient semblables à ceux décrits plus haut.
Les résultats des tests au cisaillement pour les deux séries d'éprouvettes sont donnés ci-après (psi = livres anglaises par pouce carré).
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7 <SEP> jours <SEP> 7 <SEP> j. <SEP> et <SEP> 7 <SEP> j. <SEP> eau <SEP> 28 <SEP> jours
<tb> Moyenne <SEP> 4 <SEP> carreaux <SEP> (muraux) <SEP> - <SEP> Pas <SEP> de <SEP> sable <SEP> 10,26 <SEP> kg/ce <SEP> <B>6,61</B> <SEP> kg/cm2 <SEP> 25,87 <SEP> kg/cm? Moyenne <SEP> 4 <SEP> carreaux <SEP> (vit.) <SEP> - <SEP> Sable <SEP> 11,95 <SEP> kg/cm2 <SEP> 2,53 <SEP> kg/cm2 <SEP> 19,
68 <SEP> kg/cm2 <I>Exemple 2</I> On a utilisé 95 % de ciment Portland gris 5 % d'hydroxyalkyl éther d'amidon de froment (K Ceron N 4S - Hercules Powder Co.) pour des tests au cisaillement sur éprouvettes vitreuses et non vitreuses. Dans le cas de carreaux vitreux, le mé- lange a été additionné de sable dans les proportions de 2/1.
On a mélangé 28 parties d'eau pour 100 p. de mor tier sans sable et 16 parties d'eau pour 100 p. de mor tier au sable.
L'essai de résistance au cisaillement a été effectué comme à l'exemple 1, tant pour le mortier sans sable que pour le mortier au sable. Les résultats sont notés ci- après
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<I>Exemple 3</I> On a constitué un mélange de 91,1 % de ciment Portland gris 5,0 % d'amidon modifié à l'acide,
prégélifié ((( Staramic 212 - Staley and Co.) 0,4 % de carbonate de sodium 2,0 % de perlite 0,
5 % d'alcool polyvinylique ((( Gelvatol 200-900 F - Shawinigan Resins Co.) 1,
0 % de diméthylolurée. Ce mélange a été agité avec de l'eau ajoutée à raison de 28 % en poids. Le 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'exem ple 1.
La consistance était telle que la boue pouvait être posée à la truelle sur un bloc de cendrée sec, au moyen d'une truelle portant des entailles de
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(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 mu raux glacés non vitreux, mesurant
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(10,8 cm X<B>10,8</B> cm X 0,63 cm), ont alors été mis en adhérence avec le mortier travaillé à la truelle, en les glissant cha cun en place sur une fraction de pouce.
Ensuite chaque carreau a reçu des battements avec le dos de la truelle afin d'assurer un contact de 100 % avec le mortier. On a laissé ainsi, vraisemblablement, une couche lisse de
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(3,2 mm) de mortier entre les carreaux et les blocs de cendrée.
Ni le bloc de cendrée, ni le carreau n'avait dû être imbibé ou humecté d'une manière quelconque. Au cune précaution spéciale ne s'était avérée nécessaire pour obtenir un durcissement suffisant du mortier, et l'assem- blage était aussi résistant que celui obtenu avec des mortiers dry-set contenant un éiher cellulosique.
<I>Exemple 4</I> On a préparé un mélange sec comprenant 45,55 % de ciment Portland gris 2.5 % d'amidon modifié à l'acide, prégélifié ( Staramic 212 ) 0,
2 % de carbonate de sodium 1,0 ()/o de perlite 0,25 % d'alcool polyvinylique ( Gelvatol 201)-900 F ) <B>0.5</B> (1/o de diméthylolurée 50,
0 % de sable de maçon (0,3 à 1,19 mm).
Ce mélange a été amené à l'état de boue par addi- tion d'eau à raison de 18 % 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. Des céra miques 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 peu après sur le mortier nervuré.
Cet assemblage, comme celui de l'exemple 3, semble être aussi résistant que tous les au tres réalisés avec des matériaux du commerce durcis sant en couche mince.
<I>Exemple 5</I> On a préparé un mélange sec comprenant 93,7 % de ciment Portland gris 5,0 % d'amidon modifié à l'acide prégélifié ( Staramic 212 ) 1,
0 % d'alcool polyvinylique ( Gelvatol 20-90o F ) 0,3 % de carbonate de sodium,
et on l'a amené à l'état de boue par adjonction d'eau à raison de 32 % en poids. Des essais de résistance au cisaillement ont été réalisés avec des carreaux muraux glacés comme décrit à l'exemple 1.
Les résultats sont les suivants
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7 <SEP> jours <SEP> 7 <SEP> j. <SEP> à <SEP> sec <SEP> + <SEP> 7 <SEP> j. <SEP> eau <SEP> 200 <SEP> jours
<tb> 4 <SEP> éprouvettes <SEP> (moyenne) <SEP> 16,31 <SEP> kg/cm2 <SEP> 9,84 <SEP> kg/cm <SEP> 29,73 <SEP> kg/cm- <I>Exemple 6</I> Le mélange sec de l'exemple 6 a été mélangé à 2 parties de sable de maçon sec d'une granulométrie infé rieure à 1,19 mm.
On a ensuite formé une boue par ad- jonction 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 em ployé, comme carreaux, des céramiques en argile natu relle de 2" X 2" (5 cm X 5 cm) avant un pouvoir d'ab sorption d'eau d'environ 1,5 0/0. La méthode de prépa ration et la méthode d'essai sont les mêmes que celles qui ont été décrites à l'exemple 5.
Les résultats sont notés ci-après
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<I>Exemple 7</I> Le mélange sec comprenant 94% de ciment Portland gris 4 % d'éther hydroxyalkyle d'amidon de froment ( Ceron N 1S )
2 % de résine mélamine-formaldéhyde ( Cymel 405 - American Cyanamid) a été amené à l'état de boue au moyen d'eau jusqu'à ob tention d'une consistance convenant pour le test de ré sistance au cisaillement. On a utilisé le procédé décrit à l'exemple 1. En outre, le mélange a été additionné de sable, 1 à 2 parties de sable de maçon (granulométrie in férieure à 1,19 mm).
