FI86640C

FI86640C - 3-alkoxi-2-hydroxipropylderivat av cellulosa samt anvaendning av desamma i byggnadsmaterialkompositioner.

Info

Publication number: FI86640C
Application number: FI882829A
Authority: FI
Inventors: Sas Harald Erwin T
Original assignee: Aqualon Co
Priority date: 1987-06-17
Filing date: 1988-06-14
Publication date: 1992-09-25
Also published as: NO169967B; US4845207A; BR8802986A; DE3854410D1; CA1304356C; EP0295628A3; FI86640B; NO882642L; ATE127480T1; KR890000522A; EP0295628B1; NO882642D0; FI882829A0; EP0295628A2; FI882829L; JP2584830B2; JPH01144401A; GR3017943T3; ES2076150T3; AU1776688A

Description

86640

SELLULOOSAN 3-ALKOKSI-2-HYDROKSIPROPYYLIJOHDANNAISET JA NIIDEN KÄYTTÖ RAKENNU SMATERIAALISEOKSISSA - 3-ALKOXI-2-HYDROXIPROPYLDERIVAT AV CELLULOSA SAMT ANVÄNDNING AV DE-SAMMA I BYGGNADSMATERIALKOMPOSITIONER

Keksintö koskee vesiliukoisia selluloosaeetterijohdannaisia ja niiden käyttöä rakennusmateriaaliseoksissa.

Vesiliukoiset selluloosaeetterit, kuten hydroksietyyli-selluloosa, hydroksipropyyliselluloosa ja metyyliselluloo-sa, tunnetaan hyvin lisäaineina sellaisissa rakennusmateriaaliseoksissa tai rakennusmateriaaleissa kuin betoni, laattasementtilaastit ja laattaliimat, projektiokipsilaas-tit (engl. projection plasters), sementtiin tai synteettisiin sideaineisiin perustuvat stukkomateriaalit, valmis-laastit, käsin levitettävät laastit, vedenalainen betoni, saumalaastit ja saumausyhdisteet, halkeamien täyttöaineet, lattiantasoitteet ja kiinnityslaastit.

Nämä koostumukset ovat oleelliselta osaltaan portland-sementtiä, rakennuskipsiä tai vinyylikopolymeerejä ja sisältävät funktionaalisia lisäaineita, jotka antavat eri rakennussovellutuksissa vaadittavia erityisominaisuuksia. Tällaisten seosten vesipitoisuuden eli ns. "vesisuhteen" säädöllä on tärkeä merkitys, kun seosten fysikaaliset ominaisuudet, kuten muovattavuus, konsis-tenssi, "avoaika" eli aika, jonka märkä tuote pysyy muovattavana, tahmeus, vedenerottuminen, pintaantarttuminen, sitoutumisaika ja ilmanpidätys, halutaan pitää toivotulla tasolla kulloisenkin sovellutuksen kannalta katsottuna.

Tätä tarkoitusta varten ovat ionoitumattomat selluloosa-eetterit etusijalle asetettavia lisäaineita.

Kaupallisesti saatavissa olevat ionoitumattomat, vesiliukoiset selluloosaeetterit, jotka ovat luonteeltaan

2 S 6 6 4 O

hydrofobisia, ovat laajimmin käytettyjä, koska niillä on edullisin vaikutus konsistenssiin ja avoaikaan eli aikaan, jonka märkä tuote pysyy käyttökelpoisena tai muovattavana. Mikään näistä selluloosaeetterijohdannaisista ei kuitenkaan anna kaikkia edullisimpia ominaisuusyhdistel-miä rakennusmateriaaliseoksille.

Hydroksietyyliselluloosa (HEC) on hydrofiilisin ionoitu-maton vesiliukoinen selluloosaeetteri ja se antaa hyvän vedenpidättymisen ja muovattavuuden,, mutta HEC:stä tehdyillä tahnoilla on edelleen taipumusta valua pintaa pitkin alas.

Hydrofobisempi metyyliselluloosa (MC) pidättää tahnaan ilmaa veteensekoitettaessa ja tuloksena on vähemmän tiheä tahna, jolla on hyvä konsistenssi ja avoaika. Tämän sel-luloosaeetterin vähemmän pseudoplastinen käyttäytyminen sa aikaan tahnoja, jotka kykenevät paremmin vastustamaan painovoiman aiheuttamaa valumista, mutta tällaisten tahnojen muovattavuus ei ole yhtä hyvä kuin HEC:n avulla tehtyjen. Vielä eräs MC:n haitta on sen heikentynyt liukoisuus korotetuissa lämpötiloissa, mistä saattaa aiheutua konsistenssiongelmia lämpimällä ilmalla.

Näiden puutteiden vuoksi on MC:tä yritetty muuntaa hydro-fiilisillä ryhmillä ja HEC:tä hydrofobisilla ryhmillä. Kuitenkaan ei hydrofiilisten ryhmien, joista mainittakoon hydroksietyyli ja hydroksipropyyli, lisääminen paranna tavanomaisten MC-tuotteiden suorituskykyä merkittävästi, samoin kuin ei hydrofobisten ryhmien, joista mainittakoon bentsyyli-, fenyyli- ja hydroksipropyyli, paranna HEC:n suorituskykyä. Tällaista muunnettua HECrtä ei myöskään voida valmistaa taloudellisesti eikä pitkäketjuisilla alkyyliryhmillä muuntaminen, kuten Landoll on selostanut USA:n patenttijulkaisuissa no. 4 228 277 ja 4 352 916, anna parempaa suorituskykyä kuin hydroksipro-pyylillä muunnetulla HEC:llä on.

3 S 6 6 4 G

E.D. Klug selostaa julkaisussa Some Properties of Water-Soluble Hydroxyalkyl Celluloses and Their Derivatives, 36 Journal of Polymer Science, Part C 491-508, 497-98 (John Wiley & Sons, Inc. 1971) pitkäketjuisen glysidyyli-eetterin, kuten dekyyliglysidyylieetterin, käyttöä hydr-oksipropyyliselluloosan ja hydroksietyyliselluloosan samenemispisteen alentamiseen, mutta nämä pitkähköketjuiset substituentit eivät anna haluttuja tuloksia rakennusmate-riaaliseoksissa käytettyinä.

Rakennusmateriaaliseoksiin tarvittaisiin lisäaineita, jotka antaisivat aiempaa parempia yhdistelmiä sellaisista ominaisuuksista kuin vedenpidätyskyky, muovattavuus, konsis-tenssi, ulkonäkö, avoaika, ilmapitoisuus ja kiinnittyminen, mutta eivät toisi mukanaan edellä mainittuja HEC:n ja MC:n haittoja.

Esillä oleva keksintö tarjoaa vesiliukoisen selluloosaeet-terijohdannaisen, jossa on ensimmäinen substituentti, joka on valittu joukosta, joka käsittää hydroksietyylin, hydroksipropyylin ja metyylin, ja johdannaiselle on tunnusomaista se, että se on myös substituoitu noin 0,05 - noin 50 %:lla, substituoidun selluloosaeetterijohdannaisen massan perusteella laskettuna, 3-alkoksi-2-hydroksipropyy-liryhmää, jonka alkyyliosa on suora- tai haaraketjuinen, 2-8 hiiliatomia sisältävä alkyyliryhmä.

Keksinnönmukaiset selluloosaeetterijohdannaiset ovat käytännöllisesti katsoen täysin liukoisia veteen ympäristön lämpötilassa. Ne voidaan valmistaa jäljempänä kuvatulla tavalla mistä tahansa tavanomaisesta selluloosaeetteri-johdannaisesta, jossa on riittävän hyvin saavutettavissa oleva reaktiivinen hydroksyyliryhmä, kuten hydroksietyy-liselluloosasta (HEC) tai suoraan puhtaasta puuvillasta tai jostakin muusta tavanomaisesta selluloosalähteestä.

