KR102412318B1 - 분말 형태를 갖는 유동화 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

분말 형태를 갖는 유동화 조성물 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리카복실레이트 에테르들에서 선택된 적어도 하나의 초가소제를 포함하는 액체 또는 분말 형태를 갖는 유동화 조성물에 관한 것이고, 상기 유동화 조성물은 초가소제 100 중량부에 대하여 1 내지 20 중량부의, 적어도 하나의 방향족 탄화수소 설폰산 또는 알칼리 염들, 알칼리 토금속 염들 또는 이들의 혼합물 중 하나에서 선택된 염들 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 또한 유동화 조성물, 상기 유동화 조성물이 포함된 건조 모르타르뿐 아니라 상기 건조 모르타르로부터 제조된 플라스터들을 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

분말 형태를 갖는 유동화 조성물 및 이의 제조방법{WETTING COMPOSITION TAKING THE FORM OF A POWDER AND ITS PREPARATION PROCESS}
본 발명은 액체 또는 분말 형태의 유동화 조성물(fluidzing composition), 이러한 유동화 조성물을 제조하는 방법, 상기 유동화 조성물을 포함하는 건조 모르타르 및 콘크리트뿐 아니라, 플라스터(plasters) 및 바닥 코팅과 같은, 상기 건조 모르타르 또는 상기 콘크리트로부터 제조된 코팅에 관한 것이다.
수경성 바인더들을 포함하는 물질들의 용도 및 성능은 그것들의 제형에 폴리머 초가소제(superplasticizer)를 첨가함으로써 개선되었다. 폴리머 초가소제(the latter)의 기능은 제형의 미경화 상태(fresh state)의 안정성, 경화 후의 내구성 및 성능에 대하여 과량의 물이 어떠한 해로운 영향을 미치는 것을 방지하면서, 출발 현탁액을 가공하기 용이하게 만들기 위하여 출발 현탁액에 최소 함수량으로 최대 유동성을 부여하는 것을 보장하는 것이다.
폴리카복실레이트 에테르들이 특히 초가소제로서 효율적인 성분들인 것으로 밝혀졌다. 이러한 코폴리머의 생성은 폴리카복실산 체인에 그래프트된 폴리(알킬렌 옥사이드) 체인들에 기초를 두고 있다. 이러한 생성물들은 제어하기 쉬운 제형이고, 그것들의 분산 특성들로 잘 알려져 있다. 이러한 생성물들은, 카복실레이트 기들이 존재하기 때문에 음전하를 띠고, 이에 의해 그것들은 수경성 바인더 입자들에 흡착하고 정전기적 반발력을 초래할 수 있는 반면에, 흡착되지 않은 폴리(알킬렌 옥사이드) 그래프트는 "입체 반발력(steric repulsion)"을 일으킨다.
이 화합물들은 콘크리트 제형뿐 아니라 셀프 레벨링 플라스터 제형들에 사용될 수 있다.
가소제가 폴리카복실레이트계인 경우, 가소제 혼합물이 시멘트-함유 건축 재료(building material)의 기공의 비율을 감소시킨다는 것이 US 6,545,067에 의해, 선행 기술로 공지되어 있다. 특히, 가소제 혼합물은 폴리카복실레이트 및 부톡시레이티드 폴리알킬렌폴리아민계 유동화제 또는 이들의 염과 같은 적어도 하나의 공기제거제(air detrainer)를 포함한다.
그러나, 이 문서는 셀프-레벨링 모르타르들의 유동성을 최적화하는 어떠한 암시도 제공하지 않는다.
본 명세서에서 사용된, "셀프-레벨링 플라스터(self-leveling plaster)"는 수평 기재(바닥) 상에 도포되거나 주조 공정 후에, 불균일하지 않고 표면의 (예를 들어 샌딩 처리 같은) 어떠한 기계적 처리없이 완벽하게 평탄한 표면을 얻을 수 있는 유체 모르타르를 의미한다.
이러한 플라스터들의 우수한 가공성 덕분에, 이것들은 임의의 성질의 건축용 원판들(building raw plates) 또는 수평 표면들 사이의 레벨 불균형을 교정하는데 널리 사용되고, 그 위에 적층된 바닥, 타일 바닥, 플라스틱 바닥 또는 코팅 또는 카펫과 같은 최종 코팅이 나중에 도포된다.
대규모의 건축 현장들에서, 셀프-레벨링 플라스터들은 일반적으로 혼합 기계를 사용하여 만들어진 후 펌핑된다. 이러한 기계들은 모르타르와 물을 혼합하는 것과 관련하여 특수성을 갖는다.
분말화된 모르타르와 물을 기계에 도입하고, 엔드리스 나사를 사용하여 혼합한다. 고 회전 스피드를 갖는 교반 디바이스를 사용하여 혼합한 것과 비교하면, 혼합 시간은 대략 수 초 정도로 매우 짧고, 전단 에너지가 낮다.
혼합을 완료하면, 미경화(fresh) 모르타르를 펌핑하여 가요성 호스를 통해 침착 위치로 이송한다. 그것은 그의 셀프-레벨링 특성때문에 확산되기 쉽고, 스파출라(spatula), 피커 롤러 등을 이용한 약간의 수동 개입만이 필요하다.
기계 내의 분말 모르타르 / 물과의 과도하게 빠른 혼합은 모르타르의 나쁜 분산성 때문에, 불량한 품질의 혼합물을 생성할 수 있다. 이러한 경우에, 펌프로 유입되는 미경화 모르타르의 점도가 너무 높아져, 압력의 증가와 의도하지 않은 유속(flow rate)의 감소를 일으킬 것이고, 따라서 생산성이 감소될 것이다. 또한, 나쁜 분산성으로 인해 결함을 갖는 불균일 모르타르가 만들어진다. 이런 상황에 대응하기 위해, 도포용 도구(applicator)는 전형적으로 급수율(rate of water)을 증가시키려고 할 것이고, 이것에 의해 성능(침강 및 블리딩) 저하, 기계적 특성들의 손실을 일으킨다.
이러한 상황에 직면해, 2가지 옵션, 즉 생산성을 저해하는 혼합 시간을 증가시키거나 또는 모르타르 분산 비율(rate)를 개선하는 것이 있다.
물에서 모르타르의 습윤성/분산 비율을 증가시키는 것은 유동화제(초가소제), 이 경우에는, 폴리카복실레이트 에테르의 효율성을 개선할 수 있음을 암시한다. 또한, 대략 수 초의 혼합 시간의 경우에는, 전통적인 폴리카복실레이트 에테르들의 사용으로는 만족스러운 성능을 얻을 수 없다.
따라서, 새로운 유동화제를 개발할 실질적인 필요가 있으며, 이것은 수경성 바인더(포트랜드 시멘트, 고-알루미나 시멘트 등)를 포함하는 조성물, 예를 들어 모르타르계 조성물(셀프-레벨링 플라스터) 또는 콘크리트의 유동성(rheology)을 특히 잘 조절하는 것을 가능하게 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기 언급된 문제점들 중 전부 또는 일부를 해결할 수 있는 새로운 유동화 조성물을 제공하는 것이다.
이를 위해, 목적과 같이 본 발명은 적어도 다음을 포함하는 유동화 조성물을 제공한다:
- 폴리카복실레이트 에테르들에서 선택된 하나의 초가소제,
- 및 초가소제의 100 (건조) 중량부에 대해 1 내지 20 중량부, 바람직하게는 2 내지 10 중량부 및 특히 3 내지 7 (건조) 중량부의, 적어도 하나의 방향족 탄화수소 설폰산 또는 알칼리 염들, 알칼리 토금속 염들 또는 이들의 혼합물 중 하나에서 선택된 염들 중 하나.