Les valeurs relatives aux carreaux muraux et aux carreaux vitreux sont reprises ci-après
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7 <SEP> jours <SEP> 7 <SEP> j. <SEP> à <SEP> sec <SEP> + <SEP> 7 <SEP> j. <SEP> eau <SEP> 28 <SEP> jours
<tb> Moyenne <SEP> de <SEP> 4 <SEP> éprouvettes <SEP> de <SEP> carreaux <SEP> muraux
<tb> (sans <SEP> sable) <SEP> 7,87 <SEP> kg/cm2 <SEP> 5,62 <SEP> kg/cm2 <SEP> 19,26 <SEP> kg/cm2
<tb> Moyenne <SEP> de <SEP> 4 <SEP> éprouvettes <SEP> de <SEP> carreaux <SEP> vitreux
<tb> (avec <SEP> sable) <SEP> 5,27 <SEP> kg/cm2 <SEP> 6,89 <SEP> kg/em2 <SEP> 7,03 <SEP> kg/cm2 <I>Exemple 8</I> Le mélange sec comprenant 93,
0 % de ciment Portland gris 5,0 % de dextrine blanche soluble à 85 % ( Clinton Dextrine 653 ) 1,0 % de diméthylolurée 1,
0 % de chlorure de calcium a été amené à l'état de boue par adjonction de 28 % d'eau sur la base du poids de mélange sec. Le mélange se raidit prématurément, vraisemblablement par suite de l'absence d'agent mouillant.
En conséquence, une nou- velle adjonction de 3 % d'eau a été nécessaire pour ob- tenir à nouveau la consistance désirée.
Après 30 minu tes, la composition a été remélangée puis elle a été appli quée à la truelle sur un panneau de gypse vertical, sup porté d'une manière rigide, en employant une truelle à entailles carrées de
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(3,2 mm) avec des plats de
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(3,2 mm), de manière à obtenir une épaisseur moyenne de mortier de
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(1,6 mm). A intervalles de 5 minutes on a pressé sur cette surface de mortier, et tourné d'un angle de 900, un carreau mural glacé standard de
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(10,8 cm X 10,8 cm) (pouvoir d'absorption d'eau d'environ 13 0/0).
On a alors noté le temps dispo nible, c'est-à-dire le temps le plus long après lequel un carreau peut être encore être retenu sur la surface après application du mortier. A 21o C et 50 % d'humidité rela- tive, le temps disponible le plus long pour ce mélange est de 50 minutes, ce qui est tout à fait acceptable.
<I>Exemple 9</I> On a effectué le test suivant en utilisant la même composition que celle de l'exemple 8 mais en laissant au mortier une période d'extinction supplémentaire de 1 heure. Le mortier a été appliqué à la truelle sur la sur face comme décrit à l'exemple 8. Immédiatement après, 10 carreaux décrits à l'exemple 8 ont été pressés sur le mortier en laissant un espace de 3" (7,6 cm) entre cha que carreau. A intervalles de 5 minutes, on a tourné des carreaux successifs à un angle de 901) en les ramenant aussitôt à leur position primitive. Dans cet essai, l'ajus- tabilité du mortier désigne le temps le plus long au bout duquel le carreau reste fixé au mortier.
Pour l'essai à 210 C et 50 % d'humidité relative, l'ajustabilité du mor- tier était de 40 minutes, ce qui est tout à fait acceptable.
<I>Exemple 10</I> La composition sèche comprenant 95 % de ciment Portland gris 5 % d'éther hydroxyalkyle d'amidon de froment ( Ceron N 4S )
a été amenée à l'état de boue à l'aide de 31 % en poids d'eau. Le temps disponible et l'ajustabilité ont été notés pour ce mélange en utilisant les procédés décrits aux exemples 8 et 9. Le temps disponible et l'ajustabilité furent respectivement de 40 et de 50 minutes.
<I>Exemple 11</I> On a employé un mélange sec de 91,3 % de ciment Portland gris 4,0 % de dextrine jaune soluble à 95 0/0 ( Dextrine<B>8051</B> de Corn Products) 1,
0 % de chlorure de calcium 2,0 % d'asbeste 0,5 % d'alkylaryl polyéther alcool ( Triton X-120 ) 1,
2 % de diméthylolurée Une partie de ce mélange sec et deux parties de sable de maçon ont été réunies et amenées à l'état de boue par adjonction d'eau en quantité suffisante pour donner une consistance telle que, après application du produit sur un substrat sec à l'aide d'une truelle à entailles, on obtenait des nervures rigides, non coulantes.
Des essais de résistance au cisaillement ont ensuite été effectués avec les carreaux muraux glacés absorbants et la composition sans sable, comme décrit à l'exemple 1, et avec des céramiques d'argile naturelle de 2" X 2" (5 cm X 5 cm) comme à l'exemple 1.
Les résultats sont présentés ci-dessous
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7 <SEP> jours <SEP> 7 <SEP> j. <SEP> à <SEP> sec <SEP> -I-- <SEP> 7 <SEP> j. <SEP> eau <SEP> 28 <SEP> jours
<tb> Moyenne <SEP> de <SEP> 4 <SEP> éprouvettes <SEP> de <SEP> carreaux <SEP> muraux
<tb> (mortier <SEP> sans <SEP> sable) <SEP> 6,61 <SEP> kg/cm2 <SEP> 3,37 <SEP> kg/em2 <SEP> 9,35 <SEP> kg/cm2
<tb> Moyenne <SEP> de <SEP> 4 <SEP> éprouvettes <SEP> de <SEP> carreaux <SEP> vitreux
<tb> (mortier <SEP> avec <SEP> sable) <SEP> 4,01 <SEP> kg/cm2 <SEP> 2,53 <SEP> kg/cm?- <SEP> 2,
60 <SEP> kg/em2 <I>Exemple 12</I> Le mélange sec comprenant 95 % de plâtre de Paris 5 % d'amidon modifié à l'acide, prégélifié ( Staramic 212 )
a été amené à l'état de boue par adjonction de 40 % en poids d'eau. Une petite section de carreaux muraux en céramique non vitreuse glacée a été jointe (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 jointement, les joints pou vaient être frappés ou nivelés sans être retirés de l'espace entre les carreaux. De même, il était aisé de presser la composition de jontement dans l'intervalle hautement poreux grâce au fait qu'elle restait fluide par suite de la présence d'amidon hydrosoluble.
<I>Exemple 13</I> On a préparé les compositions suivantes a) 94,7 % de ciment Portland gris 5,0% d'amidon modifié à l'acide, prégélifié (( < Staramic 212 ) 0,
3 % de carbonate de sodium b) 94,0% de ciment Portland gris 5,0 % de dextrine 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 fro- ment ( Ceron N 4S ).
