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.