도 1은 유동화 동태의 평가 프로토콜에서 얻어진 전형적인 곡선을 나타낸다.
도 2 및 3은 다양한 모르타르 조성물들에 대하여 시간(초)의 함수로서 (임의의 단위의) 변형률 평가를 나타낸다.
도 4는 건조 모르타르와 물의 다양한 혼합 시간(초 단위)에 대해, 100 s-1에서의 전단 응력(shear stress) 평가를 나타낸다.
도 5는 전단 구배(s-1)의 함수로서 속도 변화(Pa.s)를 나타내는 곡선을 나타낸다.
본 명세서에서 사용된, 1 내지 20의 범위는 3; 3.5; 4; 4.5; 5; 5.5; 6; 6.5; 7; 7.5; 8; 8.5; 9; 9.5; 10; 10.5; 11; 11.5; 12; 12.5; 13; 13.5; 14; 14.5; 15; 15.5; 16; 16.5; 17; 17.5; 18; 18.5; 19; 19.5, 또는 20의 값들을 포함하는 것을 의도한다.
특히, 유동화 조성물은 초가소제의 100 (건조) 중량부에 대해 3(포함되지 않음) 내지 7 중량부의 적어도 하나의 방향족 탄화수소 설폰산 또는 알칼리 염들, 알칼리 토금속 염들 또는 이들의 혼합물 중 하나에서 선택된 염들 중 하나를 포함한다. 실제로 출원인은 다음을 포함하는 유동화 조성물을 사용함으로써 상기 초가소제의 작용 동태들(action kinetics)을 유의적으로 개선시킬 수 있다는 것을 놀랍게도 발견하였다: 적어도 하나의 폴리카복실레이트 에테르계 초가소제 및 적어도 하나의 방향족탄화수소 설폰산 또는 이의 염들 중 하나.
본 명세서에서 사용된, 초가소제 또는 유동화 조성물의 작용 동태를 개선시키는 것은 다음을 개선시키는 것을 의미한다:
- 유동화 조성물을 포함하는 모르타르-계 또는 콘크리트-계 제형들의 분산율(dispersion rate),
- 미경화(fresh) 모르타르 또는 콘크리트의 목표 점도를 얻는데 필요한 비율 및 이후의 그것의 안정성.
또한, 뜻밖에도, 본 발명의 유동화 조성물들은 모르타르의 총 중량에 대하여 낮은 폴리카복실레이트 에테르 중량 비를 사용하여 기대되는 성능을 얻을 수 있다.
본 발명의 유동화 조성물들은 액체 형태 또는 분말형태이다. 일반적으로 액체 형태는 콘크리트 조성물들을 제조하는데 적합한 반면에, 분말 형태는 일반적으로 바로 사용할 수 있는(ready-to-use) 모르타르 제형들, 예를 들어 셀프-레벨링 플라스터를 제조하는 데 적합할 것이다.
달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 "X 내지 Y"의 범위에서 언급되는 값들은 X 및 Y 값을 포함한다.
전술한 바와 같이, 유동화 조성물은 적어도 하나의 방향족 탄화수소 설폰산 또는 이의 염들 중 하나를 포함한다.
본 명세서에서 사용된, "이의 염들 중 하나"는 알칼리 염들, 알칼리-토금속 염들 또는 이의 혼합물 중 하나를 의미하는 것이다.
본 명세서에서 사용된, "방향족 탄화수소"는 유기 화합물, 즉 탄소와 수소 원자들을 필수적으로 함유하는 화합물을 의미하고, 이것들 원자 중 적어도 하나의 토막(fragment)은 휘켈의 방향족 규칙을 만족한다. 방향족 탄화수소는 예를 들어 벤젠 고리를 포함할 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 유동화 조성물에서 방향족 탄화수소 설폰산은 적어도 하나의 설폰기에 의해 치환된 방향족 탄화수소를 포함한다.
그것은 예를 들어 벤젠설폰산, p-페놀설폰산, 크레졸설폰산, o-크레졸설폰산, m-크레졸설폰산, 파라-톨루엔설폰산, 2,4-자일렌설폰산, 2,5-자일렌설폰산, 도데실-벤젠설폰산, 알킬디페닐옥사이드 디설폰산, 또는 예를 들어 알칼리 염 및 알칼리-토금속 염들 또는 이들의 혼합물들 중 하나에서 선택된 이의 염들 중 하나에서 선택될 수 있다. 바람직하게는, 나트륨 염들 또는 칼륨 염들, 또는 이들의 조합물들이 선택될 수 있다.
방향족 탄화수소 설폰산은 유리하게는 파라-톨루엔 설폰산 또는 이의 염들 중 하나, 예를 들어 그것의 나트륨 염이다.
예기치 않게, 그리고 후술하는 실시예들에서 기술한 것처럼, 본 발명에 따른 방향족 탄화수소 설폰산은 폴리카복실레이트 에테르들에 기초한 초가소제의 특성을 개선할 수 있다는 것이 밝혀졌다.
본 발명에 따르면, 폴리카복실레이트 에테르들은 적어도 하나의 옥시알킬렌 글리콜-함유 구성 단위 및 적어도 하나의 카복실산 단위를 포함하는 통계 코폴리머들(statistical copolymers), 교대 코폴리머들(alternating copolymers) 블록 코폴리머들, 또는 빗 구조를 갖는 코폴리머들에서 선택될 수 있다.
바람직하게는 주 체인이 카복실기을 포함하고 하나 이상의 부 체인(들)이 옥시알킬렌 글리콜 기들을 포함하는 폴리알킬렌 글리콜 폴리카복실레이트들을 사용할 것이다.
이들 폴리머들은 유리산(free acid) 형태 또는 이들의 염의 형태로 존재할 수 있다.
사용하는데 적절한 카복실산들 또는 불포화된 카복실산 유도체들로 언급되는 것은 특히 아크릴산, 메타크릴산, 말레산 무수물, 말레산, 푸마르산, 이타콘산뿐 아니라 이타콘산 무수물이다.
폴리카복실레이트 에테르들은 선형, 분지형일 수 있고, 빗형 구조, 별형 구조 등을 가질 수 있다.
바람직하게는 폴리카복실레이트 에테르들은 카복실산들과 폴리(알킬렌 글리콜) 카복실산 에스테르의 코폴리머들, 카복실산들과 폴리(알킬렌 글리콜) 아마이드의 코폴리머들, 카복실산들과 폴리(알킬렌 글리콜) 이미드의 코폴리머들, 카복실산들과 폴리(알킬렌 글리콜) 비닐에테르들의 코폴리머들, 카복실산들과 폴리(알킬렌 글리콜) (메트)알릴 에테르들의 코폴리머들, 카복실산들과 폴리(알킬렌 글리콜) 이소프레놀 에테르들의 코폴리머들, 중화되거나 중화되지 않은 것, 및/또는 이들의 조합물들에서 선택된다. 이 코폴리머들은 또한 다른 화학 부분들(moieties), 예를 들어 아마이드, 설포네이트 기(들) 등을 수반할 수 있다.
본 발명에서 적절히 사용할 수 있는 폴리카복실레이트 에테르들은 바람직하게는 25% 이하, 특히 20% 이하, 전형적으로 15% 이하, 및 가장 적절하게는 10% 이하의 그래프팅 비율을 갖는다.