Les compositions sèches 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 (c) pouvaient être aisé ment appliqués à la truelle sur un panneau mural en gypse. des blocs de cendrée ou de ciment, des plaques de ciment-asbeste, des blocs de béton coulé ou du plâtre, tous secs. pour former une couche unie et adhérente de mortier, d'une épaisseur de
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(1,27 cm à 0,l6 cm), qui ne cédait pas une quantité appréciable d'eau au support. Des carreaux secs, poreux, non vitreux pou vaient être placés sur cette couche de mortier, sans imbi bition à l'eau préalable.
Après un délai de quelques jours. accordé pour permettre le durcissement, on a ob tenu une couche de mortier dure qui présentait une forte adhérence à la fois vis-à-vis des carreaux et vis-à- vis du support.
Lors de l'emploi des compositions décrites ici pour le placement de carreaux de céramique, on recouvre le substrat d'une couche de mortier préparé comme expli qué plus haut et on presse les carreaux secs dans la cou che. puis on laisse durcir, on obtient une jonction adhé sive dure entre les carreaux et le substrat. L'épaisseur de la couche de mortier utilisée peut varier entre environ
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(0,16 cm) et (1,27 cm). Si on le désire, on peut
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apporter une mince couche de mortier au dos des car reaux avant de poser ceux-ci dans la couche de mortier.
Lors de l'utilisation des compositions décrites comme agent de jointement, les carreaux sont fixés sur le subs trat. par exemple comme indiqué plus haut, en sauvegar dant entre eux l'espacement nécessaire, et les composi tions sont placées par frottement dans les espacements qui séparent les carreaux secs et on laisse durcir ; on forme, entre les carreaux, un joint dur exempt de cra quelure.
Dans la mise en oeuvre des compositions pour mor tiers améliorées faisant l'objet de la présente invention, il peut être désirable d'utiliser une solution aqueuse des dérivés d'amidon mentionnés ici pour la mélanger au ciment hydraulique qui n'a pas été préadditionné des- dits dérivés d'amidon à l'usine.
Ceci ne constituerait pas la méthode préférée mais permettrait d'employer les compositions pour mortiers améliorées avec des ciments hydrauliques qui ne sont pas normalement disponibles sous la forme de prémélanges. De plus, dans le cas où des latex de polymères de base aqueuse doivent être ajoutés, plutôt que de l'eau, au ciment hydraulique, au lieu même de l'utilisation, pour préparer les mortiers, l'incorporation des dérivés d'amidon susdécrits avec le latex peut présenter des avantages. L'exemple suivant constitue une illustration de la technique.
<I>Exemple 14</I> On a préparé les solutions suivantes a) 15 parties en poids d'hydroxyalkyl éther d'ami don de froment ( Ceron N 4S ) 100 parties en poids d'eau b) 15 parties en poids de dextrine jaune (canari) soluble à 95 0/0 ( Dextrine 700 de Clinton) 100 parties en poids d'eau cl 15 parties en poids d'amidon modifié à l'acide, prégélifié ( Staramic 212 ) 100 parties en poids d'eau.
Les solutions d'amidon ont été mélangées à 350 par ties en poids de ciment Portland gris, afin de préparer les mortiers. Les mortiers préparés à partir des com positions (a), (b) et (c) pouvaient être aisément appliqués à la truelle sur un panneau mural en gypse, des blocs de cendrée ou de ciment, des plaques de ciment-asbeste ou du plâtre, tous secs, pour former une couche unie de mortier, d'une épaisseur de
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(1,27 cm à 0,16 cm), qui ne cédait pas une quantité appréciable d'eau au support. Des carreaux secs. poreux, non vitreux, glacés, pouvaient être placés sur cette couche de mortier sans imbibition à l'eau préalable.
Après un délai de quelques jours, accordé pour permettre le durcissement, on a obtenu une couche de mortier dure qui présen tait une forte adhérence à la fois vis-à-vis des carreaux et vis-à-vis du substrat.
Dry composition for mortar The present invention relates to an improved composition for mortars based on hydraulic cement and its particular use for jointing and laying tiles.
The laying of tiles and the erection of the masonry were usually carried out using mortars consisting of Portland cement; in lime and sand, to which water is added in the quantity necessary to obtain good workability and to participate in the hardening or crosslinking action thanks to which the cement forms a gel.
However, the hardening of the cement takes place after an appreciable period of time and the need to retain sufficient water in the mortar to allow the hardening action to proceed to completion presents several serious problems. .
Usual hydraulic cement mortars tend to lose considerable amounts of water, initially by evaporation in the atmosphere, but much more by absorption in the tiles or in the masonry, and if the water loss is too high. , the hardening action is incomplete and the mortar becomes soft and chalky.
To overcome this difficulty with conventional mortars, it is necessary to maintain very humid conditions during the entire tile laying operation, for example by pre-moistening the absorbent tiles in order to prevent the absorption of water in the mortar, by applying large and heavy coats of mortar, usually multiple, to the substrate and maintaining moist ambient conditions throughout the installation.
These laying methods naturally involve the use of large amounts of material and considerable labor for mixing, placing and troweling the substrate as well as handling pre-moistened tiles. In addition, the need to maintain sufficient humidity conditions for the placement of tiles using conventional Portland cement mortars makes their use impossible or impracticable when it comes to plaster substrates or plaster panels. gypsum.
In recent years, mortars with attractive water retention power have been developed and approved by professionals for the installation of ceramic wall coverings and floor tiles. In fact, it is reasonably estimated that these water-retaining mortars constituted a proportion of 30% of all mortars used in 1962.
in the United States for the installation of ceramic tiles. These new mortars generally contain small percentages (for example 0.5 to 2.0 01%) of compounds belonging to the family of water-soluble cellulose ethers such as methylcellulose or hydroxyethylcellulose as the main retention additive. water.
Despite the apparent advantages obtained thanks to the development of mortars containing a cellulose ether, endowed with water retention capacity, it has been observed that certain drawbacks are associated with them, in particular: (1) the cost of the additive; (2) the. need to regulate the mixing operation quite closely as a result of the large variations in the water retention capacity which were observed as a function of slight modifications in the quantity of additives used, this phenomenon being particularly important due to the fact that the only very small percentages of cellulose ether are added relative to the large amounts of cement powder;
(3) gelation at elevated temperatures, which limits the time available for application; (4) the increase in the setting time of the cement.
