KR102661570B1 - 모르타르 분무건, 이를 포함하는 장치, 및 분무 방법 - Google Patents

모르타르 분무건, 이를 포함하는 장치, 및 분무 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 과립형 페이스트형 매트릭스를 건물에 분무하기 위한 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 1㎜ 내지 15㎜의 입자 크기(D50)를 갖는 혼합재를 포함하는 습식 모르타르를 쉽고 안전하고 효율적으로 분무할 수 있게 하는 습식 모르타르용 분무건이다. 상기 목적은 건(1) 몸체(2), 접촉 챔버에서 나오는 적어도 하나의 분사기(40), 모르타르용 적어도 하나의 분무 노즐(50), 및 모르타르의 유동을 위해 상기 몸체(2)의 입구(3)에 장착된 적어도 하나의 연결 단부 피스(60)를 구비하는 습식 모르타르용 분무건(1)을 포함하는 시스템에 의해 달성된다. 상기 몸체(2)의 안내 덕트 내 모르타르의 유동은 단방향 또는 다방향(각도 편차 < 30°)이다. 상기 챔버(5)에서 상기 분사기(40)의 분사 헤드(41)의 위치는 조절 가능하다. 모르타르는 혼합재, 충전제 및 첨가제를 포함하는 페이스트형 매트릭스로 구성된다. 상기 혼합재에서 D50 = 1㎜ 내지 15㎜이고 폼 팩터(F) ≠ 1이다. 본 발명의 다른 주제는 상기 건을 사용하여 모르타르를 분무하는 장치 및 방법 및 획득된 물체이다.

Description

모르타르 분무건, 이를 포함하는 장치, 및 분무 방법
본 발명의 기술 분야는 지지체에, 특히 건물, 토목 공학 구조물(교량, 터널, 파이프 등)과 같은 철근 콘크리트 또는 벽돌 구조물에 과립형 페이스트형 매트릭스를 분무하는 것에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 건축 부문에서 평평하거나 융기된 지지체에 경화 가능한 습식 모르타르/콘크리트를 분무하는 것에 관한 것이다.
본 발명의 하나의 주제는 정확히 습식 모르타르를 분무하기 위한 건(gun), 이 건을 포함하는 습식 모르타르를 분무하기 위한 장치, 및 이 건 또는 이 장치를 사용하여 습식 모르타르를 분무하는 방법이다.
습식 모르타르를 분무한 후 경화된 모르타르를 포함하는 지지체는 본 발명의 추가 주제이다.
유기 또는 무기 결합제, 예를 들어, 시멘트, 광물(예를 들어, 모래) 또는 유기(예를 들어, 생물 기반 식물 충전제(filler)) 혼합재(aggregate), 다양한 첨가제 및 물과 같은 수경 결합제(hydraulic binder)를 포함하는 과립형 페이스트형 매트릭스(granular pasty matrix)를 건물의 벽과 같은 지지체에 분무하는 것은 특히 건물 렌더러(building renderer)에 의해 수년 동안 사용된 기술이다.
이를 위해, 렌더러는 분무할 습식 모르타르의 탱크에 연결된 다른 단부를 갖는 공급 라인의 일 단부에 연결된 건을 포함하는 장치를 사용한다. 펌프는 탱크로부터 분무되는 습식 모르타르를 분무건으로 이송할 수 있다. 분무건은 건으로부터 펌핑되는 습식 모르타르를 지지체로 분무하는 데 기여하는 압축 공기의 공급원에 더 연결된다.
이 분무 방법의 수익성을 보장하기 위해서는 분무건을 한 명의 작업자가 쉽게 사용할 수 있는 것이 필수적이다. 취급 상의 이러한 제약은 작업자가 너무 힘들고 다루기 어렵지 않도록 하기 위해 분무건과 공급 라인이 너무 큰 직경을 갖지 않고 너무 무겁지 않은 것으로 가정한다.
이러한 인체 공학적 의무는 이러한 유형의 분무 장치에 가장 적합한 펌프가 스크류 펌프라는 결과를 가져온다.
