DE1571449A1

DE1571449A1 - Mortars

Info

Publication number: DE1571449A1
Application number: DE19661571449
Authority: DE
Inventors: Kaback Stuart M Roselle Park; Roman Slysh
Original assignee: Exxon Research and Engineering Co; Esso Research and Engineering Co
Current assignee: ExxonMobil Technology and Engineering Co
Priority date: 1965-04-14
Filing date: 1966-03-23
Publication date: 1970-12-10
Also published as: ES324429A1; BE679511A; GB1121454A; NL6603806A

Description

Esso Res. and Eng. Co,Esso Res. And Eng. Co,

Beschreibungdescription

Esso Research and Engineering Company Elizabeth, New Jersey, V.St.A.Esso Research and Engineering Company Elizabeth, New Jersey, V.St.A.

MörtelmassenMortars

PUr diese Anmeldung wird die Priorität vom 14.April I965 aus der amerikanischen Patentanmeldung Ser.No. 448 174 in Anspruch genommen.For this application, the priority will be from April 14, 1965 from the American patent application Ser.No. 448 174 claimed.

Die vorliegende Erfindung betrifft :Mörtelmassen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine verbesserte Mörtelmasse mit einem geringen Gehalt an Methylcellulose, Ganz besonders betrifft die Erfindung eine Mörtelmasse mit einem Gehalt an Methylcellulose zur Verwendung bei Bauteilen, die einen organischen Bestandteil enthalten, beispielsweise Bauelementen aus einem Gemisch aus Asphalt und Boden, das wärmegebunden wurde, wobei die Natur des Asphalts verändert wurde. The present invention relates to: mortar compositions. In particular, the present invention relates to an improved mortar compound with a low content of methyl cellulose. The invention particularly relates to a mortar compound with a content of methyl cellulose for use in components that contain an organic component, for example components made of a mixture of asphalt and soil, which is thermally bonded changing the nature of the asphalt .

Ee ist ein Problem in der Technik, dass die bekannten Mörtel keine wirksamen Bindemittel für Bauelemente sind, die einen It is a problem in the art that the known mortars are not effective binders for building elements that have a

009850/0009850/0

- 1 - BAD ORIGINAL- 1 - ORIGINAL BATHROOM

142 ff142 ff

157H49 I 157H49 I.

hohen Prozentsatz an organischem mit Wasser unverträglichem Material enthalten. Bauelemente mit einem Gehalt von nur 3 oder 4 Gew.# Asphaltmaterial sind so wasserabstossend, dass sie die Bindekraft von normalen Üblichen Mörteln stark herabsetzen. Die üblichen Mörtel werden natürlich im allgemeinen mit Wasser vermischt. Mörtel, bei denen organische Lösungsmittel verwendet werden, sind recht teuer und werden im Baugewerbe wenig verwendet.Contains a high percentage of organic material incompatible with water. Components with a content of only 3 or 4 wt. # of asphalt material are so water-repellent that that they have the cohesiveness of normal ordinary mortars greatly reduce. The usual mortars are, of course, generally mixed with water. Mortars where organic Solvents used are quite expensive and little used in construction.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung neuer vorteilhafter Mörtelmassen.The object of the present invention is to create new, advantageous mortar compositions.

Es wurde überraschenderweise gefunden« dass bekannte Mörtel auf Wasserbasis, die eine Polymeremulsion enthalten, zu sehr wirksamen Bindemitteln für Bauelemente, die 35-20 Gew.% Asphalt, vermischt mit einem Füllstoff, enthalten, gemacht werden können. Die Erfindung bezieht sich darauf, dass gefunden wurde, dass durch die Zugabe von 0,01 - 0,lp5 Gew.^ eines Cellulosederivate zu Polymeremulsionen enthaltenden Zementmörtelmassen die Bindefestigkeit der Mörtel an dem Bauelement stark erhöht wird. Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, 0,03 - 0,1 Gew,# Cellulosederivat in der Mörtelmasse zu verwenden.It was surprisingly found "that known mortar water-based, containing a polymer emulsion to very effective binders for devices that 35-20 wt.% Asphalt, mixed with a filler contained, can be made. The invention relates to the fact that it has been found that by adding 0.01-0, lp5 wt. In practicing the present invention, it is preferred to use 0.03-0.1% by weight of cellulose derivative in the mortar mass.