The great commercial success and the wide reception that dry cements have met as adhesives for porous materials or for water-absorbent materials, have led to intensive research in many laboratories with a view to discovering a replacement product. Cement of the cellulose ether based additive, less expensive and more effective than this. Research has however been unsuccessful, although it is well known that all kinds of glues, caseins, gummies. agars. gelatins, pectins and soluble polymers have been tried as a water retention agent. All of these substances thicken the water so that the capillaries of the porous masonry do not absorb the treated water.
However, they do not work well with Portland cement due to: (1) the low degree of water retention, (2) their reactivity with the constituents of the cement and / or (3) the sensitivity to water. water hardened cement.
The compositions of this invention are especially suitable for laying and grouting vitreous and non-vitreous ceramic tiles. They harden appropriately and easily produce strong bonds, even at high temperatures. They provide good bonds between ceramic tile and a wide variety of substrates such as masonry, concrete gypsum board and many other types of surfaces, under various application conditions.
The compositions can also set in thin layers, that is, they can be employed for the application in dry atmospheres of much thinner layers than those required when using hydraulic cement mortars. usual.
It has been found that the above objects can be achieved by a dry composition which can be mixed with water and which comprises hydraulic cement as the main ingredient and water-soluble, nonionic, gelled starch, hydroxyalkyl ethers of. friend don nonionic water soluble, or nonionic water soluble dextrin. Preferably, the nonionic starches have a solubility in water, at 250 ° C, of at least 0.05 g / cm3 and, more preferably, at least 0.4 µP- / cm-3. For best results, modified starches having a solubility in water at 25 ° C of 0.45 to 4 g / cm3 or more can be employed.
Starch is a natural, high-polymer carbohydrate made up of glucopyranose units linked together by α-glucosic bonds. Indus trially, it is extracted from cereal seeds (wheat, sor gho, wheat, rice), roots and tubers (potato, manioc or tapioca, arrowroot) and sago palm. The approximate formula is (C @ H1.05) n where (n) is probably greater than 1000.
The friend comes in the form of white granules, usually consisting of a linear polymer (amylose) and a branched polymer (amylopectin). Granules are organized mixtures of the two types of oriented and networked polymers, like crystals, such that they are insoluble in cold water and are relatively resistant to the action of natural hydrolysis agents such as enzymes.
Insoluble or normal starch is modified as described below so as to produce starches, which are soluble or soluble in cold water, suitable for carrying out the present invention.
<I> Starches - acid modified - </I> pregelled If starch is gelled (cooked) and then dried on heated rollers or drums, the dry matter swells and becomes viscous when it comes in contact with it again. some water. In the trade, starch thus modified is called pregelled starch; it is suitable for carrying out the present invention.
With some types of starches, in addition to the pre-gelling described above, it may be necessary to produce further degradation of the molecular structure to provide solubility in cold water. This additional degradation can be carried out by modification by means of an acid, to give the products known in the industry under the names of thin boiling> starches or fluidity.
The role of the acid treatment is to break certain molecular chains of starch by hydrolysis, thus making the starch chains more subject to the pre-gelling which was discussed above.
Commercial starches, pregelled after acid treatment, are sold in particular under the trademark Staramic Starch 200 Series; they are products preferably employed for carrying out the present invention. Hydroxyalkyl ethers of starch Water soluble hydroxyalkyl ethers of starch constitute a second class of products preferably employed for carrying out the invention.
The water solubility of such starch derivatives can be ensured by taking care of the degree of substitution based on the anhydroglucose unit and depending on the. length of the alkyl group.
Water-soluble grades suitable for carrying out the invention generally contain more than 0.1 molecules (on average) of alkyl group per unit of anhydroglucose.
At least two methods are known for producing such substances. In the first of these processes, covered by United States Patent Nos. 2802000,, <B> 2516634 </B> and 2773238, starch is reacted with gaseous ethylene oxide at temperatures from 43 to 710 C, under an effective pressure of 0.35-1.05 kg / cm2.
The second applicable process is the hydroxyalkylation of starch in lower aliphatic alcohols, described in United States Patent No. 2845417. According to this patent, the hydroxyalkylating agents, for example, are reacted. ethylene oxide, propylene oxide or ethylenic chlorohydrin, with very dense suspensions of strongly alkaline starch in commercial methanol, ethanol or isopropanol.
Substitutions of 0.75 to 1.0 alkyl groups per anhydroglucose unit are readily obtained without any pronounced swelling of the product occurring.
Ceron <B> N, </B> from Hercules Powder Co, which consists of a hydroxyalkyl ether of wheat starch, is an example of this type of modified starch which is particularly suitable for carrying out the invention. <I> Dextrin </I> Dextrins are produced by heat treatment of dry starch alone or in the presence of an acid. The properties obtained, which result from the degradation and recombination reactions, vary depending on the treatment. Most of the products have a viscosity between low and intermediate values, good gel stability and partial or total solubility in cold water.
Although water-dextrin systems are considered to be colloidal dispersions, it is common practice to think of them as solutions. The high conversion dextrins contain large amounts of materials which are soluble in water in the usual sense.
Three types of chemical transformations predominate in the conversion of starch to dextrin: (1) hydrolysis of glucose bonds, which reduces the size of molecules, (2) rearrangement of molecules by breaking and reformation of glucose- bonds. glucose leading to more pronounced branching, (3) repolymerization of small fragments into larger molecules as a result of the catalytic action of the elevated temperature and the acid.
These transformations are essentially regulated by the duration of the conversion, the temperature and the amount of acid used. The choice of these variables depends on the type of dextrin obtained. Three types are commercially available: white dextrin, yellow dextrin and British gum (British gum).
British gums are obtained by heating starch by simply adjusting the pH value, while white and yellow dextrins are products obtained by partial hydrolysis combined with heating. Yellow dextrins (canary) are products that have undergone a higher conversion than white dextrin;
their solubility in water is greater than 85% and generally even exceeds 90%. The solubility of white dextrins ranges from 5 to 90%, although the viscosity of solutions is usually higher than those found in the case of yellow dextrins.
It is evident that a particular dextrin is at best suitable for the use contemplated herein that it is more soluble.
Besides the solubility in water, another essential property which the modified starches to be used must exhibit is their nonionic character. Starches containing functional groups such as carboxyl, sulfonate or sulfate groups in the form of sodium or ammonium salts have a high affinity for water which results in very viscous, clear and non-gelling dispersions. However, due to the high ionic concentration and the high pH of Portland cement, the ionic starches are incompatible and lead to gelation of the mortar suspension or to floatation. This latter effect is due to the precipitation of starch.