본 명세서에서 사용된, "그래프팅 비율(grafting rate)"은 폴리알킬렌 글리콜 그래프트들의 수 와, 카복실 부분들 및/또는 카복시레이트 부분들의 총 수와 폴리알킬렌 글리콜 그래프트들의 수의 합 사이의 비율을 의미한다.
전형적으로 유동화 조성물은 건조 유동화 조성물의 총 중량에 대해 적어도 40 중량%, 바람직하게는 적어도 80 중량% 및 보다 바람직하게는 적어도 90 중량%의 초가소제를 포함한다.
바람직하게는, 본 발명의 분말 형태의 유동화 조성물은 315 ㎛ 이하의 입자 크기를 갖는다.
본 발명에 따른 적어도 하나의 초가소제에 기초한 유동화 조성물은 또한 하나 이상의 첨가제(들)을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 "유동화 조성물의 첨가제들"은 방향족 탄화수소 설폰산들 또는 이의 염들 이외에 본 조성물에 첨가될 수 있는 참가제들을 의미한다.
바람직하게는, 분말 형태의 유동화 조성물은 적어도 하나의 고결 방지제(anti-caking agent)를 포함한다.
본 발명에 따르면, 고결 방지제들은 침전된 실리카들, 발열성 실리카들, 카올린, 점토, 칼슘 카보네이트, 또는 이들의 혼합물 중 하나에서 선택될 수 있다.
다른 첨가제들도 사용될 수 있다. 항발포제 또는 증점제도 비포괄적으로(non-exhaustive) 사용될 수 있다.
본 발명은 추가로 상기에서 정의된 바와 같이 폴리카복실레이트 에테르로부터 선택된 적어도 하나의 초가소제와 적어도 하나의 방향족 탄화수소 설폰산 또는 이의 염들 중 하나를 함께 혼합하는 단계를 포함하는 유동화 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이고, 상기 적어도 하나의 방향족 탄화수소 설폰산 또는 이의 염들 중 하나는 상기 초가소제 100 중량부에 대해 1 내지 20 중량부(건조 중량)를 나타낸다.
일 실시형태에서, 상기 기술된 유동화 조성물은 액체 형태로 존재하고, 적어도 하나의 폴리카복실레이트 에테르와 적어도 하나의 방향족 탄화수소 설폰산을 용매, 예를 들어 물에서 함께 혼합하여 제조될 수 있다(방법 1).
이 실시형태에서, 폴리카복실레이트 에테르는 바람직하게는 이미 용액 상태로 되어있고, 상기 용액에 다음이 첨가된다:
- 분말 형태의 방향족 탄화수소 설폰산 -혼합물은 완전 용해 후에 염기, 바람직하게는 수산화 나트륨을 첨가하여 중화됨-, 또는 이의 나트륨 염 ,
- 또는 용액의 방향족 탄화수소 설폰산 -사전에 염기, 바람직하게는 수산화 나트륨으로 중화됨-, 또는 이의 나트륨 염 .
염기를 첨가하는 중화 단계 후에, 상기 혼합물은 8 이하의 pH 값, 특히 7 이하, 전형적으로 5.5 내지 7의 범위(경계값 포함), 보다 적절하게는 6.5의 pH 값을 갖는 것이 바람직하다.
다른 실시형태에서, 상기 기술된 것과 같이 유동화 조성물은 분말 형태이다(방법 2).
그것은 폴리카복실레이트 에테르의 분말을 방향족 탄화수소 설폰산 또는 이의 염들 중 하나의 분말과 함께 혼합하여 제조될 수 있다. 이 경우에는, 일반적으로 315㎛ 이하의 입자 크기를 갖는, 이미 분말 형태인, 폴리카복실레이트 에테르 및 역시 분말 형태인 방향족 탄화수소 설폰산을 사용하는 것이 바람직하다.
분말 형태의 유동화 조성물은 다음의 단계들을 포함하는 제조 방법에 따라 제조될 수도 있다.
a) 액체 형태의, 폴리카복실레이트 에테르에서 선택된 적어도 하나의 초가소제와 적어도 하나의 방향족 탄화수소 설폰산 또는 이의 염들 중 하나를 함께 혼합하는 단계;
b) 단계 a)에서 얻어진 혼합물을 건조시키는 단계.
단계 a)의 액체 혼합물은 상기 기술된 절차에 따라 얻어진다(방법 1).
건조 단계 b)는 당해 기술 분야의 통상의 기술자에게 공지된 임의의 기술에 의해, 특히 공-분무화(co-atomization)하거나 또는 기재 상에 침착함으로써, 수행될 수 있다.
공-분무화는, 내부에서의 고온 공기 흐름(hot air flow)으로 액체 유동화 조성물을 분말로 변환시킬 수 있는 분무기(atomizer)로 액체 형태의 유동화 조성물을 스프레잉하는 것을 포함한다.
고결 방지제(미세 실리카)는, 존재하는 경우에는, 분무 챔버에 동시에 도입되거나, 또는 혼합(mixing)을 통해 건조된 분말에 첨가될 수 있다. 고결 방지제의 양은 분말 형태의 유동화 조성물의 총 중량에 대해 바람직하게는 5 중량% 이하, 전형적으로는 2 내지 4 중량% 범위이다.
기재 상에의 침착은, 용액 내의 혼합물을, 바람직하게는 고 비표면적을 갖는, 예를 들어 100 m2/g 이상의 비표면적을 갖는 무기 흡착 기재 상에 흡착시켜 수행된다. 일반적으로 고 비표면적 무기 흡착 기재는 고 비표면적 실리카, 예를 들어 침전된 실리카 또는 발열성(pyrogenated) 실리카이다.
건조가 나중에 이어지게 되는, 기재 상의 침착은, 약 80℃의 온도에서 진공 하의 챔버에서 수행된다.
기타 선택적 첨가제들(항발포제, 증점제)은 건조 전에, 또는 분말/분말 혼합 작업을 통하여 용액에 포함될 수 있다.
건조 단계 b)는 일반적으로 조성물의 총 중량에 대해, 3 중량% 이하, 또는 심지어 2 중량% 이하의 잔여 수분 함량(residual moisture content)을 갖는 분말을 얻을 수 있다.
유동화 조성물이 공-분무화에 의해 얻어지는 경우, 유동화 조성물은 다음을, 상기 조성물의 총 중량에 대해, 중량으로, 포함하는 것이 바람직하다:
- 70 내지 95 중량%, 바람직하게는 80 내지 95 중량%의 폴리카복실레이트 에테르,
- 0.7 내지 19 중량%, 바람직하게는 2 내지 10 중량%의 방향족 탄화수소 설폰산 또는 이의 염들 중 하나,
- 0 내지 5 중량%, 바람직하게는 2 내지 4 중량%의 고결방지제.
유동화 조성물이 기재 상에 침착되고 건조되어 얻어지는 경우, 유동화 조성물은 상기 조성물의 총 중량에 대해 다음을, 중량으로, 포함하는 것이 바람직하다:
- 35 내지 55 중량%, 바람직하게는 40 내지 50 중량%의 폴리카복실레이트 에테르,
- 0.35 내지 11 중량%, 바람직하게는 1 내지 5 중량%의 방향족 탄화수소 설폰산 또는 이의 염들 중 하나,
- 40 내지 60 중량%의 100 m2/g 이상의 비표면적을 갖는 무기 흡착 기재.