또한 이 분무건은 특히 막힘 위험과 관련하여 시행 중인 모든 안전 표준을 준수하는 것이 중요하다. 이는 분무할 페이스트형 모르타르에 과립 및/또는 섬유질 충전제가 존재하면 분무건 및/또는 펌프(특히 스크류 펌프)에서 막힘/패킹을 초래할 수 있고, 이에 따라 과도한 압력에서 가장 심각한 결과로서 작업자의 건강을 위협할 수 있는 폭발이 일어날 수 있기 때문이다.
또한 분무건은 지지체에 접착성이 있고 균일한 코팅을 얻을 수 있도록 제트를 생성해야 하므로 경화된 코팅은 필요한 모든 기계적, 기능적(절연, 보호), 외관 및 내구성 품질을 가져야 한다.
분무할 습식 모르타르의 혼합재가 분무건 및/또는 펌프의 내부 직경과 관련하여 상대적으로 큰 치수 및/또는 불규칙한 비-구형 형상을 나타내는 경우 이러한 사양을 준수하는 것은 복잡하다.
사실, 지속 가능한 개발에 대한 우려로 인해 건물 부문에서 플레이어는 분무되는 콘크리트/렌더링/모르타르에 과립형 충전제로서, 생물 기반 식물 재료, 경량 재료 및/또는 재활용된 재료를 사용하는 것을 고려하는 것으로 유도되고 있다.
기계적 보강의 역할을 넘어서, 이러한 생물 기반의 경량 및/또는 재활용된 과립 충전제는 특히 절연 및/또는 방음 품질을 갖는 지지체에 도포된 경화 코팅을 제공할 수 있다.
재활용된 재료와 관련하여 재활용된 재료는 플라스틱 산업에서 중요한 과제이다. 이는 일부 유럽 지침에서 "2025년까지 매립지에서 플라스틱 제로", "지금부터 2025년까지 플라스틱 포장의 55% 재사용 준비 및 재활용", "재활용 플라스틱의 품질을 개선하여 프랑스에서 수거된 플라스틱 폐기물의 100%를 유럽 영토에서 재활용", "건설 및 토목 공학 분야에서 플라스틱을 재활용하기 위한 지원 채널", "플라스틱 제품에 재활용된 재료를 포함하는 것을 장려", "신기술 개발을 위한 혁신 촉진"이라는 목표를 설정했기 때문이다.
앞으로 수십 년 동안 순환 경제 원칙의 이러한 구현은 재활용 가능하거나 재활용 불가능한 플라스틱 폐기물뿐만 아니라 건설 산업에서 생성되는 폐기물에도 적용된다. 따라서 프랑스 에너지 전환법은 2020년까지 공사 및 철거 폐기물을 70% 업그레이드하는 목표를 설정했다. 이 목표는 건물을 해체하면 분리하기 어렵고 및/또는 비용이 많이 드는 복합 재료 조각을 생성할 수 있기 때문에 달성하기 쉽지 않다: 예를 들어, 파사드() 외측을 통한 단열 시스템은 일단 해체되면 경화된 모르타르 조각과 폴리스티렌, 폴리우레탄 또는 목재 시트를 포함하는 혼합재를 생성한다. 재활용이 어려운 이러한 유형의 복합 재료는 일반적으로 매립지로 보내진다. 따라서 이러한 유형의 복합 재료에 대한 제2 수명을 찾는 데는 강력한 과제가 있으며, 매립을 제한하기 위해 오염물은 매립지로 보내는 것과 원시 출발 재료를 추출하는 것과 관련된다.
이는 재활용의 필요성이 건설 산업에서 전 세계적으로 널리 사용될 뿐만 아니라 마이크로프로세서, 유리 및 심지어 타이어와 같은 특정 산업의 피할 수 없는 원료를 구성하기도 하는, 혼합재를 구성하는 모래 자원의 부족이 점차 증가하는 것과 결합되기 때문이다. 모래는 사실 물 다음으로 지구상에서 두 번째로 많이 사용되는 자원이다.
따라서 분무되는 모르타르/콘크리트/렌더링은 이러한 선순환 경제 과정에 크게 기여할 수 있다. 결과적으로, 분무되는 모르타르/콘크리트/렌더링에 대체 과립형 충전제를 사용하는 것은 이 부문의 전문가들이 해결해야 할 과제이다.