It has been found that the modified starch-containing mortars in accordance with the present invention only require surprisingly small amounts of water to provide workability viscosities. Since the excess of water over what is needed to achieve the hydration of Portland cement is usually lost by evaporation and contributes to undesirable contraction, having to use only a small amount of water is an unexpected advantage.
Although a great one. A variety of hydraulic cements can be used, the best results are obtained with Portland cement, and this is preferred. The amount of cement present in the compositions can vary between 24 and 97% by weight.
The amount of starch derivatives may vary between 3 and 20% based on the weight of hydraulic cement in the composition, and preferably between 4 and 10% of the weight of hydraulic cement.
To obtain a faster wetting of the dry mixture, one can use nonionic wetting agents such as an alkylaryl-polyether-alcohol, and alkali metal carbonates, for example sodium carbonate and potassium carbonate,
added in amounts varying between 5 and 15% based on the weight of starch derivative present in the composition.
Inert aggregates, such as sand and limestone. may be, and generally are, incorporated into the claimed compositions for purposes of economy, contraction reduction, or for other reasons. Fillers such as perlite, talc, pyrophyllite, various clays, diatomaceous earth, and pigments such as titanium dioxide, zinc oxide, aluminum oxide, powdered barites and the like can also be used.
The amount of fillers, aggregate and pigments incorporated in the compositions can vary and reach up to 400% of the weight of hydraulic cement, but is preferably between about 10 and 75% of the weight of dry composition for mortar.
For example, when sand is used, it is preferably introduced in proportions of up to 75%, more especially from 10 to 75%, by weight of the dry composition, while when limestone is used, it is preferably introduced in proportions ranging up to 45%, more especially from 10 to 45%, by weight of the dry composition.
If desired, the compositions may also include other polymeric additives, for example dimethylolurea or melamine-formaldehyde resins, polyvinyl alcohol and the like, for the purpose of insolubilizing the starch in the cement. hardened and for other reasons.
Optionally, additions of alkaline earth metal halides, such as alkaline earth metal chlorides, iodides, bromides and fluorides, for example of calcium, magnesium, strontium and barium can be made, including mixtures such salts, in order to increase the rate of gelation following a technique well known to those skilled in the art.
When the compositions are to be used for placing tiles on vertical surfaces, it is desirable to incorporate therein asbestos fibers in amounts less than about 5% based on the weight of hydraulic cement.
For the preparation of the compositions, the hydraulic cement and the starch derivatives, mentioned here, with or without the additional ingredients mentioned above, are preferably dry mixed, in order to form dry compositions which are easily activated by addition. of water and which give rise to joints and mortars endowed with the properties described above.
In general, the amount of water added to dry compositions to produce improved joints and mortars can vary from about 11 to 40% based on the weight of the dry composition, depending on the amount of ingredients. modifiers present.
Usually, the amount of water added will be between 18 and 35% of the weight of the dry composition.
Examples of improved mortar compositions according to the present invention, as well as of the improved technique for applying them, are given below.
<I> Preliminary test </I> Values were obtained for the water retention capacity of Portland cement containing various proportions of the modified starches described above. This property was measured by placing a layer of approximately 3.2 mm
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of the mixture, previously brought to the state of sludge by adding the specified quantity of water, to the porous side of a vitreous ceramic tile of standard commercial type 181, of square shape and measuring <B> 10, 8 </B> cm X 10.8 cm
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A thin glass plate was placed on the layer of mortar and the whole was placed under the lens of a microscope.
As a result of the water leaving by displacement in the porous part of the tile, the layer of mortar contracted causing the downward displacement of the glass plate. This displacement could be measured exactly under the microscope and plotted on a graph as a function of the square root of time. The slope of the line, divided by 1000, gave the retention values shown in Table I. Most of the dry mortars sold as specialties gave, in this way, retention values between 35 and 50, while the Dry wall joints gave values between 15 and 35.
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Table <SEP> I
<tb> <SEP> values of <SEP> water <SEP> retention <SEP> for <SEP> various <SEP> combinations <SEP> of starch <SEP> and <SEP> of <SEP> cement <SEP > Portland <SEP> gray. <SEP> Starch <SEP> is
<tb> expressed <SEP> in <SEP>% <SEP> of the <SEP> mixture <SEP> total. <SEP> Water <SEP> is <SEP> expressed <SEP> in <SEP> o / o <SEP> of <SEP> weight <SEP> of <SEP> mixture <SEP> sec.
<tb> Proportion <SEP> Power
<tb> Nature <SEP> of <SEP> starch <SEP> Quantity <SEP> Starch <SEP> of water <SEP> required <SEP> of <SEP> retention
<tb> Changed <SEP> to <SEP> acid <SEP> pre-gelled <SEP> _.
<SEP> 5.0% <SEP> <SEP> Staramic <SEP> 212 M <SEP> 32% <SEP> 28.6
<tb> 2.5% <SEP> <SEP> Staramic <SEP> 212 <SEP> <SEP> 32 <SEP>% <SEP> <B><I>15,1</I> </B>
<tb> Starch <SEP> of <SEP> wheat <SEP> modified <SEP> by <SEP> chemical <SEP> route <SEP> 5.0% <SEP> <SEP> Ceron <SEP> N <SEP> 1S <SEP> (2) <SEP> <B> 30% </B> <SEP> 52.0
<tb> 3.0% <SEP> <SEP> Ceron <SEP> N <SEP> 1S <SEP> <SEP> 31 <SEP>% <SEP> 37.4
<tb> 3.0% <SEP> <SEP> Ceron <SEP> N <SEP> 4S <SEP> <SEP> 25% <SEP> 54.6
<tb> 1.5% <SEP> <SEP> Ceron <SEP> N <SEP> 4S <SEP> <SEP> 25% <SEP> 22.4
<tb> <SEP> tapioca <SEP> dextrin <SEP> modified <SEP> .. <SEP> <B><I>5,001o</I> </B> <SEP> <SEP> Crystal <SEP> Gum <SEP> <B> (</B> 3) <SEP> 25 () / o <SEP> 45.0
<tb> <SEP> wheat <SEP> yellow <SEP> dextrin <SEP> <B> ....... </B> <SEP> .. <SEP> ...... <SEP> . <SEP> .. <SEP> ........... <SEP> 5.0% <SEP> <SEP> C.P.