본 발명은 또한 상기에서 정의된 유동화 조성물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하고 적어도 하나의 수경성 바인더를 포함하는 건조 모르타르에 관한 것이다.
상기 조성물의 총 중량에 대해, 건조 모르타르 조성물은 중량%로 다음과 같다:
- 15 내지 50 중량%, 바람직하게는 30 내지 40 중량%의 수경성 바인더,
- 25 내지 80 중량%, 바람직하게는 50 내지 70 중량%의 무기 필러들,
- 0.01 내지 2 중량%, 바람직하게는 0.05 내지 0.5 중량%의 유동화 조성물,
- 0 내지 5 중량%의 기타 첨가제들(가속화제, 응결지연제, 항발포제).
수경성 바인더는 적어도 하나의 고-알루미나 시멘트 및/또는 하나의 포트랜드 시멘트 및/또는 하나 이상의 칼슘 설페이트들을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 "고-알루미나 시멘트"는 일반적으로 바인더의 총 중량에 대해 30 내지 80 중량% 범위의 알루미나 함유량을 갖는 수경성 바인더로 정의된다. 본 명세서에 사용되는데 적절한 고-알루미나 시멘트로 지칭되는 것은 Ternal® 및 SECAR® 범위의 제품들이다. 고-알루미나 시멘트는 CA, C12A7에서 선택된 결정화된 광물 상(phase) 또는 무정형 상을 갖거나, 또는 상기 결정화된 광물 상들 중 적어도 하나와 하나의 무정형 상의 혼합 형태를 가질 수 있다. 고-알루미나 시멘트는 1500 cm2/g 이상, 보다 바람직하게는 2000 내지 5000 cm2/g 범위의 비표면적(Blaine)을 갖는 것이 바람직하다.
포트랜드 시멘트는 특히 시멘트에 대한 유럽 표준 EN 197-1에 따라 표준화된 시멘트일 수 있다.
칼슘 설페이트들은 천연의 또는 합성의 무수석고, 석고 또는 반수석고의 형태일 수 있다.
기타 수경성 바인더들은 예를 들어 수경성 석회 또는 설포알루미나 시멘트와 같은 것들도 사용될 수 있다.
본 발명의 유리한 일 실시형태에서, 수경성 바인더는 건조 모르타르 총 중량에 대해, 고-알루미나 시멘트, 선택적으로 포트랜드 시멘트 및/또는 하나 이상의 칼슘 설페이트들을, 중량으로, 포함한다.
- 5 내지 35 중량%, 바람직하게는 15 내지 30 중량%, 보다 바람직하게는 15 내지 25 중량%의 고-알루미나 시멘트,
- 0 내지 35 중량%, 바람직하게는 0 내지 10 중량%, 보다 바람직하게는 0 내지 5 중량%의 포트랜드 시멘트,
- 0 내지 15 중량%, 바람직하게는 0 내지 10 중량%, 보다 바람직하게는 5 내지 10 중량%의 칼슘 설페이트들.
본 발명의 또 다른 유리한 실시형태에서, 수경성 바인더는 칼슘 설페이트들에 기본적으로 기초한다. 이 경우에, 건조 모르타르는 건조 모르타르의 총 중량에 대해 15 내지 50 중량%, 바람직하게는 30 내지 40 중량%의 칼슘 설페이트들을 포함한다.
모르타르는 필러들, 바람직하게는 무기 필러들을 포함한다. 이 무기 필러들은 건조 모르타르 총 중량의 25 내지 80 중량%, 바람직하게는 50 내지 70 중량%이다. 무기 필러들은 0 mm 내지 2 mm 범위의 입자 크기 분포에 기초하여 선택되는 것이 바람직하다.
그것들은 규산질 화합물들(모래, 석영) 또는 탄소질 화합물들(칼슘 카보네이트, 돌로마이트)에서 선택된다. 무기 필러들은 따라서 미세질(fines) 또는 필러들 및 모래들을 포함한다. 본 발명에 따르면, 필러들은 0 내지 80 ㎛ 입자 크기 범위를 갖고 0 내지 2 mm, 바람직하게는 0 내지 800 ㎛ 입자 크기 범위를 갖는다. 건조 모르타르 총 중량에 대해, 필러들은 바람직하게는 10 중량% 내지 40 중량%, 보다 바람직하게는 20 내지 35 중량%이고, 모래는 10 중량% 내지 40 중량%, 보다 바람직하게는 20 내지 40 중량%이다.
본 발명의 건조 모르타르는 일반적으로 다수의 첨가제들을 포함한다. 이들은 재분산 수지들의 형태로 응결 조절제들(set controlling agents), 레올로지 조절제(rheology modifiers): 증점제들 및 수분 유지제들(water retentive agents), 항발포제들 및 코-바인더들이다.
응결 조절제들은 가속화제들과 응결지연제들을 포함한다. 가속화제로 지칭된 것은 리튬 설페이트, 리튬 카보네이트 또는 칼륨 설페이트이다. 응결지연제로 지칭된 것은 붕산 또는 카복실산, 특히 시트르산, 타르타르산, 글루콘산뿐 아니라 이들의 대응 염들이다. 레올로지 조절제는 항 침전제들, 예를 들어 웰란(welan) 및 디우탄 검들, 잔탄 검, 구아들, 전분들 또는 점토들을 지칭할 수 있다. 셀룰로오스 에테르들은 적절한 수분 유지제들을 지칭할 수 있다.
건조 모르타르에 대한 전체 첨가제들은 건조 모르타르의 총 중량에 대해 0 내지 5 중량%이다.
본 발명은 또한 셀프-레벨링 유체 모르타르에 관한 것이다. 특히, 셀프-레벨링 유체 모르타르는 상기 정의된 것처럼 건조 모르타르와 물과의 혼합을 통해 얻어진다.
물/모르타르의 중량비는 0.5 이하, 바람직하게는 0.3 이하, 및 보다 바람직하게는 0.25 이하이다.
상기 정의된 것과 같은, 코팅 위에, 셀프-레벨링 유체 모르타르의 제조방법 및 구현방법은 다음을 포함하는 것을 특징으로 한다:
a) 건조 모르타르와 물을 함께 혼합하여 유체 모르타르를 제조하는 단계,
b) 선택적으로, 유체 모르타르를 펌핑하는 단계,
c) 코팅의 표면 상에 유체 모르타르를 도포하여 유체 모르타르가 도포된 표면을 평평하게 하는 단계.
본 발명에 따르면, 혼합 단계는 매우 짧은 혼합 시간(수 초)에, 기계적 믹서로 수행될 수 있다.
한번 도포된 플라스터는 3 mm 내지 10 cm 범위의 두께를 가질 수 있다. 그것은 다음일 수 있다:
- 3 내지 5 cm의 두께를 갖고, 덮이거나 또는 노출된 상태로 남아있는, 바닥 레벨링 플라스터,
- 3 내지 10 cm의 두께를 갖는 SLS(Self Leveling Screed).
코팅은 따라서 도포(application)를 통해 먼저 얻어진 후, 상기에서 정의된 것과 같은 셀프-레벨링 유체 모르타르를 건조시켜 얻어진다.