생물 기반 식물 혼합재 또는 재활용 혼합재의 다형성과 크기는 분무 장치 및 특히 분무건을 사용하여 습식 모르타르를 분무하는 "가공성" 문제를 해결하기 위해 극복해야 하는 것이 기술적 어려움의 중심에 있다.
현재까지 알려진 분무건과 분무 장치는 크게 개선될 수 있다.
이러한 맥락에서, 본 발명의 근간이 되는 기술적 문제는 아래에 제시된 목적, 즉,
(i) 1㎜ 내지 15㎜, 바람직하게는 3㎜ 내지 6㎜의 입자 크기(D50)를 갖는 혼합재를 포함하는 습식 모르타르를 쉽고 안전하며 효율적으로 분무할 수 있는 습식 모르타르용 분무건을 제공하는 것;
(ii) 생물 기반 재료, 경량 재료 및/또는 복합 재활용 재료를 포함한 재활용 재료로부터 얻어진 혼합재를 포함하는 습식 모르타르를 쉽고 안전하며 효율적으로 분무할 수 있는 습식 모르타르용 분무건을 제공하는 것;
(iii) 건을 포함하는 분무 장치를 통해 한 명의 작업자가 막힘 위험 없이 분무를 수행할 수 있는, 비-구형, 다형성 및/또는 복합 혼합재를 포함하는 습식 모르타르를 쉽고 안전하며 효율적으로 분무할 수 있는 습식 모르타르용 분무건을 제공하는 것;
(iv) 양호한 기계적, 기능적(방음/단열) 및 심미적 특성뿐만 아니라 긴 내구성(악천후에 대한 저항성)이 부여된 분무 코팅을 생산할 수 있는, 비-구형, 다형성 및/또는 복합 혼합재를 포함하는 습식 모르타르를 쉽고 안전하며 효율적으로 분무할 수 있는 습식 모르타르용 분무건을 제공하는 것;
(v) 예를 들어 1㎜ 내지 15㎜, 바람직하게는 3㎜ 내지 6㎜의 D50을 갖는 다형 혼합재를 함유하는 습식 모르타르를 구성하는 혼합물의 균질성을 보유할 수 있는, 비-구형, 다형성 및/또는 복합 혼합재를 포함하는 습식 모르타르를 쉽고 안전하며 효율적으로 분무할 수 있는 습식 모르타르용 분무건을 제공하는 것;
(vi) 상기 목적 (i) 내지 목적 (v)에서 목표로 하는 건을 포함하고 효율적이고 안전하며 인체 공학적이고 신뢰성 있는 분무 장치를 제공하는 것; 및
(vii) 효율적이고 안전하며 인체 공학적이고 신뢰성 있는, 상기 목적 (i) 내지 목적 (v)에서 목표로 하는 건 또는 목적 (vi)에 따른 장치를 포함하는 분무 방법을 제공하는 것 중 적어도 하나의 목적을 충족시키는 것이다.
발명에 대한 간략한 설명
특정 범위 내에 D50을 갖는 비-구형 다형성 및/또는 복합 혼합재를 포함하는 습식 모르타르에 적합한 특성을 갖는 분무건을 개발한 것은 발명자들의 공로이다.