Zu Cellulosederivaten, die bei Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, gehören Methyloellulose, Hydroxypropylmethyloellulose, Hydroxyäthyloellulose, Carboxymethylcellulose oder Stärke.Cellulose derivatives that can be used in the practice of the present invention include methyloellulose, Hydroxypropylmethyloellulose, Hydroxyäthyloellulose, Carboxymethyl cellulose or starch.

009850/0420 BAD OBlGlNAU009850/0420 BAD OBlGlNAU

1571U91571U9

Bsi der Durchführung der Erfindung können verschiedene polymerväinulsion »modifizierte Mörtelmassen verwendet werden, d.h. Mörtel, die ein Gemisch von Zement, Füllstoffen, wie ■ z.B. Talkum, Flugasche, Kalk oder Kalkstein, Wasser, Sand und einen Polymerlatex, z.B. Latices von Vinyliden-Vinylchlorid-Acryl-Terpolymeren, Styrol-Butadien-Copolymeren, Polyvinylidenchlorid "oder Asrylat-Styrol-Asrylsäure-Terpolymeren oder anderen Emulsionen auf Acrylbasis-, enthalten.Various polymer emulsion-modified mortar compounds can be used in the implementation of the invention. i.e. mortar containing a mixture of cement, fillers such as talc, fly ash, lime or limestone, water, sand and a polymer latex, e.g. latices of vinylidene-vinyl chloride-acrylic terpolymers, Styrene-butadiene copolymers, polyvinylidene chloride "or asrylate-styrene-asrylic acid terpolymers or other acrylic-based emulsions.

Die Wirkung der Zugabe der Cellulosederivate zu den eine Polymereniulsion enthaltenden Mörteln ist in den Fig. 1 und 2 gezeigt.The effect of adding the cellulose derivatives to the one Mortars containing polymer emulsion are shown in FIGS. 1 and 2 shown.

Fig. 1 ist eine graphische Darstellung eines Vergleichs der Trockenbindefestigkeit von Mörteln mit und ohne geringe ,Mengen an Methylcellulose. In Fig. 1 sind zu Vergleichszwecken die Konzentration an Polymeremulsion im Mörtel gegenüber der Trockenbindefestigkeit des fertigen Mörtels, der einmal mit Methy!cellulose modifiziert und einmal unmodifiziert ist, aufgetragen. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass eine Zugabe von kleinen Mengen von Methylcellulose zu dem Mörtel dessen Bindefestigkeit wesentlich erhöht.Fig. 1 is a graphical illustration of a comparison of Figs Dry bond strength of mortars with and without low , Amounts of methyl cellulose. In Fig. 1 are for comparison purposes the concentration of polymer emulsion in the mortar compared to the dry binding strength of the finished mortar, which once with Methy! Cellulose is modified and unmodified once, applied. From Fig. 1 it can be seen that an addition of small amounts of methyl cellulose to the mortar its bond strength significantly increased.

Fig. 2 ist eine graphische Darstellung zum Vergleich der Nassbindefestigkeit von Mörteln mit und ohne Zugabe geringer Mengen an Methylcellulose. Es ist ein direkter Vergleich der Konzentration der Emulsion, die in dem Mörtel enthalten ist, und dor entsprechenden Nassbindefestigkeit für Mörtel, dieFig. 2 is a graph comparing the wet bond strength of mortars with and without the addition of lower Amounts of methyl cellulose. It's a head-to-head comparison of the Concentration of the emulsion contained in the mortar and the corresponding wet bond strength for mortar that

_ 3 „ "SAD 009850/0420_ 3 "" SAD 009850/0420

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sehr geringe Mengen an Methylcellulose enthalten, und Mörtel, die nicht mit Methylcellulose modifiziert wurden, gezeigt. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass die Nassbindefestigkeit des mit Cellulosederivat modifizierten Mörtels wesentlich erhöht ist, und zwar auf bis zu etwa 200 # der Festigkeit des unraodifizierten Mörtels.contain very small amounts of methyl cellulose, and mortar, not modified with methyl cellulose are shown. From Fig. 2 it can be seen that the wet bond strength of the with cellulose derivative modified mortar is significantly increased, up to about 200 # of the strength of the unmodified mortar.