4 86640

Polymeereistä, joista selluloosajohdannaisia voidaan valmistaa mainittakoon mm. hydroksietyyliselluloosa (HEC), hydroksipropyyliselluloosa (HPC), metyyliselluloosa, hydr-oksipropyylimetyyliselluloosa (HPMC) (tunnetaan myös metyylihydroksipropyyliselluloosana), metyylihydroksi-etyyliselluloosa, etyylihydroksietyyliselluloosa, hydroksipropyylihydroksietyyliselluloosa, karboksimetyyli-hydroksietyyliselluloosa, hydroksibutyy1ihydroksietyyliselluloosa ja näiden johdannaiset.

Kaupallisesti saatavissa olevia materiaaleja, joita voidaan käyttää keksinnönmukaisten polymeerien valmistamiseen, ovat mm. tavaramerkiltään seuraavat: Natrosol ja Klucel (Aqualon Company, Wilmington, DE), Culminal (Aqualon Company ja Aqualon GmbH & Co. KG, Diisseldorf, Saksan Liittotasavalta), Blanose (Aqualon France BV,

Alizay, Ranska) ja Methocel (Dow Chemical Comapny,

Midland, MI).

Edullinen selluloosaeetterijohdannaisten ensimmäinen substituentti on hydroksietyylihydroksipropyyli ja mieluiten hydroksietyyli ja selluloosaeetterijohdannainen on ionoitumaton ja sen molaarinen hydroksietyylisubstituu-tioaste (MS = substituentin moolimäärä selluloosan anhydro-glukoosiyksikköä kohti selluloosamolekyylissä) on noin 1,5 - 3,5. Mieluiten on polymeerin polymeroitumisaste noin 1500 - noin 4000.

3-alkoksi-2-hydroksipropyyliryhmää on mukana mielellään noin 0,05 - noin 50 massa-%, mieluummin noin 0,1 - noin 25 massa-% substituoidun polymeerin kuivamassan perusteella laskettuna. Mieluiten kyseessä on 2 - 6 hiili-atomia sisältävä suoraketjuinen alkyyliryhmä. Tällaisia ryhmiä ovat mm. etyyli, propyyli, butyyli, pentyyli ja 2-etyyliheksyyli. Kaikkein edullisin on n-butyyliryhmä.

s 86640

Keksinnönmukaiset alkyyliglysidyylistä johdetun radikaalin sisältävät polymeerit voidaaan valmistaa suspendoimal-la polymeeri, kuten HEC, HPC, HPMC jne., inerttiin orgaaniseen laimennusaineeseen, kuten alempaan alifaatti-seen alkoholiin, ketoniin tai hiilivetyyn, ja lisäämällä näin saatuun suspensioon matalassa lämpötilassa alkali-metallihydroksidiliuos. Kun alkali on kostuttanut ja turvottanut eetterin perusteellisesti, lisätään alkyyligly-sidyylieetteri ja jatketaan sekoittaen ja kuumentaen, kunnes reaktio on tapahtunut täydellisesti. Tämän jälkeen jäljelle jäänyt alkali neutraloidaan ja tuote otetaan talteen, pestään inerteillä laimennusaineilla ja kuivataan. Tämä menetelmä tunnetaan alalla hyvin, esimerkiksi USA:n patenttijulkaisuista no:t 4 228 277 ja 4 352 916.

Keksinnönmukaiset polymeerit voidaan myös valmistaa suoraan selluloosasta. Esimerkiksi alkyyliglysidyylillä muunnettua HEC:tä voidaan valmistaa lisäämällä ensin puhdasta puuvillaa inertin orgaanisen laimennusaineen ja alkalime-tallihydroksidin seokseen. Sitten näin saatuun alkali-soituun selluloosaan lisätään etyleenioksidia ja saatu tuote käsitellään typpihapolla. Sitten näin saatuun reak-tioseokseen lisätään alkyyliglysidyylieetteriä ja haluttaessa suoritetaan vielä toinen etyleenioksidikäsittely. Kun reaktio on tapahtunut täydellisesti, tuote neutraloidaan, suodatetaan, pestään vesipitoisilla, inerteillä liuottimilla ja kuivataan.

Keksinnönmukaiselle hydraulista tai synteettistä sideainetta sisältävälle rakennusmateriaaliseokselle on tunnusomaista se, että se sisältää myös noin 0,5 - noin 5 massa-% keksinnönmukaista vesiliukoista selluloosaeet-terijohdannaista.

Tämän keksinnön mukaisten polymeerien valmistusta valo- 6 86640 tetaan seuraavien esiemrkkien avulla. Kaikki osat ja prosentit on laskettu massan perusteella, ellei toisin ilmoiteta.

Valmistusesimerkki 1

Valmistettiin suspensio, jossa oli 80 massa-osaa korkeavis-kositeettista hydroksietyyliselluloosaa (MS 2,5 ; 1-pro-senttisen liuoksen viskositeetti Brookfield LVF-visko-metrillä mitattuna 3400 mPas) tert.-butanolin (859 osaa) ja veden (113,4 osaa) seoksessa. Suspensiosta poistettiin kaasut Ν-,-läpipuhalluksella. Näin saatuun suspensioon lisättiin 2,6 osaa NaOHrn 50-prosenttista vesiliuosta. Suspension lämpötila pidettiin ympäristön lämpötilassa poistamalla lämpö, joka syntyi natriumhydroksidin lisäyksen vuoksi. Suspensiota sekoitettiin typpiatmosfäärissä 45 minuuttia. Sitten lisättiin 24 osaa n-butyyliglysidyyli-eetteriä. Lämpötila nostettiin 90°C:een tunnissa ja pidettiin siinä kahden tunnin ajan. Sitten seos jäähdytettiin 25°C:een ja neutraloitiin typpihapon 65-prosentti-sella vesiliuoksella. Reaktioneste poistettiin ja tuote pestiin ja kovetettiin asetoni/vesiseoksilla, jotka olivat 80/20 (kahdesti), 84/10, 88/12, 92/8, 96/4 ja 98/2.

Tuote suodatettiin talteen ja kuivattiin 60 minuutin ajan vetokaapissa. Saadun tuotteen 3-butoksi-2-hydroksipro-pyli-MS oli 0,35 ja samenemispiste 70 °C vedessä.

Valmistusesimerkki 2

Valmistettiin suspensio, jossa oli 80 massa-osaa korkeavis-kositeettista hydroksietyyliselluloosaa (MS 3,2) puhtaan asetonin (173,2 osaa) ja veden (15,6 osaa) seoksessa. Suspensiosta poistettiin kaasut perusteellisesti Nj-läpi-puhalluksella. Sitten lisättiin samalla jäähdyttäen liuos, jossa oli 3,8 osaa NaOHrn 50-prosenttista vesiliuosta ja 0,076 osaa vettä. Suspension annettiin turvota sekoittamalla samalla typpipaineessa 15 minuuttia. Sitten lisättiin 15,3 osaa n-butyyliglysidyylieetteriä. Reaktori 7 Ο * C Λ ' 1 öo6‘m paineistettiin ja kuumennettiin 90°C:een noin tunnissa.

Tätä lämpötilaa pidettiin yllä noin 4 tunnin ajan. Sen jälkeen reaktioseos jäähdytettiin noin 40°C:een ja neutraloitiin HNO^illa (65 %) ja etikkahapolla. Reaktioneste poistettiin ja jäljelle jäänyt suspensio pestiin kolmeen kertaan 200 osalla asetonia (96 %), suodatettiin ja kuivattiin 60°C:ssa vetokaapissa. Näin saadun tuotteen 3-butoksi-2-hydroksipropyy1i-MS oli 0,27 ja samenemispiste 78°C vedessä.

Valmistusesiemrkki 3

Esimerkin 1 mukainen menettely toistettiin, mutta nyt käytettiin 20 osaa 2-etyyliheksyyliglysidyylieetteriä n-bu-tyyliglysidyylieetterin tilalla ja reaktion annettiin edetä 4 tuntia 75°C:ssa. Näin saadun tuotteen 3-(2-etyyli- heksoksi)-2-hydroksipropyy1i-MS oli 0,29 ja samenemispiste 74°C vedessä.