이로부터 본 발명은 제1 양태에서 습식 모르타르용 분무건으로서,
· 건 몸체로서,
→ 습식 모르타르의 유동을 위해 공급 라인에 연결되도록 의도된 습식 모르타르의 유동을 위한 적어도 하나의 입구;
→ 분무 유체, 바람직하게는 압축 공기의 제트를 분사하기 위한 적어도 하나의 개구;
→ 분무 유체의 제트를 습식 모르타르의 유동과 접촉시키기 위한 적어도 하나의 챔버;
→ 건 몸체의 입구로부터 접촉 챔버까지 습식 모르타르의 유동을 안내하기 위한 적어도 하나의 덕트;
→ 분무되는 습식 모르타르를 위한 적어도 하나의 출구를 포함하는, 상기 건 몸체;
· 분사 개구에 장착되고 접촉 챔버에서 나오는 적어도 하나의 헤드를 포함하는 적어도 하나의 분사기로서, 이 분사기는 건 몸체의 출구 방향으로 분무 유체의 제트를 생성할 수 있고; 상기 분사기는 분무 유체를 공급하기 위한 파이프에 연결되도록 의도된, 상기 적어도 하나의 분사기;
· 상기 건 몸체의 출구에 장착되도록 의도된 적어도 하나의 모르타르용 분무 노즐; 및
· 바람직하게는, 습식 모르타르의 유동을 허용하기 위해 제공된 건 몸체의 입구에 장착된 적어도 하나의 연결 단부 피스를 포함하고;
a. 안내 덕트(6)는 이 안내 덕트(6) 내 습식 모르타르의 유동이 단방향 또는 다방향이 되도록 설계되고, 다방향인 경우 유동 방향의 임의의 변화는 30° 이하, 바람직하게는 20° 이하, 보다 더 바람직하게는 10° 이하의 각도 편차(ED)에 대응하고;
b. 접촉 챔버(5)에서 분사기(40)의 분사 헤드(41)의 위치는 조절 가능하며;
c. 습식 모르타르는 혼합재를 포함하는 페이스트형 매트릭스로 구성되고;
(c.1) 매트릭스는 적어도 하나의 액체, 150㎛ 이하, 바람직하게는 100㎛ 이하의 입자 크기(D50)를 갖는 입자를 포함하는 적어도 하나의 결합제, 선택 사항으로 충전제, 및 선택 사항으로 적어도 하나의 첨가제를 포함하는 혼합물로 구성되고;
(c.2) 이들 혼합재의 적어도 일부는,
Figure 112021006617669-pct00002
1㎜ 내지 15㎜, 바람직하게는 3㎜ 내지 6㎜의 입자 크기(D50); 및
혼합재의 가장 작은 치수에 대한 가장 큰 치수의 비율로 정의된 폼 팩터(form factor)(F)가 1과 다른 폼 팩터(F)를 갖는 것을 특징으로 하는 상기 분무건에 관한 것이다.
유리하게는, ED는 선호도가 증가하는 순서로 30°; 20°; 18°; 16°; 15° 및 10° 이하이다.
바람직한 실시형태에서,
(i). 분무 노즐은 외부면, 내부면, 직선 단면에서 가장 큰 내부 치수가 D20인 입구, 및 직선 단면에서 가장 큰 내부 치수가 D2.1인 단자 개구를 나타내는 케이싱을 포함하고; 상기 내부면, 입구 및 단자 개구는 노즐의 포트를 형성하고;
(ii). 포트는 단자 개구로부터 입구 방향으로 연장되는 단자 세그먼트를 포함하고;
(iii). 단자 세그먼트의 직선 단면에서 가장 큰 내부 치수는 단자 세그먼트의 일 단부를 형성하는 단자 개구의 값(D2.1)으로부터 단자 세그먼트의 다른 단부의 값(D2.2)까지 연속적으로 증가한다.
바람직하게는, 단자 개구, 단자 세그먼트(55t) 및 바람직하게는 입구의 직선 단면은 원형이어서, 단자 세그먼트는 절두 원추형이다.
바람직하게는, 단자 개구, 단자 세그먼트 및 바람직하게는 입구의 직선 단면은 원형이어서, 단자 세그먼트는 절두 원추형이다.
다른 양태에 따르면, 본 발명은 습식 모르타르용 분무 장치로서,
Figure 112021006617669-pct00004
습식 모르타르를 순환시키기 위한 적어도 하나의 펌프;
선택 사항으로 분무 유체, 바람직하게는 압축 공기의 적어도 하나의 공급원; 및
본 발명에 따른 적어도 하나의 분무건을 포함하는, 상기 분무 장치에 관한 것이다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 또한 건축 요소(construction element)를 형성하기 위해 경화되도록 의도된 습식 모르타르를 분무하는 방법을 목표로 하며, 상기 방법은,
e.1. 150㎛ 이하, 바람직하게는 100㎛ 이하의 D50을 갖는 입자를 포함하는 적어도 하나의 결합제, 혼합재, 선택 사항으로 충전제, 및 선택 사항으로 적어도 하나의 첨가제와 물을 혼합하는 것에 의해 습식 모르타르를 준비하는 단계로서,
- 상기 혼합재의 적어도 일부는,
· 1㎜ 내지 15㎜, 바람직하게는 3㎜ 내지 6㎜의 입자 크기(D50); 및
· 혼합재의 가장 작은 치수에 대한 가장 큰 치수의 비율로 정의된 폼 팩터(F)가 1과 다른 폼 팩터(F)를 갖는, 상기 습식 모르타르를 준비하는 단계; 및
e.2. 본 발명에 따른 장치를 사용하여 이 습식 모르타르를 분무하는 단계로서, 노즐(50) 출구에서 습식 모르타르의 제트의 압력은 바람직하게는 5바(bar) 내지 30바, 보다 바람직하게는 8바 내지 25바, 보다 더 바람직하게는 10바 내지 20바, 이상적으로는 15바 정도인, 상기 습식 모르타르를 분무하는 단계를 포함한다.