Fig. 1 und 2 zeigen die Wirkung von Methylcellulose auf die Trockenbindefestigkeit (Fig.1) bzw. die Nassbindefestigkeit (Fig.2) von Mörtel. Auf der Abszisse ist jeweils die Konzentration an Polymeremulsion im Mörtel in Gew.# aufgetragen und auf der Ordinate die Bindefestigkeit in psi (1 psi «■ 0,07 kg/cm ) (Fig.1 Trockenbindefestigkeit, Fig. 2 Nassbindefestigkeit). Die obere Kurve (Kreise) bezieht sich auf einen Mörtel, des* 0,1 # Methylcellulose enthielt, und die untere Kurve (Dreiecke) bezieht sich auf einen Mörtel, der keine Methyloellulose enthielt. Der ausgefüllte Kreis bedeutet dabei, dass der Formling brach. Der viereckig dargestellte Messpunkt bezieht sich auf einen Mörtel mit 0,05 Gew.% Methylcellulose.1 and 2 show the effect of methyl cellulose on the dry bond strength (FIG. 1) and the wet bond strength (FIG. 2) of mortar. The concentration of polymer emulsion in the mortar is plotted on the abscissa in wt. The upper curve (circles) relates to a mortar containing * 0.1 # methyl cellulose and the lower curve (triangles) relates to a mortar which did not contain methyl cellulose. The filled circle means that the molding broke. The measuring point shown quadrangular relates to a mortar with 0.05 wt.% Methyl cellulose.

Die erfindungsgemäss hergestellten Mörtelmassen mit einem geringen Gehalt an Cellulosederivat zeigen sowohl erhöhte Bindefestigkeit in trockenem wie in nassem Zustand zwischen dem Mörtel und den Bauelementen.The mortar compositions produced according to the invention with a low Cellulose derivative content show both increased bond strength in dry as in wet state between the Mortar and the building elements.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung ohne sie zu beschränken.The following examples illustrate the invention without restricting it.

009850/0420 ^BAD ORIGINAL009850/0420 ^BAD ORIGINAL

157U49157U49

example 1

Neun Mörtelmassen wurden zubereitet, um die Wirksamkeit des erfindungsgemässen Mörtels zu untersuchen. Die Mörtelrezepturen sind in der folgenden Tabelle I angegeben.Nine mortar compositions were prepared in order to examine the effectiveness of the mortar according to the invention. The mortar recipes are given in Table I below.

009850/0420009850/0420

Table I.

Mörtelmortar

Bestandteile,Components, AA. BB. CC. BB. EE. PP. GG HH ττ σσ Sand[-20 mesh
(US-Siebgrösse;]Sand [-20 mesh
(US sieve size;] 53,053.0 53,753.7 55,655.6 56,556.5 55,155.1 55,255.2 53,653.6 57,057.0 52,152.1 σσ PortlandzementPortland cement 22,522.5 27,027.0 22,522.5 22,222.2 22,022.0 22,022.0 22,022.0 20,220.2 22,022.0 8 507 ί8 507 ί TalcumTalc
MethyloelluloseMethyloellulose 3,53.5 3,3
0,053.3
0.05 3,3
0,13.3
0.1 3,33.3 3,3
0,13.3
0.1 3,3
0,053.3
0.05 3,3
0,13.3
0.1 3,33.3 3,3
0,13.3
0.1 Emulsion*¹*Emulsion * ¹ * 5,05.0 5,05.0 5,05.0 9,59.5 7,07.0 10,010.0 10,C10, c 15,015.0 15,015.0 οο Wasserwater 11,011.0 11,011.0 13,513.5 8,58.5 12,512.5 9,59.5 11,011.0 4,54.5 7,57.5

+) Terpolymer auf der Basis von Vinylidenchlorid, 50. # Peststoffe in Wasser+) Terpolymer based on vinylidene chloride, 50. # Contaminants in water

Diese neun Mörfce!Zubereitungen wurden dann als Mörtel zum Verbinden von Bauelementen verwendet, die aus einem Gemisch aus Asphalt und Boden hergestellt waren, das 16 Stunden bei etwa 204°C (²K)O⁰F) wärraegebunden worden war. Die Bindefestigkeit der Mörtel wurde nach dem modifizierten ASTM C-321-57-Test geprüft. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle II wiedergegeben.These nine mortar formulations were then used as a mortar to bond building elements made from a mixture of asphalt and soil that had been heat bonded for ^{16 hours at about 204 ° C (2} K) O ^{0 F).} The bond strength of the mortars was tested according to the modified ASTM C-321-57 test. The results obtained are shown in Table II below.