Rakennusmateriaaliseosten kuiva-ainekomponentti, johon tämän keksinnön mukaiset 3-alkoksi-2-hydroksipropyylipoly-meerit voidaan sisällyttää, koostuu pääasiassa sideaineesta ja täyteaineista. Sideaine voi olla hydraulinen sideaine, kuten portlandsementti tai rakennuskipsi, dispersio, kuten vinyyliasetaattietyleenikopolymeeridispersio tai joissakin tapauksissa näiden yhdistelmä. Sideaineen määrä voi olla noin 2 - lähes 100 massa-%, so. korkeintaan noin 99 massa-%, seoksen koko kuiva-ainepitoisuuden: perusteella laskettuna. Esimerkkejä täyteaineista ovat mm. sora, hiekka, kvartsihiekka, dolomiitti, kipsi,kalkki, kalkkikivi ja näiden yhdistelmät. Jos tarvitaan pienempää painoa, voidaan käyttää kevyitä jatkeaineita, kuten perliittiä, vermikuliittia tai polystyreeniä. Täyteaineita voidaan käyttää jopa 95 massa-% seoksen kokonaiskuiva-ainemäärän. perusteella laskettuna. Täyteaineen ja sideaineen tarkka määräsuhde ja täyteaineen valinta määräytyvät sen perusteella, mihin kyseistä rakennusmateriaaliseosformulaatiota B6640 on tarkoitus käyttää.

Lisäksi voidaan käyttää muita lisäaineita, kuten sitoutumi-senhidastimia, sitoutumisenkiihdyttimiä, pehmittimiä, pinta-aktiivisia aineita, vaahdonestoaineita, liuottimia, yhteensulauttamisaineita, säilöntäaineita, epäorgaanisia ja orgaanisia kuituja ja vesiliukoisia polymeerejä, kuten polyakryyliamideja, tärkkelyseettereitä ja guarjohdannaisia, tyypillisesti noin 0,001 - noin 5 massa-% seoksen kokonaiskuiva-ainemäärän perusteella laskettuna.

Kuivafaasi suspendoidaan tai dispergoidaan veteen niin, että saadaan betonia, laastia, liimaa tai muuta rakennusmateriaalia. Veden tarkka määrä sovitetaan käyttötarkoituksen mukaan. Esimerkiksi betoniin tarvitaan suhteellisen suuria vesimääriä verrattuna esimerkiksi saumalaasteihin, joiden pitää olla viskoosisempia.

Suuren substituenttimäärän sisältävillä polymeereillä eli sellaisilla, joiden 3-alkoksi-2-hydroksipropyyliryhmä-substituutiotaso on korkea, on samenemispiste (lämpötila, jossa polymeerin 1-prosenttinen liuos alkaa muuttua sameaksi, kun sitä kuumennetaan hitaasti). Polymeerin samenemispiste indikoi sen hydrofobisuutta. Suhteellisen matala samenemis-piste indikoi suurempaa hydrofobisuutta. Polymeerit, joiden samenemispiste on matalampi, antavat oletettavasti suhteellisesti suuremman ilmanpidätyskyvyn ja ilman stabiloitumisen kipsilaasteille ja sementtilaasteille. Alhaisilla substi-tiotasoilla ei samenemispistettä esiinny vedessä alle 100°C:n lämpötiloissa. Jotta saadaan todetuksi näiden hydrofobi-suus substituoimattomiin tuotteisiin verrattuna, voidaan samenemispisteet mitata suolaliuoksissa, esim. 15-prosenttisessa NaCl-1iuoksessa. Samenemispisteen omaavien tuotteiden suorituskyky on erityisen hyvä laattasementttilaasteissa ja kipsipohjaisissa liimoissa vedessä alle 100°C:ssa. Tuotteet, joille ei ole samenemispistettä vedessä alle 100°C:n lämpöti- 9 «6640 loissa, antavat erinomaisia tuloksia projektiokipsilaas-teissa (engl. projection plaster), sementtistukkomateri-aaleissa ja sementtilaasteissa.

Esillä olevaa keksintöä valaistaan seuraavilla esimerkeillä, joita ei ole tarkoitettu rajoittaviksi, ja esimerkeissä ovat kaikki osat, prosentit jne. massan mukaan laskettuja ja kaikki massaprosentit perustuvat rakennusmateriaaliseok-sen kiinteäainefaasin kokonaismassaan, ellei toisin ole ilmoitettu.

Esimerkeissä käytetyt selluloosaeetterit on selostettu seuraavassa taulukossa 1.

10 •HO G f /- S '"i SS ä 8 8 8 8 8 8 S 8 8 8 8 ho6 X -P cp ocno-Hin^Ln^rtrto

wc) IX cm <-i«-ir-i^-roi-ir-icMCM

>3 3 I Lf)

ItOO) --v QrOCMC^OOQQCMCOCOin o ·>- -μ o öot^ini^oocoioioc^

ε E CO O tH r—I t—I

CO 0) - "" tn c a en tn

• O i—I

s

• <-1 I I I I I I I O I

(X

X

CO

• tn to -q- ts cm • «k «S »

III I I I I H H H

s c C\J | • tn en to r- :o

• t-'OtOlOCOS’O -H

O cocoq-cAjr-toco >, 3 i o* o’ o* o* o" o" o” i i i «j e -μι tn 3 v- e ·· -p s-, o co ^ o -h o en e·» r·» cococ^otn c\j c:co fl> · OJOO>—tC^COCMOCM <-H fflr-l m « CO Ή ;χ · <-i co ro co cm co n ro o ι o -μ -h 2 w o t, ° · e -μ o x e cj 3 T I x

1-1 O 3 CO

ή OjCOcOcOcOcOcOcO Λ -h 0 Etntotntntntntn > m 1 8888888 3J.

. — rH <—I rH rH r—I <—| rH f-t

1 3333333 10 H

(0 Ή e—I rH rH r-H r-1 f—I z τΗ :0 rH Ή r-H rH rH rH rH O £ Ό π ewwcococowwqE -p a> 5 a>

SH " ·Γ“* ·ι—· ·Η ·γη *rt ·ιΗ ·ι—· Gj S (fi p fH

A r-H rH rH r-H rH rH rH 5 . (n C/3 * Cp I I lii

C OOOOOOOOMS, O 3 -P TO C

ΤΗ rH *1—· ·ι—» *H *r» *r-* *r-* »r* 'O E tH 3 3 fl} CQ

< Dwwcocqtocow^'P .p .μ 5 E

E-* 3 ·<1 -P ft CO

-ippppppp^co 3 -p -h tn en mCC.CiCC.CiC en 3 to -μ en tOOTOTOTDOOOcOQCO h .Q 0)0·· •h o tn -μ p λ o o -H£i:i:x:x:jC£Qr-tQ en w p r-t y >> Ή •f ·Η ·Η ·γ« -it -rl O 3 Ο ä Ή W 3 tn

Ή Ή ι—I .—IrHrH.—I i-H I ι—I P ι—I *H -P CM

h i 'ien-h

ig*o§SS

1-» C C C Ci M Ci C (0 r-H CO >) C ·Ρ g ·Η 1) co αο.ααααα·π >> h -p ci w e «-n q ^ ·γ* ·γ· ·Η ·π *Η ·Η ·Η H ^*> rH Q) ιΗ Cy Q· -Ρ 11251355¾ U22222223S.S f 23* «3 £ Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό ·η -ri ·η C Ό 3 C »1 Μ •η >>:>>>>>,>>>>>,«) to ο) Ό >» -Ρ Ό ο) ·η >> χ: ·π >> ο ί> >> I ι I I I I ·ΡΡΡ £ Τ -μ £ -Γ)

ScmcmcmcmojcmcmCCC oj en C

PI I I I I I I Ό Ό Ό CliC'O

<D *1-1 -r- *rT T*« -r *r-l T-* Q) -r* 3 ID (Q u) •Hcnwwwwwwxxix: e to w e h ,2

Μ555Ι5555τηΪ!τ· ·ρ ^ r Q

^COOOOOOOr^r-l^ CO.—ι c -μ 3 2 5 5 3 5 5 5 5 5 ¾¾ 83 δΙΐ3 ρχίοοχχβχ-Ρ-Ρ-Ρ π5ί?Η f ^cöncncnrörocö i i i <muQwfaIe3Xtxo,D5 -ι cm co q- m to 11

8 6 6 4 G

Esimerkit 1-6 Näytteet 1-6 olivat yksinkertaisia laboratoriostandar-deina käytettyjä laatoitussementtilaasteja. Tämä sementti-laasti oli seos, joka koostui 350 massaosasta portland-sementtiä, 650 osasta hiekkaa ja 5 osasta sakeuttamisainet-ta (ffiimerkeissä 3, 4 ja 5 käytettiin polyakryyliamidia taitärkkelyseetteriä selluloosaeetterin osan tilalla). Sakeuttamisaine oli taulukon 1 mukainen selluloosaeetteri tai tällaisen selluloosaeetterin ja tärkkelyseetterin tai polyakryyliamidin seos.