1㎜ ≤ D50 ≤ 15㎜ 및 F ≠ 1의 특정 혼합재를 포함하는 습식 모르타르용 분무건의 이러한 혁신적인 구성은 인체 공학적 조건에서 한 명의 작업자가 이 지지체의 특성에 관계없이 건물 지지체에 바르고 부착될 수 있는 습식 모르타르의 제트를 생산할 수 있게 한다.
"한 명의 작업자가 있는 인체 공학적 조건"이라는 용어는, 예를 들어, 작업자의 정상적인 작업 시간에 대응하는 시간 기간 동안 한 명의 작업자가 쉽게 분무하기에 적합한 분무건의 중량과 부피 및 분무 압력을 의미한다.
1㎜ ≤ D50 ≤ 15㎜ 및 F ≠ 1의 특정 혼합재를 포함하는 습식 모르타르를 지지체에 쉽고 빠르며 효율적으로 분무할 수 있다는 사실은 건축 부문, 특히 렌더러에게 진정한 기술적 발전이다.
이는 혼합재의 특성이 매우 다양한 모르타르를 생산할 수 있는 가능성을 열어준다. 따라서, 해체된 폐기물로 구성된 물질, 합성 기원의 물질로 구성된 물질, 예를 들어, 외부 단열(External Thermal Insulation: ETI)에 사용되는 물질, 특히 발포 폴리스티렌, 폴리우레탄, 페놀 수지 등으로부터 재활용된 절연 충전제를 포함하는 특히 차광 모르타르를 생산하는 것이 고려된다. 이것은 또한 플라스틱(폴리에스테르, 폴리올레핀 등), 및 보다 구체적으로 재활용하기에 심각한 분리 문제를 일으키는 섬유 또는 광물 충전제(자동차 펜더)를 함유하는 것으로 인해 재활용될 수 없는 플라스틱 등과 같은, 이 목적을 위해 일반적으로 사용되지 않는 재료인, ETI에 사용될 수 있는 절연 모르타르로서의 업그레이드를 가능하게 한다.
본 발명에 따른 분무건 및 관련 기술은 또한 질석, 펄라이트, 유리 비드 등과 같은 천연 또는 합성 광물 충전제에 기반한 절연 모르타르를 생산할 수 있게 한다.
또한, 본 발명에 따른 건에 의해 분무될 수 있는 모르타르는 대체 모래를 포함하는 모르타르일 수 있으며, 즉, 적어도 모래의 일부가 건물 해체로 인해 발생한 모든 잔류물과 같은 대체 재료로 대체된 모르타르를 말한다.
분무를 넘어 지지체, 특히 건물에 코팅을 형성하기 위해, 본 발명에 따른 분무건은 예를 들어 벽, 슬래브, 천장 등을 생산하기 위해 융기된/삼차원 물체를 제조하고/하거나 충전 재료로서 사용될 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 건 및 이를 통합하는 장치는 건물 또는 조립식 건물 요소를 제조하기 위한 효율적인 도구이다. 건축 부문에서 특히 유리한 응용 분야는 비상 주택을 만드는 것일 수 있다.
정의
본 설명 전체에서 임의의 단수형 요소는 단수 또는 복수를 구별하지 않고 나타낸다.
예로서 아래에 주어진 정의는 본 설명을 해석하는 데 사용될 수 있다:
"모르타르/콘크리트/렌더링/그라우트"는 하나 이상의 유기 및/또는 광물 결합제, D50 < 15㎜의 혼합재(모래 - 혼합재) 및 선택 사항으로 충전제 및/또는 첨가제 및/또는 보조제의 건식 또는 습식 또는 경화된 혼합물을 나타낸다.