<SEP> 8051 <SEP> (3) <SEP> 20% <SEP> <B> 91.0 </B>
<tb> White <SEP> dextrin <SEP> soluble <SEP> to <SEP> 50 <SEP> 0/0 <SEP>. <SEP> 5.0% <SEP> <SEP> 600 <SEP> Dextrin <SEP> (5) <SEP> <B> 25% </B> <SEP> 33.0
<tb> White <SEP> dextrin <SEP> soluble <SEP> to <SEP> 85 <SEP> 0/0 <SEP> .. <SEP>. <SEP> .. <SEP>. <SEP>. <SEP> 5.0% <SEP> <SEP> 653 <SEP> Dextrin <SEP> <SEP> 22% <SEP> 71.0
<tb> Dextrin <SEP> yellow <SEP> soluble <SEP> to <SEP> 95 <SEP>% <SEP> .. <SEP> ..... <SEP> ... <SEP>. <SEP> .... <SEP> ... <SEP> 5.0 <SEP> 0 / c. <SEP> <SEP> 700 <SEP> Dextrin <SEP> <SEP> 25% <SEP> 118.0
<tb> Changed <SEP> to <SEP> acid <SEP> and <SEP> pre-gelled <SEP> ... <SEP> <B> ---- <SEP> --------- - </B> <SEP> ............ <SEP> 5.0% <SEP> <SEP> Staramic <SEP> 211 <SEP> <SEP> 38 () / o <SEP> 20.0
<tb> White <SEP> wheat <SEP> deextrin <SEP> <SEP> .. <SEP> ... <SEP> ...
<SEP> 5.0% <SEP> <SEP> <B> 7071 </B> <SEP> Globe <SEP> Dextrin <SEP>! 4) <SEP> 21 <SEP>% <SEP> 52.0
<tb> Changed <SEP> to <SEP> acid <SEP> and <SEP> pre-gelled <SEP> 5.0% <SEP> B-771 <SEP> Laural <SEP> Brand <SEP> (4) < SEP> 32% <SEP> 21.7 (1) AE Staley Mfg Co. (2) Hercules Powder Co.
(3) National Starch and Chemical Corp. (4) Corn Products Co.
(5) Clinton Corn Processing Co. <I> Example 1 </I> The following dry mix was prepared 90.5% gray Portland cement 7.0% acid-modified and pregelled starch (Staramic 212) 2,
0% melamine-formaldehyde resin (Cymel 405) 0.5% nonionic surfactant based on alkylaryl polyether alcohol (Triton X-120) For the glassy samples, sand was added to this mixture in the proportions of 2 / l.
Water was then mixed in 28 parts percent of the sandless mixtures and 18 parts percent of the sand mixtures. Cymel resin (melamine-formaldehyde, American Cyanamid Co.), is incorporated in order to insolubilize somewhat the free starch remaining in the hardened mortar. Triton X-120 surfactant (alkylaryl polyether alcohol, Rohm and Haas Co.) was added to achieve faster wetting of the dry mixture with water.
Usually, friend-cement mixtures appear to dry after initial mixing with water. The addition of these surfactants makes it possible to avoid this action. These additives have a further effect, that of increasing the setting time or pot life of the mortars.
The consistencies of the above mixtures, with or without sand, were such that the compositions could be applied with a trowel on a block of dry ash with a trowel bearing 6.3 mm notches. In this way, ribs were formed. <B> of </B> 6.3 mm
EMI0004.0067
high and 6.3 mm wide. Twelve non-glassy glazed wall tiles, measuring (l0.8 cm X 10.8 cm X 0.63 cm), were then
EMI0004.0070
bonded to the unsanded mortar worked with the trowel, sliding them each into place a fraction of an inch.
Each tile was then beaten with the back of the trowel to ensure 100% contact with the mortar. The water did not immediately leave the mortar thus worked, but rather gave the mortar a fresh and spongy appearance, and the tile could be bonded for a surprisingly long time. The tile was not soaked before it was placed.
2 "X 2" (5 cm X 5 cm) natural clay ceramics, mounted on a 1 foot X 2 foot (30 cm X 60 cm) sheet of paper, were applied to the sand mortar placed at the bottom. trowel.
In no case has the block of ash been soaked or moistened in any way before being coated with mortar. No special precautions have to be taken to ensure satisfactory hardening of both sand mortar and unsanded mortar. The adhesion of the two sets of tiles was entirely satisfactory.
Twenty specimens were prepared for shear testing from 40 glazed ceramic tiles of
EMI0005.0001
(10.8cm X 5.4cm), which were standard tile halves of 4
EMI0005.0002
(10.8 cmX 10.8 cm) having a water absorbing power of about 13 0/0. A layer of 1 # (0.32 cm) unsanded mortar was used for placement. When preparing the specimens, the long side (factory finished edge and grind deburred) was offset by approximately (0.63 cm) so that 8 square inches (51.6 <I> cc) </ I> of
EMI0005.0006
each tile was covered with mortar.
The specimens were allowed to harden, then subjected to the shear test after 7 days, 28 days, and 7 days dry followed by 7 days of water inhibition. The shear test was performed by a compressive load (1088 kg / min) applied to the offset edge of the specimen placed vertically.
Sand mortar was used to prepare specimens for shear test with vitreous tiles <B>; </B> Z "X 2" (5 cm X 5 cm) ceramic clay tiles were used natural having a water absorption capacity of about 1.5%. The specimen preparation mode and the test method were similar to those described above.
The results of the shear tests for the two sets of test pieces are given below (psi = English pounds per square inch).
EMI0005.0010
7 <SEP> days <SEP> 7 <SEP> j. <SEP> and <SEP> 7 <SEP> j. <SEP> water <SEP> 28 <SEP> days
<tb> Average <SEP> 4 <SEP> tiles <SEP> (wall) <SEP> - <SEP> No <SEP> of <SEP> sand <SEP> 10.26 <SEP> kg / ce <SEP> < B> 6.61 </B> <SEP> kg / cm2 <SEP> 25.87 <SEP> kg / cm? Average <SEP> 4 <SEP> tiles <SEP> (speed) <SEP> - <SEP> Sand <SEP> 11.95 <SEP> kg / cm2 <SEP> 2.53 <SEP> kg / cm2 <SEP > 19,
68 <SEP> kg / cm2 <I> Example 2 </I> 95% gray Portland cement 5% hydroxyalkyl ether of wheat starch (K Ceron N 4S - Hercules Powder Co.) was used for tests. shear on glassy and non-glassy specimens. In the case of vitreous tiles, the mixture was added with sand in the proportions of 2/1.