Laattasementtilaastin . sekoittamiseen käytettiin Hobart N50-sekoitinta, jota on selostettu normissa DIN 1164, osa 7.

Laattasementtilaasti valmistettiin normin DIN 18156, osa 2, mukaan. Kuiva sementtilaasti valmistettiin sekoittamalla noin 1,5 litran muovipussissa keskenään 174,1 g portlandsementtiä C, 323,4 g hiekkaa M 34 (0,1 - 0,2 mm) ja 2,5 g selluloosaeetteriä (Polyakryyliamidia tai tärkkelyseetteriä käytettiin selluloosaeetterin osan tilalla esimerkeissä 3, 4 ja 5) ja saatua seosta ravisteltiin 3 minuuttia. Vettä kaadettiin Hobart-sekoittimeen taulukossa 2 ilmoitetut määrät. Sitten veteen lisättiin kuiva sementtilaasti vähitellen ja sekoitusta jatkettiin lisäyksen jälkeen astiassa matalalla nopeudella 30 sekuntia.

Sitten Hobart-sekoittimen lapa poistettiin, lapaan kiinnittynyt laasti raavittiin pois ja pantiin takaisin seokseen ja lapa kiinnitettiin takaisin, kaikki nämä toimenpiteet 30 sekunnissa, ja laastia sekoitettiin vielä 30 sekunnin ajan.

Käytetty vesimäärä valittiin ulkonäön ja konsistcnssin optimoimiseksi.

Formulaatiot on esitetty taulukossa 2.

86640 12 Γ“· •σ LT) ρ ρ

OJ g P

ρ·> » rt p O O O I I I t lO I I O p rt d, in i/i ρ rt

IDI nio >> P

^ C? tn

SS

in >) co in lo c\j ή ‘f* - » - c > O O O I I I rt- I I O O o. to w tn m _ c m S ro m rt tu o

*> p tO

<D ^ H ^ P

P rt O P

r-1 g rt O

•r"* ^ tn P P

0 to O O p o p p co c\j oj tn -rn rt C - * * rt >1^. -p rt -p ooii^tiioio phh o ρ 'i tn tn m C p ^ p co to -p C rt -p pO) rt Ό ii

P g p >iC P

tn p £ o tn rt ·* -n ,α •—i :o O C rt rt tn •ri p in in co ·· rt ··-> p

P C « ** 2 ^ P

p -p o o i co i i i i p o Tl rt * S

Ccotnmm >150 S

δ x co to tn rt a g rt 00 p o rt 2 oj tn tn u tn —- rt -p a •P ry rt E 'f-1 V ^ tn E tn p tn ζ :o o E ρ £ 2 rt p oj -p e -p o

V e - z. o o C

e -ι-i o o 1 tn 1 1 1 1 1 O ρ 10 Ό rtojtnmm tn e >> >! p 2 co m in ro p x: en rt w o 1 g p „ p e rt p' 1—I ""O rt '—* oj o o >> e p in n ρ <υ o m tn u rt 2 r— oj 2 ·Η e 5 o ,2 co *" 5 <—1 · · rt rt tn 3 £ o o m 1 1 1 1 1 1 o ---)0^ ρ ρ p f—t p S m m rt 1 o —1 e rt g co to Prt-Pgrtrt rt S tn rt 1—1 rt a E-ι '-r p rt o rt p P tn δ x tn e tn p E e! rt rt •p e o p tn e o o Ό rt tn rt p tn cu rt ^ ci ro tfl Cp pypy Jj CÖ P PM Π3 rt g e 2 p rt tn p C E o e p js; rt in rt •'-i e e X E e rt CO ’-s X Sh -p rt C " * U :rt 5 *r-* *“ Cu 4-* .Cy Cu CJ T < CQ D IX O tj- PpP Pp> I p rt P Ό pPp rt -P «p 01 co Ό e ·ρ tn · >> rt p > POL· p p £ 92 g 3 S S>Ä P P p- <D TJtyrt F rt rt rt D.

rt e p ptutn © p tn £ o rt rt

X rt rt g 4» P <0 P p E P p P

tn g 2 <l> rt p tn 1 >. C Cu tn tn

Oj- 552 rt Prtrt 'USOQpoo rt rt tnturt prt> CP-pQtn tn r iPtn b^tn <3 x e rt x · tn ό .e o ?>>>>> pcöroojprt C Cp O CpP P t>> m Ό rt rt 10 P 2 rt P C H S ·Ρ Ή £ tn pprt rt 2 rt o o o p >> rt M p e P >>3 P a, pu, tn o fr en rt U rt P P C >1 E O > rt o .rt :rt · · · · P-Oy^tn Oy H g POJ 00 ^ i3 86640

Lopullisen tahnan ulkonäkö, muovattavuus, konsistenssi, tahmeus ja vedenerottuminen arvioitiin silmämääräisesti ja käsin sekoittamalla. Laskeutumisenvastustuskyky raskasta laattaa käyttäen, avoaika ja kiinnittyminen mitattiin seuraavalla tavalla.

Laskeutumisenvastustuskyky raskasta laattaa käyttäen

Kiinnitysaine levitettiin vaakasuoralle betonipohjalle uurtamalla nelikulmaisiksi hampaiksi (6x6x6 mm) muu-rauslastan avulla. Kiinnitysaineen annettiin seisoa 10 minuuttia ja sen jälkeen kiinnitysaineen päälle sijoitettiin absorboimaton laatta, jonka koko oli 150 x 150 x 11 mm (noin 585 g) ja 30 sekunniksi kohdistettiin 5 kg:n paine. Laatan yläreunan alkuperäinen sijainti merkittiin. Sitten betonilevy asetettiin varovasti pystysuoraan asentoon. Noin 30 minuutin kuluttua merkittiin laatan yläreunan paikka ja kahden merkin välimatka mitattiin, jotta saatiin selville, kunka paljon laatta oli liukunut.

Avoaika

Avoaika mitattiin normin DIN 18156 mukaisesti, mutta käytettiin seuraavassa kuvattuja laattoja. Kiinnitysaine leviettiin vaakasuoralle betonille samoin, kun edellä on selostettu laskeutumisenvastustuskyvyn määrityksen kohdalla. Vastaavasti 5, 10, 15, 20, 25 ja 30 minuutin kuluttua sijoitettiin kiinnitysaineen päälle absorboiva laatta (50 x 50 mm) ja 0,5 kg:n paine kohdistettiin 30 sekunniksi. 30 minuutin kuluttua tästä laatta poistettiin ja havaittiin, kunka paljon laastia oli kiinnittyneenä laattaan. Aika, jonka kuluttua kiinnitysainejäännös väheni voimakkaasti, katsottiin laattasementtilaastin avoajaksi.