Table II Binding strength ^ν '', kg / cm (psi)

TrockenDry (180)(180) 12,712.7 (220)(220) 15,515.5 (240)(240) 16,916.9 (190)(190) 13,413.4 (360)(360) 25,325.3 (440)(440) *Ίω* Ίω (370)(370) (320)(320) 22,522.5

6,336.33 ( 90)(90) 9,849.84 (140)(140) 9,849.84 (140)(140) 7,737.73 (110)(110) 11,211.2 (160)(160) 12,7,12.7, (180)(180) 8,098.09 .(115). (115)

Mörtel Trocken Nass Mortar l dry wet

A B C D E FA B C D E F

(1) Mittelwert von drei Proben.(1) Average of three samples.

(2) Bestimmt nach 24-stündigem Eintauchen in Wasser. (j5) Formling brach.(2) Determined after immersion in water for 24 hours. (j5) molding broke.

Aus Tabelle II ist klär ersichtlich, dass die Zugabe von Methylcellulose die Trockenbindefestigkeit um zumindest 20$ und die Nassbindefestlgke.it um zumindest etwa 4o# erhöht . Es wurde während der Versuche auch gefunden, dass die Behandelbarkeit der Methylcellulose enthaltenden Mörtel wesentlich verbessert war.From Table II it can be clearly seen that the addition of Methyl cellulose increases dry bond strength by at least $ 20 and wet bond strength by at least about 40 # . It was also found during the tests that the treatability of the mortar containing methylcellulose was significantly improved.

SAD ORIGINAL 009850/0473 * SAD ORIGINAL 009850/0473 *

157UA9 8 157UA9 8

Example 2

Neun Mörtelmassen mit verschiedenen organischen Emulsionen wurden untersucht, um die Wirksamkeit der Zugabe von Methylcellulose zu der Masse zu bestimmen. Die Mörtelzusammensetzungen sind in der folgenden Tabelle III angegeben. Nine mortars with various organic emulsions were studied to determine the effectiveness of the addition of Methyl cellulose to determine the mass. The mortar compositions are given in Table III below.

BAD OBlGlNAt - 8 -BAD OBlGlNAt - 8th -

009850/0420009850/0420

Tabell· IIITable III

NortelNortel

Bestandteile,
Gew.^Components,
Weight ^ AA. 22 BB. CC. DD. EE. FF. 77th 00 GG HH II. 00 ο
Oο
O Sandsand 54,54, 22 5^,25 ^, 2 54,154.1 60,060.0 60,960.9 55,55, 22 11 55,455.4 62,062.0 62,62, 0
10
1 9850/9850 / Portlandzement
MethylcellulosePortland cement
Methyl cellulose 27,27 55 27,2
0,0527.2
0.05 26,2
0,126.2
0.1 22,022.0 22,0
0,0522.0
0.05 27,27 00 27,0
0,0527.0
0.05 22,022.0 22,
0,22
0, ο
*- «ο
* - « Emulsion 1Emulsion 1 9,9, 9,59.5 9,59.5 6,06.0 6,06.0 6,6, ** 6,06.0 —---- —- 00 ts) VO
° Its) VO
° I Emulsion 2Emulsion 2 —- 00 —- —- 6,06.0 6,06.0 —- —- 9,09.0 9,9, 00 Wasserwater 9,9, 11 9,09.0 10,010.0 5.05.0 5,05.0 11,11 11,511.5 7,07.0 7,7, 11 AntischaummittelAntifoam agents 0,0, 0,10.1 ———— 0,10.1 0,10.1 0,0, 0,10.1 0,10.1 0,0,

Die Emulsion 1 ist eine Emulsion mit einem Feststoffgehalt von 50$ Vinyliden-Vinylchlorid-Acryl-Terpolymer. Die Emulsion 2 1st eine Emulsion mit 50$ Feststoffgehalt Styrol-Butadien-Copolyraer. Das Antischaummittel kann irgendeines der im Handel erhältlichen Materialien sein, das die Schaumbildung während des Mischens vermindert. Solche Materialien sind Antischaummittel auf Siliconbasis. Emulsion 1 is an emulsion with a solids content of $ 50 vinylidene-vinyl chloride-acrylic terpolymer. Emulsion 2 is an emulsion with a solids content of 50% styrene-butadiene copolymer. The antifoam agent can be any of the commercially available materials that will reduce foaming during mixing. Such materials are silicone based antifoam agents.