본 발명은 또한 적어도 하나의 수경성 바인더, 모래 및 자갈들에서 일반적으로 선택된 골재들, 물을 포함하는 콘크리트에 관한 것이고, 이것은 상기 정의된 유동화 조성물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 콘크리트 조성물의 건조 총 중량에 대해, 건조 중량에 따른 콘크리트 조성물은 다음과 같다:
- 0.5 내지 50 중량%, 바람직하게는 2 내지 30 중량%의 수경성 바인더,
- 0 내지 50 중량%, 바람직하게는 0 내지 30 중량%의 무기 필러들(필러들, 모래들),
- 10 내지 98 중량%, 바람직하게는 20 내지 95 중량%의 골재들(골재들 중에서 1 내지 99%의 모래들 및 1 내지 99%의 자갈들 및/또는 파쇄 자갈들은 2 mm 초과, 보다 바람직하게는 2 내지 15 mm 범위, 바람직하게는 2 내지 10 mm의 입자 크기 분포를 갖음),
- 0.01 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.05 내지 1.5 중량%의 유동화 조성물,
- 0 내지 5 중량%의 기타 첨가제들(가속화제, 응결지연제, 항발포제, 섬유들 등).
콘크리트 성분들은 건조 모르타르에 대해 정의된 것들을 포함한다. 그것들은 모르타르에 사용된 골재들보다 큰 입자 크기를 갖는 골재들을 추가로 포함한다.
실제로, 본 명세서에서 사용된, "콘크리트"는 물과 혼합된, 적어도 하나의 수경성 바인더, 골재들, 선택적으로 첨가제들 및 선택적으로 무기 첨가물들의 조합을 의미한다.
본 명세서에서 사용된, "골재들"은 125 mm 미만의 크기를 갖는 무기 입자들을 의미하고: 특히 이것은 상기 정의된 것과 같은 모래들, 표준 EN 12620(2008)에서 정의된 것과 같은 파쇄 자갈들 및 자갈-모래 혼합물들을 포함한다.
바로 사용할 수 있는(ready-to-use) 콘크리트들의 특성들은 특히 표준 EN206-1(2004)에 상세하게 설명되고, 프리캐스트 콘크리트들은 표준 EN13369(2004)에 상세하게 설명된다.
콘크리트는 당업자에게 공지된 건조 중량 비로, 물과 이전에 언급된 콘크리트 조성물을 함께 혼합하여 얻어지는 것이 바람직하다. 특히, 콘크리트는 미리 물과 조합된, 골재들, 무기 필러들, 수경성 바인더, 선택적으로 첨가제들 및 본 발명에 따른 유동화 조성물을 함께 블랜딩 및/또는 혼합하여 제조된다.
마지막으로, 본 발명의 목적은 적어도 하나의 수경성 바인더, 예를 들어 콘크리트 또는 건조 또는 액체 모르타르를 포함하는 조성물 내의 초가소제로서의 상기에서 기술된 것과 같은 유동화 조성물의 용도를 제공하는 것이다.
실시예
이하의 실시예들은 오직 설명적 목적으로 제공되고, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 다음의 실시예들에서, 단위들이 명시되어 있지 않으면, 퍼센트는 중량퍼센트를 나타낸다.
Ⅰ. 유동화 조성물들
1. 사용된 원료들
액체 형태의 두가지 유동화 조성물들을 제조하였다: 비교로서의 종래 기술에 따른 조성물(P1)과 본 발명에 따른 조성물(P2).
첫 번째 유동화 조성물 P1은 수용액에 폴리카복실레이트 에테르(PCE)를 포함한다. 그것의 pH 값은 6.5이고, 35 중량%의 PCE의 건조 물질의 함량을 갖는다. 10% 미만의 그레프팅 비율을 갖고 사용되는, 폴리카복실레이트 에테르는 특허 FR2776285에서 기술된 방법에 따라 얻어졌다.
본 발명에 따른 두 번째 유동화 조성물 P2는 방향족 탄화수소 설폰산의 분말을 첨가되어 용해된, 첫 번째 유동화 조성물 P1로부터 제조된다.
P2 는 다음의 조성을 포함한다:
성분들 양 (g) 추출물 (% w/w) 건조물 (g)
유동화 조성물 P1 96.35 35.00 33.72
파라-톨루엔 설폰산 모노하이드레이트(PTSA) 1.67 90.50 1.51
소다 50% 1.98 50.00 0.99
총 합 100.00 35.8 35.78
소다는 조성물 P1에 대응하는 pH 값, 즉 6.5를 얻기 위해 첨가되었다. 액체 유동화 조성물 P2의 건조 추출물은 35.8%의 PCE를 나타낸다. 액체 P2 건조물에 대한 PTSA 퍼센트는 4.22%이다.
2. 분말로서 유동화 조성물들의 제조
유동화 조성물들 P1 및 P2는 이후 두 개의 상이한 방법들을 통해, 즉 분무화(atomization) 또는 기판에의 침착을 통해 건조되었다.
분말 형태의 3개의 유동화 조성물들은 이전에 기술된 액체 유동화 조성물들 P1 및 P2로부터 얻어졌다.
- 분무화를 통한 방법:
- 분말 형태의 유동화 조성물 C2는 액체 유동화 조성물 P1을 분무하여 종래 기술에 따라 얻어졌다. 분말을 제조한 후, 에보니크 산업((Evonik Industries AG)에서 판매하는 3%의 실리카 에어로실® OX 50(실리카, BET = 50 m2/g)은 혼합을 통해 고결 방지제로서 포함되었다.
마지막에, 분말 형태의 유동화 조성물 C2를 다음과 같이 이루어진다:
Figure 112016041386632-pct00001
분말화된 형태의 첫 번째 유동화 조성물 C5는 액체 유동화 조성물 P2(PCE-PTSA 혼합물의 수용액)을 분무하여 본 발명에 따라 얻어진다. 분말을 제조한 후, 유동화 조성물 C5 중량에 대해, 3% 실리카 에어로실® OX 50를 여기에 첨가하였다.
마지막에, 분말 형태의 유동화 조성물 C5를 다음과 같이 이루어진다:
Figure 112016041386632-pct00002
- 기재 상에 침착을 통한 방법:
본 발명에 따른 분말 형태의 두 번째 유동화 조성물 C6은 액체 유동화 조성물 P2를 기재 상에 침착시켜 얻어진다. 기재 상의 이러한 침착은 진공 건조 시스템을 갖춘 ROTO P10®의 분말 블랜더를 사용하여 수행된다. 로디아(Rhodia)에서 판매되는 Tixosil® 38로 지칭되는 실리카 기재(침전된 실리카, BET = 250 m2/g)를 믹서에 넣는다. 시스템은 80℃ 까지 가열되고, 압력은 380 mBar로 조절된다. 그 다음 믹서는 C6 중량에 대해 활성 물질들의 50 중량%의 최종 비율을 맞추기 위해, 조절된 유속으로 액체 유동화 조성물 P2가 공급되었다. 유동화 조성물 P2를 공급의 마지막에, 얻어진 분말 C6 내의 잔류 수분이 최대 6% 미만이 될 때까지 건조를 계속하였다.