"실질적으로"/"대략"/"~ 정도"는 사용된 측정 단위에 대해 플러스 또는 마이너스 10%, 실제로 심지어 플러스 또는 마이너스 5% 이내를 의미한다.
본 설명에서 입자 크기 기준을 가리키는 "D50"이라는 용어는 중간 직경을 나타낸다. 이는 입자의 50%가 "D50"보다 더 작은 크기를 갖는 것을 의미한다. 입자 크기는 표준 EN12192-1에 따라 체질(sieving)하는 것에 의해 측정된다.
달리 명시되지 않는 한, 본 설명에 제공된 % 값은 중량 백분율이다.
건
본 발명의 주목할 만한 특징에 따르면, 안내 덕트는 습식 모르타르의 유동이 단방향이 되도록 설계되고, 또한 습식 모르타르의 유동 방향과 분무 유체의 제트 방향 사이의 각도(α)가,
α ≤ 45°; 바람직하게는 α ≤ 40° 및 보다 바람직하게는 α ≤ 35°이 되도록 구성된다.
유리하게는,
· 안내 덕트는 최소 내부 직경(D1)을 가진다;
· 모르타르용 분무 노즐은 최소 내부 직경(D2)을 가진 단자 개구를 나타낸다; 그리고
· D1/D2 ≥ 1이다.
바람직하게는,
· 20 ≤ D1(㎜ 단위) ≤ 60; 바람직하게는 25 ≤ D1(㎜ 단위) ≤ 55; 보다 더 바람직하게는 30 ≤ D1(㎜ 단위) ≤ 50;
· 10 ≤ D2(㎜ 단위) ≤ 25; 바람직하게 13 ≤ D2(㎜ 단위) ≤ 20; 보다 더 바람직하게는 15 ≤ D2(㎜ 단위) ≤ 18이다.
건의 일 실시형태에서,
· 분무 노즐은 절두 원추형이다;
· 이 노즐의 내부 각도(γ)는 5° 내지 30°, 바람직하게는 10° 내지 25°, 보다 더 바람직하게는 10° 내지 20°이다.
건은 또한 다음과 같은 유리한 특성을 가질 수 있다:
· 습식 모르타르의 유동을 허용하기 위해 제공된 건 몸체의 입구는 최소 내부 직경(D3)을 갖는 습식 모르타르의 유동을 위한 공급 호스에 연결되도록 의도된다; 그리고
· D1 = D3 +/- 10%이다.
건의 다른 실시형태에서,
· 건은 습식 모르타르의 유동을 허용하기 위해 제공된 건 몸체의 입구에 장착된 적어도 하나의 연결 단부 피스를 포함한다;
· 이 단부 피스는 최소 내부 직경(D4)을 가진다;
· 이 단부 피스는 최소 내부 직경(D3)을 갖는 습식 모르타르의 유동을 위한 공급 호스에 연결되도록 의도된다; 그리고
· D3 = D4 +/- 10%이다.
분사기는 유리하게는 다음과 같은 주목할 만한 특징을 갖는다:
· 분사기는 분부 방향과 실질적으로 동축인 튜브이다;
· 이 튜브는 분사 개구를 통해 건 몸체 내에 장착된다;
· 이 튜브는 개구에 대해 병진 이동으로 슬라이딩될 수 있다;
· 개구에 대한 이 튜브의 병진 이동은 다른 위치에서 차단될 수 있다.
습식 모르타르
본 발명에 따른 건은 혼합재의 적어도 일부가 특정 치수 및 형상 특성(1㎜ ≤ D50 ≤ 15㎜ 및 F ≠ 1)을 갖는 습식 모르타르를 간단하고 쉽고 효율적으로 분무하도록 설계되었다.
이러한 비-구형 혼합재는, 예를 들어, 바늘, 결정, 섬유, 피브릴(fibril), 가루, 분말, 부스러기(shaving), 털, 파편(shive) 등의 공(ball) 형태의 침상, 난형일 수 있다.