Kiinnittymisen määritys

Kiinnitysaine levitettiin pohjaan samoin, kuin edellä 14 86640 on selostettu laskeutumisenvastustuskyvyn määrityksen kohdalla. 10 minuutin kuluttua 6 absorboivaa laattaa, joiden koko oli 50 x 50 mm, sijoitettiin kiinnitysaineen päälle ja 30 sekunniksi kohdistettiin 2 kg:n paine. Laattojen annettiin kiinnittyä ja sen jälkeen niitä säilytettiin vaakasuorassa asennossa 23°C:ssa 50 % suhteellisessa kosteudessa. 1 vuorokauden ja 7 vuorokauden kuluttua vedettiin vastaavasti 3 tiiltä irti Sattec-kiinnittymisen-testauslaitteella, joka on hydraulinen vetolaite. Tässä kokeessa sijoitettiin laattoihin metallilevy, jonka halkaisija oli 5,0 cm, ja jonka keskellä oli ruuvinreikä testauslaitteeseen kiinnittämistä varten, laatat vedettiin irti ja kiinnittyminen mitattiin.

Saadut tulokset on esitetty taulukossa 3.

15 86640

S

c •f—·

0 :a p \ I c O

to a, a) :cd >> :<ö C -r^ a- c\j S P > > > P P >i S P P a LO lÖ O) ^ w x x x cd a ρ ρ co o c c c φ <d a .5 5 |

cO cö ^ C

U :a a \ § c3 3 cd id H (ϋ :c0 -P :c0 C E -· c\j S ρ > x > p <d ldi 2 ρ 13 C >, Ρ ρ p ·> O 0)0 ^ WXXX<DX<DC\JC\I C\J <£> s . 1

C :cO X

ρ cd ·ρ d- w :a p <0 o X 0) :cO C :cO ρ Λ 9

φ P C> P lD I

V* p P>) 'r~i p>^ P ·* lD O O

^ 1/1 £ i; £ CD C\J CM CO CD

C C

<p (DO)

:o C C

4-J ·γ4 ♦(—I

co w :(0 I p I § Q

x cdcoc ε _ a· φ P P £> ρ Φ 00 1

v; ρ Ρ φ P p « lD p lD

φ W CD X CD X PCO CO CO

cH

<Ή 0 c c c

p ^ CD CD TO

3 :θ C C CO

CO P p _ P .¾

p C cO :cO cO ό C

p ε <d e c ·£ΐ

P CMC/3 ICOOPOOScO

p λ: cuccicocep^,

CO Φ P P p P Φ O

CÖ sc p P P o P p P ~ LO CO ^ ¢0 ^ wcdxxcdxcdpcm rt co 8 s 92 C C k ε φ φ p <d „ c c φ CO C p ·Η ^ •r- T-H "s (3) (ll (0 f ö S 3 8 S -5 ·η 1 I 5 ΐ ΐ i £ o7 c £ lo x a o o - o 3¾ C0 -P· U X E X -n CO C\J cold

P

CO ^ co I & I £

p W

aw a p' co a p <m_ e-ι a w ε w a o 3 £ 3 5 «, 3

1 .5 > c 3 I

ο ε c p- cd p a wp a <d c c « p B I 8 8 ; 3 j o :o a φ 2 B -pcc EV .p 4-> CO φ PCOP····

Spwa a S ·£ i: ^ p c co p a> c <d -a S Ec £c a o > w ε <d x co c > > > X O C X ό w ρ ρ a p 3 o co φ cx5;a'-t[>

DC D § 12 ^ > PCX

16 > ,, , o

KDD ' U

Taulukosta 3 ilmenee tämän keksinnönmukaista 3-butoksi-2-hydroksipropyylihydroksietyyliselluloosaa käyttämällä saavutettu tulosten paraneminen. Metyyliselluloosaan verrattuna antaa tämän keksinnön mukainen selluloosaeet-teri paremman muovattavuuden, korkeamman laskeutumisen-vastustuskyvyn, pitemmän avoajan korkeammalla vesipi-toisuusprosentilla ja suunnilleen saman kiinnittymisen.

Kun mukaan sekoitetaan tärkkelyseetteriä, on avoaika vielä pitempi, koska veden määrää voidaan lisätä, mikä myös parantaa konsistenssia. Laskeutumisenvastustuskyky on edelleen erinomainen. Polyakryyliamidiin yhdistettynä käyttäytyi tämän keksinnön mukainen hydroksietyylisellu-loosa samoin kuin metyyliselluloosa. Avoaika kuitenkin oli pitempi, koska voitiin lisätä suurempi määrä vettä.

Esimerkit 7-12 Näillä esimerkeillä on tarkoitus verrata USA:n laatta-sementtilaastiformulaatioita, joissa on tämän keksinnönmukaista 3-butoksi-2-hydroksipropyylihydroksietyylisellu-loosaa, sellaisiin joissa on hydroksipropyylihydroksietyy-liselluloosaa tai hydroksipropyylimetyyliselluloosaa.

Näytteet 7-12 valmistettiin sijoittamalla astiaan kuivat aineosat eli portlandsementti, hiekka ja sakeutusai-ne (joissakin esimerkeissä käytettiin polyakryyliamidia selluloosaeetterin osan tilalla), jotka on mainittu taulukossa 4, sulkemalla astia ja ravistelemalla sitä. Sen jälkeen sijoitettiin haluttu määrä vettä sekoitussäiliöön ja kuiva-aineseos lisättiin. Sitten sementtilaastia sekoitettiin sekoitussauvalla noin 1 minuuttia niin, että saatiin homogeeninen konsistenssi. Ennen sementtilaastin testaamista sen annettiin sammua 15 minuutin ajan.

Saadut tulokset on esitetty taulukossa 4.

1 7

8 6 6 4 O

ΙΌ

r-v 00 C\J CM

OJ £ I Q O O I I^OO

r-4 ZE, C) LO LO

g ^ Ή

'2 (O

C CM^ r-> U) I O O O I LO I I o

X O LO LO

<d m· <-*

^ ID

P OJ

O £ I Q O O LT) I I I o" Q

H δ ld ld

S ^ H I

____· T-" •f-* ^ -P g

l ro oj OJ

fH U --- O

rt CL Q I Q Q I I •'T O O ro -p σι S o ö o

-P 2 iD ^ <H C

I g I ^ 8 5 -p :o -o* "cg c en cQ « £ <o» 8 ' 8 8 1 * ' ' ° p

h 0) m 'ί Γ-t P

<5 %

I I

' s§ ^ n o ld X r—, OJ -f- 3 o [L O I Q O LD I I I O O ® Ä

'o S UI 8" »H Wr-lrH

S S 3 DU

Eh C- 3 <D <D

^ CO -P -P

r- co ω 8 2 5

fH φ <D

m g α a a oi 8 8 8 S p> c m | 1

a> -p -p ό « E E

C C o- § , O — —

(ti C g I < W Qr OJ HH -p :cö CO

I φ φ OJ (D O-PpC

cti c m n - h η-l Ό ·£Ρ:(ϋ<υ > ·ρ I - o tn ·ΓΗ £ E (1) 1 ^ -γη 0 Ό O — U Ό 3 TO Φ E Cti 3 X C -—f -P -γη CO v -P -r- > X i—I (ti (ti -P E -γη Ή -f- (0 -γη co corHcti^dJ c3co >> (Λ a> 3 o - > -p .¾ 3 ω -ΓΗφ S g > 3 Φ Cti O 3 <D Cti H > P 3 c/o-fH -oqj-pco >> x m ·· CO ti |1< ·Η ti O >, >1 TO £ (L> Q C iti O P -P >> > 12

ro ro (ti d H 3 -P -S

CO h-I (ti O (D 3 Cti CD 0(03 co -p E c .* ρ >> -p Ph-oco m tn C (D C-ι i—i >—i !>> E o (ti ·γη (ti <d o :cti

— CL titi Oti 3 CD (1. ^ Ή OJ

18 B 6 6 4 O

Muovattavuus arvioitiin silmämääräisesti ja käsin sekoittamalla. Laskeutumisenvastustuskyky, kuorettumisenvas-tustuskyky ja lujuus mitattiin seuraavalla tavalla.