믹서 ROTO P10®에 도입된 초기 양은 다음과 같다:
Figure 112016041386632-pct00003
마지막에, 기판 상에 침착 후, 분말 형태의 유동화 조성물 C6는 다음과 같이 이루어진다:
Figure 112016041386632-pct00004
Ⅱ. 테스트된 모르타르 조성물들(사용된 산물들 및 건조 모르타르들의 제형들)
본 발명에 따라 및 종래 기술에 따라, 다양한 유동화 조성물들을 평가하는데 사용되는 셀프-레벨링 모르타르 조성물은 다음의 표 2에서 설명된다:
모르타르 성분들 기능 설명 %
고-알루미나 시멘트 수경성 바인더 터날(Ternal)® RG 20.00
포트랜드 시멘트 수경성 바인더 CEM I 52.5 N 4
칼슘 설페이트 세미하이드레이트 수경성 바인더 프레스티아 산물(Prestia creation) 7
칼슘 카보네이트 필러 두르칼(Durcal)® 2 16.52
칼슘 카보네이트 필러 두르칼(Durcal)® 40 17.37
규산질 모래 필러 (모래) 280 ㎛의 평균 입자 크기를 갖는 CV 32 (SIBELCO) 25.57
규산질 모래 필러 모래 180 ㎛의 평균 입자 크기를 갖는 BR 36 (SIBELCO) 100 까지
에틸렌 비닐 아세테이트 폴리머 첨가제 (재분산 수지) 비니파스(Vinnapas) 5011L 3
첨가제 (항발포제) 디하이란(Dehydran) 1933 0.10
첨가제 (응결 조절제) 타르타르산 0.10
셀룰로오스 에테르 첨가제 (레올로지 조절제) 타이로스(Tylose)® H300P2 0.10
첨가제 (응결 조절제) 리튬 카보네이트 0.03
유동화 조성물
(C2, C5 또는 C6)		 초가소제 표 3 참조
총 합 - 100.00
모르타르의 총 중량에 대해 중량퍼센트로 나타낸, 테스트된 유동화 조성물들 C2, C5 및 C6에 대한 비율들은 다음과 같다:
- 유동화 조성물 C2: 0.1%
- 유동화 조성물 C5: 0.1 및 0.07%
- 유동화 조성물 C6: 0.2 및 0.14% (49.54%의 활성 물질들)
다양한 유동화 조성물들을 포함하는 모르타르들의 참조 번호는 다음의 표 3에 모아진다.
모르타르 참조 번호 플라스터들에 통합된 유동화
조성물들의 참조 번호		 포함된 유동화 조성물 양
(총 제형에서의 %)		 AM 양*
(%)
M2 (0.1) C2 0.10 0.10
M5 (0.1) C5 0.10 0.10
M5 (0.07) C5 0.07 0.07
M6 (0.2) C6 0.20 0.10
M6 (0.14) C6 0.14 0.07
*AM: 활성 물질
참조번호로 지칭되는, 2개의 다른 모르타르들이 테스트되었다:
- 제형 "M7 (0.1)", 유동화 조성물을 포함하지 않지만, 0.1% PTSA 모노하이드레이트를 첨가함,
- 제형 "M8 (0)", 유동화 조성물을 갖지 않음.
이 2개의 모르타르들 M7 및 M8은 따라서 임의의 PCE 초가소제를 함유하지 않는다.
모든 건조 모르타르들은 10분 동안 블랜더 Turbula® ex WAB을 사용하여 분말인 원료들을 혼합하여 얻어진다.
Ⅲ. 프로토콜 특성
1. 액체 모르타르들에 대한 셀프 - 스프레딩 (self-spreading) 시험
셀프-레벨링 모르타르들은 물과 상기에서 언급된 제형들(M2 (0.1), M5 (0.1), M5 (0.07), M6 (0.20) 또는 M6 (0.14) (24 중량부의 비율로 혼합)을 함께 혼합하여 얻어진다.
테스트를 위해, 특히 혼합은 다음의 방식으로 수행된다:
- 혼합할 물을 금속 비커에 넣고 앵커-형 블레이드를 갖춘 분산기 Rayneri® turbotest에 첨가한다. 블랜딩 속도는 1분 당 약 240 회전수이다.
- 20 초 내에 2 kg의 건조 모르타르를 여기에 첨가한다.
- 분말을 첨가한 후, 혼합물을 100 초 동안 1분당 800 회전수로 교반한다.
초기 셀프-스프레딩은 사이즈 d = 63 mm, h = 35 mm의 링을 사용한 혼합이 끝나고 2분 후 측정되었다.
결과들은 표 4에 주어진다.
2. 유동화 동태의 평가: 방법 1
테스트는 모르타르/물 혼합의 개시시에, 점도의 변화를 연속적으로 측정하는 것을 포함한다. 3개의 블레이드 프로펠러를 갖춘 유량계 Lamy Rheomat RM 260를 사용하였다. 테스트는 125 mL 폴리프로필렌 플라스크에서 수행되었다.
과정:
- 24g의 물을 플라스크에 붓고,
- 프로펠러가 완전히 담궈질 때까지 유량계의 이동 부(mobile part)를 잠기게 하고,
- 평가할 모르타르 100g의 무게를 재고,
- 유량계(측정 모드: 점도 = f(시간), 경사(Gradient) 500 s-1, 이동 부 선택 MK DIN 145)를 구성하고,
- 물에 분말을 넣고 측정 프로세스를 개시하고,
- 1분 동안 측정결과를 수집하고,
- 테스트를 6회 반복하고,
- 일정한 테스트들을 선택하고(분말의 정기적인 추가; 오직 하나의 정기적 피크가 존재),
- 선택된 곡선들의 평균을 산출하고,
- 평균 곡선 변형률(strain) = f(시간) (변형률은 임의의 단위(arbitrary unit)으로 나타냄)을 도출한다.
이러한 평가 프로토콜에서 얻어진 전형적인 곡선은 도 1에 나타내었고, 이것은 시간(초 단위)의 함수로서 변형률 변화(임의의 단위)를 설명한다.
3개의 별개 단계들이 있다:
단계 (1)은 습윤 상(phase)에 대응하고, 즉 물과 분말 사이에서의 연속 상(continuous phase)의 생성에 대응한다. 이 상 동안에, 변형률이 증가하는데 이는 물의 상에서 하나의 젖은 모르타르 상으로 이동하기 때문이다.
단계 (2)는 초가소제(테스트들에 따라 PCE 단독으로 또는 PTSA와 함께)에 의해 입자들의 분산 상(또는 해교(deflocculation))에 대응한다. 이 상 동안, 변형률은 실질적으로 안정한 변형률이 얻어질 때까지 급격하고 빠르게 감소한다. 따라서 이 실질적으로 안정한 변형률이 달성되는데 필요한 시간은 모르타르 유동화 동태의 고유한 것이고, 초가소제의 효율성에 의존한다. 이 시간은 본 발명에 따른 유동화 조성물들과 종래 기술에 따른 유동화 조성물들을 비교하기 위한 기준으로서 고려될 것이다.
단계 3은 미경화(fresh) 모르타르 점도의 안정화에 대응한다.
얻어진 다양한 변형률 수준은 PCE의 유동화 효율에 반비례한다.
피크 높이(변형률)이 더 높아질수록, 모르타르와 물을 함께 혼합하는데 사용할 에너지가 더 강하다.
안정 변형률(plateau strain)이 더 높아질수록(단계 3), 더 많은 에너지가 유체 모르타르를 펌핑하는데 필요하다.
3. 유동화 동태의 평가: 방법 2
두 번째 프로토콜은 본 발명의 유동화 조성물들의 유동화 동태를 측정하기 위해 이용된다.