28 parts of water per 100% were mixed. of mor tier without sand and 16 parts water per 100 per cent. from mor tier to sand.
The shear strength test was carried out as in Example 1, both for the sandless mortar and for the sand mortar. The results are noted below
EMI0005.0028
<I> Example 3 </I> A mixture of 91.1% gray Portland cement 5.0% of acid modified starch was formed,
pregelled (((Staramic 212 - Staley and Co.) 0.4% sodium carbonate 2.0% perlite 0,
5% polyvinyl alcohol (((Gelvatol 200-900 F - Shawinigan Resins Co.) 1,
0% dimethylolurea. This mixture was stirred with water added at 28% by weight. Sodium carbonate was included in this formulation as a wetting agent and it performs the same function as Triton X-120 in Example 1.
The consistency was such that the mud could be placed with a trowel on a block of dry ash, by means of a trowel with notches of
EMI0005.0078
(6.3 mm). In this way, ribs 6.3 mm high and 6.3 mm wide were formed. Twelve glazed wall tiles, non-vitreous, measuring
EMI0005.0079
(10.8 cm X <B> 10.8 </B> cm X 0.63 cm), were then bonded with the troweled mortar, sliding them each into place over a fraction of an inch .
Then each tile was beaten with the back of the trowel to ensure 100% contact with the mortar. Presumably, a smooth layer of
EMI0005.0091
(3.2 mm) of mortar between the tiles and the ash blocks.
Neither the block of ash nor the tile should have been soaked or moistened in any way. However, no special precautions were necessary to achieve sufficient hardening of the mortar, and the bond was as strong as that obtained with dry-set mortars containing cellulose-containing ether.
<I> Example 4 </I> A dry mixture was prepared comprising 45.55% gray Portland cement 2.5% acid-modified starch, pregelled (Staramic 212) 0,
2% sodium carbonate 1.0 () / o perlite 0.25% polyvinyl alcohol (Gelvatol 201) -900 F) <B> 0.5 </B> (1 / o dimethylolurea 50,
0% masonry sand (0.3 to 1.19 mm).
This mixture was brought to a slurry state by adding water in an amount of 18% by weight. This slurry was applied with a 6.3 mm notched trowel on a block of ash, to an outer face. 2 "X 2" (5 cm X 5 cm) natural clay ceramics, mounted on a 1 foot X 2 foot (30 cm X 60 cm) sheet of paper, were applied shortly thereafter to the ribbed mortar.
This assembly, like that of Example 3, appears to be as strong as all the others made with thin-film hardened commercial materials.
<I> Example 5 </I> A dry mixture was prepared comprising 93.7% gray Portland cement 5.0% pregelled acid-modified starch (Staramic 212) 1,
0% polyvinyl alcohol (Gelvatol 20-90o F) 0.3% sodium carbonate,
and brought to the state of sludge by adding water in an amount of 32% by weight. Shear strength tests were carried out with glazed wall tiles as described in Example 1.
The results are as follows
EMI0006.0096
7 <SEP> days <SEP> 7 <SEP> j. <SEP> to <SEP> sec <SEP> + <SEP> 7 <SEP> j. <SEP> water <SEP> 200 <SEP> days
<tb> 4 <SEP> test pieces <SEP> (average) <SEP> 16.31 <SEP> kg / cm2 <SEP> 9.84 <SEP> kg / cm <SEP> 29.73 <SEP> kg / cm - <I> Example 6 </I> The dry mixture of Example 6 was mixed with 2 parts of dry masonry sand with a particle size smaller than 1.19 mm.
A slurry was then formed by adding 20% by weight of water. The mortar obtained was used to prepare test specimens for the shear strength tests of vitreous tiles. 2 "X 2" (5 cm X 5 cm) natural clay ceramics were used as tiles with a water absorption capacity of about 1.5%. The preparation method and the test method are the same as those described in Example 5.
The results are noted below
EMI0006.0107
<I> Example 7 </I> The dry mixture comprising 94% gray Portland cement 4% hydroxyalkyl ether of wheat starch (Ceron N 1S)
2% melamine-formaldehyde resin (Cymel 405 - American Cyanamid) was made sludge by means of water until a consistency was obtained for the shear strength test. The method described in Example 1 was used. In addition, the mixture was added with sand, 1 to 2 parts of mason's sand (particle size smaller than 1.19 mm).
The values for wall tiles and vitreous tiles are given below.
EMI0006.0129
7 <SEP> days <SEP> 7 <SEP> j. <SEP> to <SEP> sec <SEP> + <SEP> 7 <SEP> j. <SEP> water <SEP> 28 <SEP> days
<tb> Average <SEP> of <SEP> 4 <SEP> specimens <SEP> of <SEP> wall tiles <SEP>
<tb> (without <SEP> sand) <SEP> 7.87 <SEP> kg / cm2 <SEP> 5.62 <SEP> kg / cm2 <SEP> 19.26 <SEP> kg / cm2
<tb> Average <SEP> of <SEP> 4 <SEP> specimens <SEP> of <SEP> glassy <SEP> tiles
<tb> (with <SEP> sand) <SEP> 5.27 <SEP> kg / cm2 <SEP> 6.89 <SEP> kg / em2 <SEP> 7.03 <SEP> kg / cm2 <I> Example 8 </I> The dry mixture comprising 93,
0% gray Portland cement 5.0% 85% soluble white dextrin (Clinton Dextrin 653) 1.0% dimethylolurea 1,
0% calcium chloride was made sludge by adding 28% water based on the weight of dry mixture. The mixture stiffens prematurely, presumably due to the absence of a wetting agent.
As a result, a further addition of 3% water was necessary to again achieve the desired consistency.
After 30 minutes, the composition was re-mixed and then it was applied with a trowel on a vertical gypsum board, supported in a rigid manner, using a trowel with square notches of.
EMI0007.0023
(3.2 mm) with flats of
EMI0007.0024
(3.2 mm), so as to obtain an average mortar thickness of
EMI0007.0025
(1.6 mm). At 5 minute intervals this mortar surface was pressed, and turned at an angle of 900, a standard glazed wall tile of
EMI0007.0026
(10.8 cm X 10.8 cm) (water absorption power about 13 0/0).
The time available was then noted, that is to say the longest time after which a tile can still be retained on the surface after application of the mortar. At 21o C and 50% relative humidity, the longest time available for this mixture is 50 minutes, which is quite acceptable.