Laskeutumisenvastustuskyky

Sementtilaastikerros valettiin seinälevylle kahden 3 mm:n (1/8 tuumaa) metallitangon väliin ja kerroksen päälle puristettiin absorboimaton laatta (koko 10,16 x 10,16 cm; 4x4 tuumaa; paino 200 g). Sementtilaastiin vedettiin viiva laatan yläreunaan ja levy sijoitettiin pystysuoraan asentoon. Tietyn ajan kuluttua mitattiin laskeutumismatka viivasta laatan yläreunaan. Jos matka on yli 1,59 mm (1/16 tuumaa), on sementtilaasti ollut liian märkää, joten vettä olisi pitänyt lisätä vähemmän. Jos laskeutumista ei havaita lainkaan, on sementtilaasti ollut liian kuivaa, joten olisi pitänyt käyttää enemmän vettä. Optimaalinen vesimäärä antaa laatan laskeutumismatkaksi 0,79 mm - 1,59 mm (1/32 - 1/16 tuumaa).

Kuorettumisenvastustuskyky

Seinälevylle levitettiin sementtilaastikerros muurauslas-talla, jossa oli 6,35 x 6,35 mm (1/4 x 1/4 tuuman) pykälät. Heti levityksen jälkeen sijoitettiin sementtilaas-tin päälle absorboiva laatta (5,08 x 5,08 cm; 2x2 tuumaa) ja laatan päälle sijoitettiin 1 kg:n paino. 5 minuutin kuluttua toinen samanlainen laatta sijoitettiin toiselle levitetyn sementin alueelle ja pidettiin paikoillaan 1 kg:n painon alla. Ensimmäinen laatta vedettiin irti käsin ja pintaa peittävän sementtilaastin alue arvioitiin. Tästä vielä 5 minuutin kuluttua sijoitettiin kolmas tiili kolmannelle levitetyn sementtilaastin alueelle ja toinen tiili vedettiin pois ja pintaa peittävä sement-ttilaastialue arvioitiin. Tästä viiden minuutin kuluttua vedettiin lopuksi kolmas laatta pois.

19 "6640 Tämä koe osoittaa sakeutusaineen vastustuskyvyn "kuoret-tumiselle". Mitä suurempi määrä sementtilaastia peittää laatat, sitä suurempi on sementtilaastin pintaankiinnit-tymistaipumus. Ensimmäisen laatan arvot (nimeltään 0-ajan pintaankiinnittyminen, SA (engl. surface adhesion)) ovat normaalisti 90 - 100 %. Toisen laatan arvot (5 min SA) ovat normaalisti välillä 27 - 75 % ja kolmannen laatan arvot ovat tyypillisesti 0 - 25 %.

Leikkauslujuus

Leikkauslujuus eli keskimääräinen lujuus vuorokauden kuluttua, mitattiin seuraavalla tavalla. 11,43 x 11,43 cm:n (4 1/2 x 4 1/2 tuumaa) katkaistiin keskeltä ja sementoitiin yhteen 3,175 mm:n (1/8 tumaa ) laattasementtilaasti- 2 kerroksella (pinta-ala 412,8 cm ; 64 neliötuumaa). Sementtilaastin annettiin kuivua 24 tuntia 21,l°C:ssa (70°F) 50 %:n suhteellisessa kosteudessa. Sitten kohdistettiin pystysuora voima vakionopeudella ja kuorma rekisteröitiin.

Saadut tulokset on esitetty taulukossa 5.

2 O

86640 c\j ^ 8 S h :«i 1 <—t g CM P ^

C

PN φ

:o C

P P

c «a *—i p o o o E i

p (rt I o 3S in O

X ro .n C

(U p * t·*

w (U

c c: — '3 & o m o ^ i

OI CM o CD 00 P

r—< E tH «H SZ

'p 5 x t—t -r-t /—s pv -p p o o m ;td t p £ o co p C CT) K CM t—t ϊ—( I δ P c p :o p (OP m

(CC E (D

P p CO O O lO O P

00 ifl I o O C lf)

C .M CM P -HP

·· <U c < « <u

S

(Γ) S

I I

S o p o

3 g Q O O (0 Q

P (N E 00 O LO P P 00 3 S ^ § - (0 H -- X lf) m o p •r- I a

w p ^ C

l’ ^ $ ti J J 3: t m ^ § <: $ 3 p p m a 3 m m 3 2 (0 (0 3 3 3 p p P P •p (Ö (rt S SS 5 3 i E > > C 3 p o c c (up a 3 88555355 c

s b i 6 E 6 M c S

o BBomo(5|·. g C 3 p p E P p •m <D fl) fl3 ·(—♦ ^ (0 c > λ: ^

> 10 O O (0 (M

| 3 s <3 ω J-< k—I pin *2+ pL« t-1 21 AJ· Q /" ^ Λ -1 ^ O O <.1

Taulukot 4 ja 5 esittävät kahta sarjaa erilaisia se-menttilaasteja, joissa on eri vesisuhde. Ensimmäisessä sarjassa (esimerkit 7-9), keksinnönmukainen seos (ilman lisäainetta) toimi samoin kuin MHPC-näyte, jossa oli lisäainetta. Toisessa sarjassa (esimerkit 10 - 12), osoitti tämän keksinnön mukainen seos (ilman lisäainetta) paljon parempaa kuorettumisenvastustuskykyä kuin MHPC (mukana lisäaine). Parempi kuorettumisenvastustsukyky sallii tehokkaamman muotoilun. Esillä oleva keksintö antoi erinomaisen muovattavuuden kummassakin sarjassa.

Tämä paremmuus ilmeni suurempana sileytenä lastalla levitettäessä ja sementtilaastikerroksen terävyytenä uritettaessa.

Esimerkit 13 - 15 Nämä esimerkit edustavat sementtistukkojen keskinäistä vertailua. Sementtistukko on sementin, hiekan ja kevytsoran seos, jota levitetään ruiskuttamalla sopiviin osiin rakennuksissa.

Näissä esimerkeissä käytetty formulaatio, jossa kaikki osat ovat massaan perustuvia, on esitetty taulukossa 6.

22 86640

Taulukko 6

Massaosia

Aineosa_(kuivaseoksena)

Portland-sementti A' 180

Kalkki (95%) 50

Kvartsihiekka (0,05-2 mm)2 740

Vermikuliitti 20 AL-si1i kaati 10

Kokonai spolymeeri määrä (selluloosa- eetteri ja polyakryy1iamidi) 1,6 1. Standardi Portland-sementti, jonka puristuslujuus oli 35 N/mm2 8 vrk:n kuluttua 2. Kvartsihiekkaseos, jossa oli 1 massaosa jaetta 1-2 mm, 2 massaosaa jaetta 0,1-1,0 mm ja 1,5 massaosaa jaetta 0,05-0,3 mm.

23 866:0

Kuiva sementtistukko, jolla oli edellämainittu koostumus, lisättiin nopeudella 500 kierr ^ sekoittaen veteen niin, että saavutettiin taulukossa 7 mainittu suhde.Lisäyksen jälkeen sekoitusta jatkettiin 15 tai 30 sekuntia nopeudella 800 kierr ^ tarpeen mukaan, jotta saatiin homogeeninen seos.

Ulkonäkö ja muovattavuus määritettiin silmämääräisesti ja käsin sekoittamalla. Vedenerottuminen, ilmapitoisuus ja levitysarvo mitattiin seuraavassa esitetyllä tavalla.

Vedenerottuminen Tämä koe osoittaa vedenhävikin tai erottuneen veden määrän, joka koostumuksessa esiintyy, kun se on kosketuksessa absorboivan pinnan kanssa. Hyvin suurin vedenerottuminen saattaa saada aikaan sen, että kuivan stukon lujuus on pieni ja stukko saattaa halkeilla, mistä syystä pieni vedenerottumisarvo on toivottava.