셀프-레벨링 모르타르는 다음의 프로토콜에 따른 "변형된(altered)" 혼합 조건들 하에서 조합된다:
- 24g의 물을 125 mL 폴리에틸렌 플라스크에 붓고,
- 물의 표면이 최대 프로펠러의 상부에 이를 때까지 블랜더 IKA®의 혼합 블레이드를 잠기게 하고,
- 평가할 모르타르(M2 (0.1), M5 (0.1), M5 (0.07), M6 (0.20) 또는 M6 (0.14)) 100g의 무게를 재고,
- 400 rpm의 회전 속도로 설정하고 블랜더 IKA®를 시동하고,
- 5초 내에 그리고 각 테스트에 대하여 페이퍼 콘(paper cone)을 사용하여 상기 100g의 분말을 넣고,
- t = 30초에서 혼합을 중지시키고,
- 60, 90, 120 및 150 초의 혼합 시간으로 테스트를 반복한다.
각 테스트에 대해, 다양한 혼합 시간에 따라, 다음의 조건에 따라 Rheomat® RM260 장치를 사용하여 속도 구배의 함수로서의 점도를 측정한다:
- 모바일 MK DIN 125.
- 10 초 동안 50 s-1에서의 사전 전단(pre-shearing)을 수행,
- 그 후에, 다음의 속도들: 10, 20, 50, 100 및 200 s-1에서의, 구배당 30초 동안(구배당 10개의 측정점) 단계적으로 조사,
- 속도 구배의 함수로서의 변형률 값의 기록.
다양한 혼합 시간들의 함수로서 레올로지(rheology)의 변화를 측정하는 유지된 변형률 값들은 100 s-1에서 측정된다.
측정 정확도는 +/- 30 Pa이다.
이 프로토콜에 따라 관측된 변형률 값들은 속도 구배와 유동적인 형상(mobile geometries)의 차이로 인해, 방법 1에 대응하는 값들보다 높다.
Ⅳ. 결과
1. 셀프 - 스프레딩
다양한 셀프-레벨링 모르타르들의 스프레딩을 위한 직경 값이 아래의 표에 주어진다.
상기되는 것처럼, 본 발명의 유동화 조성물들은 C5 및 C6으로 일컬어지고, 유동화 조성물 C5는 공-분무화를 통해 얻어지고, 유동화 조성물 C6은 기재 상에 침착하여 얻어진다. C6의 활성 물질의 함량은 약 50%이다.
모르타르
참조번호		 유동화 조성물의 참조번호 비율
(중량%/건조 모르타르)		 셀프-스프레딩
t = 2분 (mm)
M2 (0.1) C2 0.1 255
M5 (0.1) C5 0.1 275
M5 (0.07) C5 0.07 255
M6 (0.14) C6 0.14 (AM의 0.07%) 265
본 발명의 유동화 조성물 C5는 참조 유동화 조성물 C2, 즉 0.1%의 활성 성분(AM)과 동일한 모르타르의 합체 비율(incorporation rate)로 테스트되었다. 본 발명의 유동화 조성물 C5를 포함하는 유체 플라스터 M5(0.1)에 대하여 얻어진 스프레딩 값이 종래 기술의 유체 플라스터(M2(0.1))에 대하여 얻어진 필요한 값보다 높다는 것을 관찰할 수 있다.
또한 종래 기술의 플라스터보다 30 중량% 적은 AM을 갖는 본 발명 M5(0.07)의 유체 플라스터에 대한 스프레딩 성능과 동일한 스프레딩 성능이 0.1%의 AM(PCE)를 갖는 종래 기술의 유체 플라스터 M2(0.1)에 대하여 얻어진다. 이러한 관찰은, 본 발명에 따라 기재 상에 침착을 통해 얻어진 0.14%의 유동화 조성물 C6을 포함하는 플라스터 제형 M6(0.14)에 대해서 이루어질 수 있다. 비율 0.14%, 즉 총 제형에 대한 0.07%의 AM은 0.1% 비율의 참조 유동화 조성물 C2에 기초한 종래 기술의 플라스터 제형과 동일한 스프레딩 성능을 얻을 수 있다.
결과적으로, 본 발명에 따른 유동화 조성물들은 종래 기술에 따른 폴리카복실레이트 에테르로 얻어진 셀프-스프레딩 값보다 더 큰 셀프-스프레딩 값을 본 발명의 셀프-레벨링 모르타르 제형들에 제공한다.
2개의 건조법들로 얻어진 본 발명에 따른 유동화 조성물들은 또한, 종래 기술에 따른 폴리카복실레이트 에테르로 얻어진 셀프-레벨링 모르타르 유동성 레벨에 필적할 수 있는 셀프-레벨링 모르타르 유동성 레벨을 유지하면서, 상기 합체되는 양(the incorporated amounts)을 감소시킬 수 있다.
2. 유동화 동태: 방법 1(도 2 및 3)
도 2 및 3은 다양한 모르타르 조성물들에 대하여 시간(초 단위)의 함수로서 (임의의 단위의) 변형률 변화를 나타낸다.
도 2는 0.1%의 활성 물질의 비(따라서 C6의 0.2%)에 대하여, 유동화 조성물들 C2, C5, C6을 함유하는 모르타르들을 비교한다.
혼합의 맨 처음의 본 발명의 모르타르들 M5 및 M6는 대조군 모르타르 M2보다 낮은 진폭의 변형률 피크를 가지며, 최적은 또한 더 짧은 시간들에서 얻어진다는 것을 발견할 수 있다. 따라서 본 발명의 모르타르들은 더 용이하고 빠르게 분산된다. 따라서, 그들은 혼합하고 펌핑하는데 더 적은 에너지가 필요할 것이다. 본 발명의 모르타르들의 점도는 대조군 모르타르의 15초와 비교하면, 약 10초 내에 안정화된다. 이것은 본 발명에 따른 플라스터가 종래 기술에 따른 유동화 조성물로 제형화된 플라스터에서 요구되는 것보다 약 30% 더 짧은 시간 내에 목표로한 유동성을 달성하는 것을 의미한다.
도 3은 0.07% 비율의 활성물질의 유동화 조성물들 C5 및 C6을 포함하는 모르타르들과, 0.1% 비율의 활성 물질의 유동화 조성물 C2를 포함하는 대조군 모르타르를 비교한다. 본 발명에 따라서, 유동화 조성물의 감소된 비율은 분산 동태를 변화시키지 않는다.
이 결과는 본 발명의 유동화 조성물이 종래 기술에 따른 폴리카복실레이트 에테르와 비교하여 더 적은 양으로 사용된다는 것을 확인해준다.
3. 유동화 동태: 방법 2(도 4)
도 4는 건조 모르타르와 물의 다양한 혼합 시간(초 단위)에 대하여, 100 s-1에서의 전단 응력(shear stress) 변화(evolution)를 나타낸다.
본 발명에 따른 유동화 조성물로 제형화된 모르타르 M5는, 혼합 후 30초부터 이미 매우 안정한 전단 응력을 나타낸다. 매우 짧은 혼합 시간(30초)에서의 이러한 안정성은 유동화 조성물 C5 비율(0.1% 및 0.07%)이 어떻든지 관찰될 수 있다.
반대로, 종래 기술에 따른 대조군 모르타르 M2에 의해 발생된 응력은 약 120초 정도의, 보다 긴 혼합 시간에 겨우 안정화된다.
M2의 120초와 비교하여 M5의 30초의 혼합시간으로부터의 변형률 안정화를 달성하는 것은 본 발명에 따르는 유동화 조성물 C5에 의해 보다 우수한 유동화 동태가 제공되는 것을 나타낸다.
따라서 p-톨루엔 설폰산(PTSA)는 폴리카복실레이트 에테르의 유동화 동태를 개선시킬 수 있다.