Die Mörtel wurden zur Verbindung von Baumaterialien verwendet, die ein Gemisch von Asphalt und Boden enthielten, das 16 Stunden bei etwa 204⁹C (400"F) wärmegebunden worden war. Di· Bin<Jefe8tigkeiten wurden nach dem modifiziert«! ASTM C-321-57-Test geprüft. Die Testergebnisse sind in der folgenden Tabelle IV wiedergegeben.The mortars were used to bond construction materials containing a mixture of asphalt and soil that ^{had been heat bonded for 16 hours at about 204 9} C (400 "F). Di-bin activities were modified according to ASTM C-321 -57 Test The test results are shown in Table IV below.

TabelleTabel (240)(240) kg/cm (psi)kg / cm (psi) (120)(120) i IV i IV (>58O⁺)(> 58O ⁺ ) NassWet 050)050) Mörtelmortar BindefestigkeitBond strength (>420⁺)(> 420 ⁺⁾ 8,448.44 (150)(150) AA. TockenDry (27Oj(27Oj 10,510.5 (100)(100) BB. 16,916.9 (350)(350) 10,510.5 (130)(130) CC. >26,7⁺ > 26.7 ⁺ (190)(190) 7,037.03 (100)(100) DD. >29,5⁺ > 29.5 ⁺ (510)(510) 9,149.14 (130)(130) EE. 19,019.0 (240)(240) 7,037.03 ( 65)(65) FF. 24,624.6 (300)(300) 9,149.14 ( 90)(90) 00 12,412.4 4,574.57 HH 21,821.8 6,336.33 II. 16,916.9 21,121.1

+) Formling brach.+) Molding broke.

Aus der Tabelle IV ist ersichtlich, dass die Zugabe von Methyloellulose zu den Mörtelzusammensetzungen die BindeFrom Table IV it can be seen that the addition of methyloellulose to the mortar compositions improves the bandage

009850/0Ä2¹ 009850 / 0Ä2 ¹

Ä2¹8 "Ä2 ¹ 8 "

festigtelten der Mörtel ijesentlioh erhöht. Es wurde ausserdem gefunden* dass die Behände lbarke it der Mörtel durch d:le Zugabe eier Ms'fchylcellulose wesentlich verbessert; war.solidified the mortar ijesentlioh increased. It was also found * that the mortar is easy to handle d: the addition of eggs Ms'fchylcellulose significantly improved; was.

- 11 - BADORtGINAL 009850/0420 - 11 - BADORtGINAL 009850/0420

Claims

0 ^ S. '*. March 22, 1566 Claims

1. Hydraulic cement mortar, characterized by a Content of portland cement, filler, water and a small amount of a polymer emulsion together with 0.01-0.5 wt. # Of a cellulose derivative.

2. Mortar according to claim 1, characterized in that

the polymer emulsion is an aqueous emulsion or a latex of vinylidene-vinyl chloride-acrylic terpolymer, styrene-butadiene copolymer, Vinyl chloride latex or acrylate-styrene-acrylic acid terpolymer is.

3. Mortar according to claim 1, characterized in that the cellulose derivative hydroxypropylmethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, Methyl cellulose or starch.

k, mortar mass, characterized by a content of 5 ^, 2 wt.% sand, 27.2 wt. # Portland cement, 0.05 wt. # methylcellulose, 9 * 5 wt.% vinylidene chloride-vinyl chloride-acrylic Terpolymöf. % Q wt. % Water taad antifoam agent to reduce the formation of bubbles.

009850/0420 BAD009850/0420 BAD

157-49

5 «mortar mass, characterized by a content of 54.1 wt. # Sand, 26.2 wt. # Portland cement, 0.1 wt. $> Methyloellulose, 9 * 5 wt. $ Vinylidene chloride-vinyl chloride-acrylic acid terpolymer and 10, 0 wt. # Water.

009850 /0420009850/0420

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