Vedenerottuminen mitattiin siten, että ensin ladottiin pinoksi 10 kpl 40 Whatman-suodatinpaperirenkaita (halkaisija 9,0 cm; ASTM D981-65-standardin mukainen suoda- 2 tusnopeus 100 ml vettä 75 sekunnissa; massa 95 g/m ; paksuus 0,20 mm) ja sen jälkeen punnittiin pino. Sitten suodatinpapaeripino sijoitettiin tasaiselle pinnalle ja peitettiin päältä 11,0 cm:n no. 54 Whatman-suodatinpape-rilla (suodatusnopeus 100 ml vettä 10 sekunnissa ASTM D981-56-standardin mukaan). Tämän suodatinpaperipinon päälle asetettiin sylinteri, jonka halkaisija oli 5,08 cm (2 tuumaa) ja pituus 7,62 cm (3 tuumaa). Sylinteri täytettiin märällä laastiseoksella ääriään myöten. 1 minuutin kuluttua sylinteri ja päälimmäinen suodatinpaperi poistettiin. Suodatinpapaeripino punnittiin, jotta saatiin selville imeytyneen veden määrä, mikä ilmoitetaan laastiseoksesta erottuneena vesimääränä grammoissa (g) · 8 6 6 40 24

Ilmapitoisuus

Seokseen pidättyneen veden määrä määritettiin gravimetri-sesti. Märkä, ruiskutettava laastiseos sijoitettiin tilavuudeltaan tunnettuun sylinteriin ja napautettiin kevyesti 100 kertaa, jotta mahdolliset suuret ilmakuplat poistuivat. Sylinterin yläpäästä sahattiin pois pätkä, jotta saatiin tilavuudeltaan tunnettu määrä seosta. Saatu seos punnittiin. Kun tiedettiin märän seoksen ominaispaino ja seoksen kuiva-aineiden ominaispaino, voitiin laskea märän seoksen ilmatilavuus. Korkea ilmapitoisuus saa aikaan sileämmän ja kermamaisemman konsistenssin ja näin ollen se on toivottava.

Levitysarvo

Levitysarvo tai juoksevuus mitattiin Hagerman-virtauspöy-dällä normien DIN 1060/DIN 18555 mukaan (mikä virtauspöytä on samanlainen kuin ASTM c230-68T-standardissa on selostettu). pöytä pudotettiin 1 cm:n korkeuden läpi 15 kertaa.

Ruiskutuskoe

Kuiva seos, jonka formulaatio on esitetty taulukossa 6, kaadettiin Putzmeister Gipsomat G78-ruiskutuskoneen säiliöön, josta se työnnettiin sekoituskammioon. Sekoituskam-mio liitettiin vesihanaan. Sitten kuiva seos sekoitettiin veden kanssa ja siirrettiin ruuvipumpulla 10 metrin letkuun ja ruiskutettiin letkun päässä olevan suuttimen läpi seinäpintaan. Aika, joka kului ensimmäisen vesikos-ketuksen ja letkun suuttimesta poistumisen välillä oli 17 - 20 sekuntia. Seuraavien 1-2 tunnin kuluessa suoritettiin peräkkäisiä levitys- ja viimeistelykäsittelyitä niin, että saatiin tasainen lopputulos.

25 86640

Taulukko 7 - Sementtistukko 13 14 15

Havainnoi tu ominaisuus_ (MHEC) (Keksintö) (Keksintö)

Laboratory okokeet vesi suhde1 0,265 0,265 0,265 selluloosaeetteri R (osia) 1,52 F (osia) - 1,6 G (os^a) - - 1,6 polyakryyliamidi (osia) 0,08

Ulkonäkö sileä sileä sileä

Muovattavuus hyvä erin- erinomainen omainen

Levitysalue (cm) 15,5 15,5 15,5

Tahnan tiheys (g/cm2 ) 1,48 1,44 1,45

Ilmapitoisuus tahnan tiheys 5 min kuluttua 1,50 1,45 1,47 15 min kuluttua 1,50 1,48 1,47 30 min kuluttua 1,51 1,49 1,47

Taivutuslujuus (N/W) 1,7 1,8 1,

Puri stuslujuus (N/rrni3 ) 4,7 4,7 4,8

Ilmapi toi suus (%) 20 22 21

Veden erottuminen (mg 3 min kuluttua) 2505 2325 2432 . -. Rui skutuskokeet ~ stukko/vesisuhdeJ 3,6 3,3 3,3 ruiskutuskäyttäytyminen hyvä/ erin- erin- erinomainen omainen omainen veden virtaus (1/h) 335 350 350 paine (bar) 20 19-20 19 halkeilu ei lain- ei lain- ei lainkaan kaan kaan

Lisätty vesimäärä (massan mukaan)/kuivan stukon määrä (massan mukaan) 2

Kuivan stukon määrä (massan perusteella)/veden määrä (massan perusteella) 3

Ionoitumaton polyakryyliamidi, 1% liuos 800 mPa 26 86640

Taulukon 7 tuloksista ilmenee, että tämän keksinnön mukaiset polymeerit parantavat muovattavuutta ja vedenpidätyskykyä. Viimeksimainittu ominaisuus on edullinen, kun käytetään erittäin absorboivia pintoja. Suurempi mahdollinen vedenvirtaus suurimittakaavaisissa kokeissa parantaa sementtistukon saantoja ja näin alentaa kustannuksia.

Esimerkit 16 - 18 Nämä esimerkit on tarkoitettu ruiskutettavien kipsilaastien keskinäiseen vertailuun. Tässä esimerkissä käytetty for-mulaatio on esitetty taulukossa 8, jossa kaikki osat ovat massaosia. Näytteet valmistettiin lisäämällä polymeerit (selluloosaeetteri ja polyakryyliamidi), ilmanpidätys-aine ja sitoutumisenhidastin valmiiseen seokseen, jossa oli kipsi, anhydridi ja hydratoitu kalkki. Näytteet arvosteltiin samoin kuin esimerkkien 13 - 15 kohdalla on selostettu.

Taulukko 8

Aineosa Osia^

Kipsi (CaS04 1/2 H20) 500

Anhydridi II 450

Hydratoitu kalkki. 50

Kokonaispolymeerimäärä (selluloosaeetteri ja polyakryyliamidi ks. taulukko 9

Ilmanpidätysaine (natriumlauryylisulfaatti) ks. taulukko 9

Sitoutumisenhidastin (sitruunahappo) 0,5 1. Osat perustuvat seoksen kokonaismäärään ilman vettä.

8 6 6 4 Π 27

Taulukko 9 - Ruiskutettava kipsi laasti 16 17 18

Havainnoitu ominaisuus_(MHEC)_Keksintö_(Keksintö)

Kipsi laasti/vesisuhde^ 1,9 1,9 1,9

Selluloosaeetteri R (osia) 1,51 F (osia) - 1,45 G (osia) - - 1,46

Polyakryyliamidi (osia)^ 0,08 0,08 0,08 3

Ilmanpidätyspaine (osia) 0,50 0,53 0,54

Ulkonäkö sileä sileä sileä

Muovattavuus hyvä erinomainen erinomainen

Levitysarvo (cm) 16,7 16,3 15,9

Tahnan tiheys (g/cm3) 1,61 1,59 1,60

Ilmapitoisuus (%) 7,3 7,5 7,5

Veden erottuminen (rrg 9 minuutin kuluttua) 2210 1345 2915 1. Kipsi laasti (massan perusteella)/lisätty vesi (massan perusteella) 2. Ionoitumaton polyakryyliamidi, jonka 1% liuoksen viskositeetti on 00 mPas.

3. Natriumlauryyli sulfaatti ? Ö 86640

Edellä esitetyt tulokset osoittavat, että keksintö antaa ruiskutettaville laasteille erinomaisen muovattavuuden. Kaikki muut ominaisuudet, paitsi vedenerottuminen, olivat samanlaiset. Paras vedenerottumisarvo saatiin selluloosa-eetterillä F, jonka 3-butoksi-2-hydroksipropyylisubsti-tuutioaste oli korkeampi kuin selluloosaeetterillä G, mikä osoittaa hydrofobisuuden tärkeyden.