4. 플라스터 제형의 유동화에 미치는 PTSA 의 고유 효과
PTSA 첨가만에 의한 가능한 효과는 3개의 셀프-레벨링 모르타르 제형들의 유동성 프로파일을 측정하여 평가하였다:
0.1%의 유동화 조성물 C5로 제형화된 "M5 (0.1)",
첨가제가 추가되지 않은(0% PTSA 및 0% PCE) "M8 (0)",
0.1% PTSA 모노하이드레이트로 제형화된(PCE 없음) "M7 (0.1)".
이 제형들은, 건조 모르타르 제형 중량에 대한 24 중량부의 물 공칭 비율(water nominal rate)로 함께 혼합되었다. 이동 부 MK DIN 145를 구비한 유량계 Rheomat RM 260에 그렇게 얻어진 혼합물을 배치하기 전에 4분의 대기 시간이 준수된다.
보다 재현성 있는 측정을 하기 전에 혼합물을 안정화시키기 위해 속도 구배 50 s-1를 갖는 사전-전단(pre-shearing)이 수행되었다.
그 이후, 구배-기초 조사(exploration)가 아래의 표에 주어진 전단율(shear rate) 증분에 따라 수행되었다.
구배 s-1 0.1 0.2 0.5 1 2 5 10 20 50 100 200
측정 시간(초) 20 20 20 10 10 10 10 10 10 5 5
전단 구배(s-1)의 함수로서 속도 변화(Pa.s)를 나타내는 곡선이 도 5에 주어진다.
유동화 조성물 대신에 PTSA로만 제형화된 플라스터 M7 (0.1)는 유동화 조성물도 PTSA도 함유하지 않는 플라스터 M8 (0)와 동일한 유동성 프로파일을 갖는다. 반대로, 본 발명에 따라 얻어진 플라스터 M5(0.1)은 테스트된 다른 2개의 플라스터들보다 더 낮은 점도를 갖는다.
이것은 PTSA 단독으로는 어떠한 유동화 효과도 모르타르에 제공하지 않는다는 것을 설명한다. 폴리카복실레이트 에테르 단독 사용과 비교하여, PTSA의 폴리카복실레이트 에테르와의 조합만으로 유동화 동태를 증가시킬 수 있다.
본 발명은 특정 실시 형태와 관련하여 설명하였지만, 이것이 그것에 한정되지 않고, 기술된 수단뿐 아니라 이들의 조합들의 기술적 등가물, 본 발명의 범위 내에서 제공되는 것을 모두 포함한다.

Claims (15)

  1. 폴리카복실레이트 에테르 폴리머들에서 선택된 적어도 하나의 초가소제를 포함하는 유동화 조성물로서,
    상기 유동화 조성물은 초가소제 100 중량부에 대하여 1 내지 20 중량부의, 적어도 하나의 방향족 탄화수소 설폰산, 또는 알칼리 염들, 알칼리 토금속 염들 또는 이들의 혼합물 중 하나에서 선택된 염들 중 하나를 포함하고,
    상기 폴리카복실레이트 에테르 폴리머들은 카복실산들과 폴리(알킬렌 글리콜) 카복실산 에스테르의 코폴리머들, 카복실산들과 폴리(알킬렌 글리콜) 아마이드의 코폴리머들, 카복실산들과 폴리(알킬렌 글리콜) 이미드의 코폴리머들, 카복실산들과 폴리(알킬렌 글리콜) 비닐 에테르들의 코폴리머들, 카복실산들과 폴리(알킬렌 글리콜) (메트)알릴 에테르들의 코폴리머들, 카복실산들과 폴리(알킬렌 글리콜) 이소프레놀 에테르들의 코폴리머들, 및 이들의 조합물들 중 하나로 이루어진 군에서 선택된 것이고, 상기 코폴리머들은 중화되거나 중화되지 않고,
    상기 초가소제는 유동화 조성물 건조 총 중량에 대해 적어도 40 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 유동화 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방향족 탄화수소 설폰산은 벤젠설폰산, p-페놀설폰산, 크레졸설폰산, o-크레졸설폰산, m-크레졸설폰산, 파라-톨루엔설폰산, 2,4-자일렌설폰산, 2,5-자일렌설폰산, 도데실-벤젠설폰산, 알킬디페닐옥사이드 디설폰산, 또는 이의 염들 중 하나인 나트륨 및 칼륨 염들, 및 이들의 혼합물들 중 하나로 이루어진 군에서 선택된, 유동화 조성물.
  3. 적어도 하나의 폴리카복실레이트 에테르와 적어도 하나의 방향족 탄화수소 설폰산 또는 이의 염들 중 하나를 함께 혼합하는 단계를 포함하는, 액체 형태 또는 분말 형태의, 제1항에 따른 유동화 조성물의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    용매가 있는 용액 내에서 상기 폴리카복실레이트 에테르와 상기 방향족 탄화수소 설폰산 또는 이의 염들 중 하나를 혼합하는 단계를 포함하고, 액체 형태의, 유동화 조성물의 제조 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 폴리카복실레이트 에테르의 분말과 상기 방향족 탄화수소 설폰산 또는 이의 염들 중 하나의 분말을 혼합하는 단계를 포함하고, 분말 형태의, 유동화 조성물의 제조 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    - 용매가 있는 용액 내에서 상기 폴리카복실레이트 에테르와 상기 방향족 탄화수소 설폰산 또는 이의 염들 중 하나를 혼합하는 단계; 및
    - 건조하여 분말 형태의 조성물을 얻는 단계를 포함하고, 분말 형태의, 유동화 조성물의 제조 방법.
  7. 적어도 하나의 수경성 바인더를 포함하는 건조 모르타르로서,
    상기 건조 모르타르는 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 유동화 조성물을 포함하는, 건조 모르타르.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 건조 모르타르는 건조 모르타르의 총 중량에 대해,
    - 수경성 바인더 15 내지 50 중량%,
    - 0 내지 2 mm 범위의 입자 크기 분포를 갖는 무기 필러 25 내지 80 중량%,
    - 유동화 조성물 0.01 내지 2 중량%,
    - 첨가제들 0 내지 5 중량%를 포함하는, 건조 모르타르.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 수경성 바인더는 적어도 하나의 고-알루미나 시멘트 또는 하나의 포트랜드 시멘트 또는 하나 이상의 칼슘 설페이트를 포함하는, 건조 모르타르.
  10. 제7항에 따른 건조 모르타르를 물과 함께 혼합하여 얻어진 셀프-레벨링 유체 모르타르로서,
    상기 셀프-레벨링 유체 모르타르는 물과 혼합될 때, 물/건조 모르타르의 중량비는 0.5 이하인, 셀프-레벨링 유체 모르타르.
  11. 제10항에서 정의된 셀프-레벨링 유체 모르타르를 코팅 상에 제조 및 구현하는 방법으로서,
    a) 건조 모르타르를 물과 함께 혼합하여 유체 모르타르를 제조하는 단계; 및
    c) 상기 유체 모르타르를 코팅의 표면 상에 도포하여 상기 유체 모르타르가 도포된 표면을 평평하게 하는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 적어도 하나의 수경성 바인더, 적어도 하나의 골재들 및 물을 포함하는 콘크리트로서,
    상기 콘크리트는 제1항에 따른 유동화 조성물을 포함하는, 콘크리트.
  13. 제1항에 있어서, 상기 유동화 조성물은 적어도 하나의 수경성 바인더를 포함하는 조성물 내에서 초가소제로 사용되는 것을 특징으로 하는, 유동화 조성물.
  14. 삭제
  15. 삭제
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