<I> Example 9 </I> The following test was carried out using the same composition as that of Example 8 but leaving the mortar an additional extinction period of 1 hour. The mortar was applied with a trowel on the surface as described in Example 8. Immediately after, 10 tiles described in Example 8 were pressed onto the mortar leaving a gap of 3 "(7.6 cm). between each tile. At 5-minute intervals, successive tiles were rotated at an angle of 901), returning them immediately to their original position. In this test, the adjustability of the mortar refers to the longest time in the field. end of which the tile remains fixed to the mortar.
For the test at 210 ° C and 50% relative humidity, the adjustability of the mortar was 40 minutes, which is quite acceptable.
<I> Example 10 </I> The dry composition comprising 95% gray Portland cement 5% hydroxyalkyl ether of wheat starch (Ceron N 4S)
was made a slurry using 31% by weight of water. The available time and adjustability were recorded for this mixture using the methods described in Examples 8 and 9. The available time and adjustability were 40 and 50 minutes, respectively.
<I> Example 11 </I> A dry mixture of 91.3% gray Portland cement 4.0% yellow dextrin soluble to 95% (Dextrin <B> 8051 </B> from Corn Products) was used. ) 1,
0% calcium chloride 2.0% asbestos 0.5% alkylaryl polyether alcohol (Triton X-120) 1,
2% of dimethylolurea One part of this dry mixture and two parts of mason's sand were combined and brought to the state of mud by adding water in sufficient quantity to give a consistency such that, after application of the product on a substrate dry with a notched trowel, rigid, non-sagging ribs were obtained.
Shear strength tests were then performed with the absorbent glazed wall tiles and the sand-free composition, as described in Example 1, and with 2 "X 2" (5cm X 5cm) natural clay ceramics. ) as in example 1.
The results are shown below
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7 <SEP> days <SEP> 7 <SEP> j. <SEP> to <SEP> sec <SEP> -I-- <SEP> 7 <SEP> j. <SEP> water <SEP> 28 <SEP> days
<tb> Average <SEP> of <SEP> 4 <SEP> specimens <SEP> of <SEP> wall tiles <SEP>
<tb> (mortar <SEP> without <SEP> sand) <SEP> 6.61 <SEP> kg / cm2 <SEP> 3.37 <SEP> kg / em2 <SEP> 9.35 <SEP> kg / cm2
<tb> Average <SEP> of <SEP> 4 <SEP> specimens <SEP> of <SEP> glassy <SEP> tiles
<tb> (mortar <SEP> with <SEP> sand) <SEP> 4.01 <SEP> kg / cm2 <SEP> 2.53 <SEP> kg / cm? - <SEP> 2,
60 <SEP> kg / em2 <I> Example 12 </I> The dry mixture comprising 95% plaster of Paris 5% acid-modified starch, pregelled (Staramic 212)
was made sludge by adding 40% by weight of water. A small section of glazed non-glazed ceramic wall tile was joined (gobet) by means of the mud. An examination the next day showed that the junction was exceptionally hard.
During the jointing operation, the joints could be hit or leveled without being removed from the space between the tiles. Likewise, it was easy to squeeze the packing composition in the highly porous gap due to the fact that it remained fluid due to the presence of water soluble starch.
<I> Example 13 </I> The following compositions were prepared a) 94.7% gray Portland cement 5.0% acid-modified starch, pregelled ((<Staramic 212) 0,
3% sodium carbonate b) 94.0% gray Portland cement 5.0% 85% soluble white dextrin (Clinton 653 dextrin) 1,
0% dimethylolurea c) 95.0% gray Portland cement 5.0% hydroxyalkyl ether of fruity starch (Ceron N 4S).
The dry compositions were brought to the state of slurry by adding 28 to 30% by weight of water, in order to prepare the mortars.
All the mortars prepared from compositions (a), (b) and (c) could be easily applied with a trowel to a gypsum wall panel. blocks of ash or cement, cement-asbestos slabs, poured concrete blocks or plaster, all dry. to form an even and adherent layer of mortar, with a thickness of
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(1.27 cm to 0.16 cm), which did not yield an appreciable amount of water to the support. Dry, porous, non-vitreous tiles could be placed on this layer of mortar, without prior water imbibition.
After a few days. Granted to allow hardening, a hard mortar layer was obtained which exhibited strong adhesion to both the tiles and the substrate.
When using the compositions described herein for placing ceramic tiles, the substrate is covered with a layer of mortar prepared as explained above and the dry tiles are pressed into the layer. then it is allowed to harden, a hard adhesive junction is obtained between the tiles and the substrate. The thickness of the mortar layer used can vary between approximately
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(0.16cm) and (1.27cm). If we want, we can
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apply a thin layer of mortar to the back of the tiles before laying them in the layer of mortar.
When using the compositions described as a jointing agent, the tiles are fixed to the substrate. for example as indicated above, by saving the necessary spacing between them, and the compositions are placed by friction in the spaces which separate the dry tiles and allowed to harden; a hard joint free from cracking is formed between the tiles.
In carrying out the improved mor-third compositions forming the subject of the present invention, it may be desirable to use an aqueous solution of the starch derivatives mentioned herein for mixing it with hydraulic cement which has not been pre-added. said factory starch derivatives.
This would not be the preferred method but would allow the use of the improved mortar compositions with hydraulic cements which are not normally available as premixes. In addition, in the event that water-based polymer latexes are to be added, rather than water, to the hydraulic cement, at the actual place of use, to prepare the mortars, the incorporation of the starch derivatives above with latex may have advantages. The following example is an illustration of the technique.
<I> Example 14 </I> The following solutions were prepared a) 15 parts by weight of hydroxyalkyl ether of wheat starter (Ceron N 4S) 100 parts by weight of water b) 15 parts by weight of 95% soluble yellow dextrin (canary) (Clinton's dextrin 700) 100 parts by weight of water cl 15 parts by weight of acid-modified starch, pregelled (Staramic 212) 100 parts by weight of water .
The starch solutions were mixed with 350 parts by weight of gray Portland cement, to prepare the mortars. Mortars prepared from com positions (a), (b) and (c) could be easily applied with a trowel to gypsum wallboard, ash or cement blocks, cement-asbestos board or plaster. , all dry, to form an even layer of mortar,
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(1.27 cm to 0.16 cm), which did not yield an appreciable amount of water to the support. Dry tiles. porous, non-vitreous, glazed, could be placed on this layer of mortar without prior imbibition with water.
After a period of a few days, allowed to allow hardening, a hard mortar layer was obtained which exhibited strong adhesion both to the tiles and to the substrate.