Esimerkit 19 - 21 Nämä esimerkit koskevat liimauskipsien vertailua. Liimaus-kipsit ovat hyvin puhdasta, hienojakosita kipsiä ja niitä käytetään kipsikappaleiden yhteenliimaamiseen. Formulaa-tiot on esitetty taulukossa 10.

Ulkonäkö ja konsistenssi mitattiin silmämääräisesti. Taivutuslujuus ja puristuslujuus mitattiin vastaavsti standardien ASTM C348 ja ASTM C108-80 mukaisesti. Kiin-nittymisvoima mitattiin 7 vrk:n jälkeen esimerkkien 1 - 6 kohdalla kuvatulla tavalla. Metallikiekko liimattiin rengasmaiseen alueeseen, jonka halkaisija oli 5 cm, ja joka oli tehty ontolla leikkurilla kipsikappaleen pintaan, jossa oli liimakerros.

Saadut tulokset on esitetty seuraavassa taulukossa 10.

29

6 6 6 ·: O

Taulukko 10 - Liimauskipsi

Havainnoitu 19 20 21 ominaisuus (HEHPC) (Keksintö) (MHEC)

Kipsi (CaS04 1/2 H20) (osia)1 1000 1000 1000

Selluloosaeetteri A (osia)1 1 - H (osia)1 - 0,8 R (osia)1 - - 1,2 1 2

Sitoutumisenhidastin (osia) ' 0,1 0,1 0,1 Käytetty vesisuhde2 0,68 0,68 0,68

Ulkonäkö kokkareita sileä sileä

Konsistenssi heikko kiinteä kiinteä

Taivutuslujuus (N/mm2) - 3,7 3,6

Puristuslujuus (N/mm2) - 8,9 8,3

Kiinnittyrnislujuus (N/cm2) - 46,84 46,84 1. Osat mitattu koko seoksen massan perusteella, ilman vettä 2. Struunahappo 3. Lisätyn veden määrä (massan perusteella)/seoksen määrä (massan persuteella) (ilman lisättyä vettä) 4. Alustan särkyminen

Esillä olevan keksinnön näytteen ulkonäkö ja konsistenssi olivat paremmat verrattuina näytteen 19 (HEHPC) vastaaviin ominaisuuksiin, ja keksinnönmukaisen näytteen lujuus oli erittäin paljon parempi, vaikka selluloosaeetteriä oli läsnä pienempänä pitoisuutena.

86640 30

Esimerkki 22 Tämä esimerkki edustaa saumalaastin valmistusta, jossa käytetään esillä olevan keksinnön mukaista 3-butoksi-2-hydroksipropyylihydroksietyyliselluloosaa. Näytteen formu-laatio on esitetty taulukossa 10. Kalkkikivi, savi, kiille ja selluloosaeetteri sijoitettiin astiaan ja sekoitettiin keskenään. Vesi sijoitettiin Hobart N50-sekoit-timeen. Veteen lisättiin sideaine ja sekoitettiin. Kuiva-seos lisättiin tämän jälkeen edellä saatuun nestemäiseen dispersioon ja sekoitettiin mekaanisesti 20 minuuttia.

Ulkonäkö arvioitiin subjetiivisella arvosteluasteikolla 1-5. Luokitus 1 tarkoittaa, että näyte on hyvin tasainen ja kermamainen. Luokitus 5, tarkoittaa, että esiintyy erittäin paljon rakeisuutta.

Hyytelömäisyys mitattiin subjektiivisesti. Hyytelömäisyy-dettömyys tarkoittaa elastisten ominaisuuksien puttumista ("rakenne"), kun taas voimakas hyytelömäisyys tarkoittaa, että tahna on samanlaista, kuin keitetty tärkkelyskiisseli.

Taulukko 11 - Saumalaasti

Esimerkki 22 (keksintö)

Kalkkikivi (massa-%) 58,6

Attapulgiittisavi (massa-%) 2,0 2

Sideaine 1,5

Kiille (massa-%) 3,0

Selluloosaeetteri F (massa-%) 0,4

Vesi (massa-%) 34,5

Viskositeetti (BU)^ 600

Ulkonäkö 1

Hyytelömäisyys hyvin vähäinen 1. Viskositeetti ASTM C474-67-standardin mukaan.

2. Polyvinyyliasetaattiemulsio, joka on sisäisesti pehmitetty 10 %:lla dibutyyliftalaattia, jota myydään tavaramerkillä Ucar 131 (Union Carbide Corporation).

31 866 40

Ulkonäkö oli erinomainen, mutta hyytelöityminen oli hyvin vähäistä.

Tämän keksinnön mukaiset alkyyliglysidyylistä johdetun radikaalin sisältävät polymeerit ovat, kuten edellä on mainittu, käyttökelpoisia stabilointiaineina emulsiopoly-meroinnissa, suojäävinä kolloidenina suspensiopolymeroin-nissa, sakeuttamisaineina kosmeettisissa aineissa ja sham-poissa ja hiutaloittamisaineina mineraalien prosessoinnissa.

Claims

1. Vesiliukoinen selluloosaeetterijohdannainen, jossa on ensimmäinen substituentti, joka on valittu joukosta, joka käsittää hydroksietyylin, hydroksipropyylin ja metyylin, tunnettu siitä, että se on myös substituoitu noin 0,05 - noin 50 %:lla, substituoidun selluloosaeetteri-johdannaisen kuivamassan perusteella laskettuna, 3-alkoksi- 2- hydroksipropyyliryhmää, jonka alkyyliosa on suora-tai haaraketjuinen, 2-8 hiiliatomia sisältävä alkyyli-ryhmä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vesiliukoinen selluloosaeetteri johdannainen, tunnettu siitä, että 3-alkoksi-2-hydroksipropyyliryhmän määrä on noin 0,1 - noin 25 massa-%.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen vesiliukoinen selluloosaeetterijohdannainen, tunnettu siitä, että alkyyliosa on suoraketjuinen alkyyliryhmä, jossa on 2 - 6 hiiliatomia.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen vesiliukoinen selluloosaeetterijohdannainen, tunnettu siitä, että 3- alkoksi-2-hydroksipropyyliryhmä on 3-butoksi-2-hydroksi-propyyliryhmä.

5. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen vesiliukoinen selluloosaeetterijohdannainen, tunnettu siitä, että ensimmäinen substituentti on hydroksietyyli ja selluloosaeetterijohdannainen on ionoitumaton.

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen vesiliukoinen selluloosaeetteri johdannainen, tunnettu siitä, että molaarinen hydroksietyylisubstituutioaste on noin 1, 5 - 3,5.

7. Minkä tahansa edelläolevan patenttivaatimuksen mukainen vesiliukoinen selluloosaeetterijohdannainen, tunnettu siitä, että sen polymerointiaste on noin 1500 - noin 4000. 33 8 6 6 4 Π

8. Rakennusmateriaaliseos, joka sisältää hydraulista tai synteettistä sideainetta, tunnettu siitä, että se sisältää myös noin 0,5 - noin 5 massa-% minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukaista vesiliukoista selluloosaeetterijohdannaista.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen rakennusmateriaaliseos, tunnettu siitä, että sideaine on portlandsementti tai rakennuskipsi.

10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen rakennusmateriaaliseos, tunnettu siitä, että sideaine on synteettinen sideaine, joka on polyvinyyliasetaattihomopolymeeri tai etyleeni-poly-vinyyliasetaattikopolymeeri.

11. Patenttivaatimuksen 8 mukainen rakennusmateriaaliseos, tunnettu siitä, että se sisältää täyteainetta, joka voidaan valita ryhmästä, joka käsittää soran, hiekan, dolomiitin, kipsin, kalkin, kalkkikiven, perliitip,vermikuliitin ja polystyreenin. 34 *6640