이들 혼합재는 바람직하게는 하기를 포함하고 이상적으로는 하기로 구성된 그룹 중에서 선택된다:
(i) 생물 기반 충전제, 바람직하게는 식물 기원의 충전제, 보다 바람직하게는 셀룰로오스, 셀룰로오스 및/또는 리그닌으로 구성된 식물 기원의 생물 기반 충전제; 보다 더 바람직하게는 대마, 아마, 시리얼 스트로, 귀리, 쌀, 유채, 옥수수, 수수, 아마, 미스캔서스, 쌀 껍질, 사탕수수, 해바라기, 케나프, 코코넛, 올리브 씨, 대나무, 나무, 부들속 또는 이들의 혼합물을 포함하고 보다 더 바람직하게는 이들로 구성된 서브 그룹 중에서 선택된 충전제;
상기 식물 기원의 이러한 생물 기반 충전제는 유리하게는 바람직하게는 섬유, 속, 특히 해바라기, 옥수수 또는 유채 속, 피브릴, 가루, 분말, 부스러기 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 적어도 하나의 미립자 형태로 제공되고;
(ii) 천연 광물 충전제, 바람직하게는 부석, 화산암, 채석장 폐기물, 농경지의 혼합재, 해양 및 하류 퇴적물 혼합재를 포함하고 보다 더 바람직하게는 이들로 구성된 서브 그룹 중에서 선택된 충전제;
(iii) 합성 광물 충전제, 바람직하게는 신선한, 소성된 또는 용융된 자기, 전기 용융된 또는 소결된 연마재, 소성 지지체, 실리카 크세로겔, 유리 또는 유리-세라믹인 흙 또는 점토와 같은, 세라믹 산업으로부터 질석, 펄라이트, 중공형 유리 비드, 생산 폐기물 또는 반품을 포함하고 보다 더 바람직하게는 이들로 구성된 서브 그룹 중에서 선택된 충전제;
(iv) 합성 비 광물 충전제, 바람직하게는 자동차 펜더와 같은, 광물 충전제를 함유하거나 함유하지 않는, 열가소성 플라스틱, 열경화성 또는 엘라스토머 유도체, 유리 또는 탄소 섬유로 강화된 중합체, 보다 더 바람직하게는 플라스틱 산업에서 재활용하기 어려운 위에서 언급한 합성 비 광물 충전제의 폐기물을 포함하고 보다 더 바람직하게는 이들로 구성된 서브 그룹 중에서 선택된 충전제;
(v) 산업 연산물 또는 부산물로 인한 충전제, 바람직하게는 1차 또는 2차 야금 공정으로부터의 슬래그, 드로스 또는 콘크리트; 유리하게는 용선로, 유도로, 아크로 또는 고로와 같은 용융 유닛으로부터; 가공, 이송, 유지 또는 주조로부터, 전환기로부터, 탈탄 또는 탈황 유닛으로부터, 연속 주조 유닛으로부터의 슬래그를 포함하고 보다 더 바람직하게는 이들로 구성된 서브 그룹 중에서 선택된 충전제;
(vi) 샌드블라스팅, 쇼트블라스팅 또는 압력 분무 청소에 사용되는 광물 모래;
(vii) 주로 광물인 토목 공학 또는 건축 공사의 해체로부터 얻어진 혼합재, 바람직하게는 콘크리트, 셀룰러 콘크리트, 모르타르, 벽돌, 자연석, 아스팔트, 타일, 타일링, 고철 또는 클링커 폐기물 및 이들의 혼합물을 포함하고 보다 더 바람직하게는 이들로 구성된 서브 그룹 중에서 선택된 혼합재;
(viii) 주로 유기/광물 또는 유기, 바람직하게는 복합 재료, 재활용된 절연 재료인, 토목 공사 또는 건축 공사의 해체로부터 얻어진 혼합재, 유리하게는 폴리스티렌, 폴리우레탄, 페놀 수지, 목재 절연 재료 및 이들의 혼합물을 포함하고 이상적으로는 이들로 구성된 그룹 중에서 선택된 혼합재;
(ix) 혼합재(viii)와 광물 매트릭스의 혼합물;
(x) 내화 라이닝의 해체로부터 얻어진 혼합재, 바람직하게는 벽돌 내화물로부터 또는 필터, 타설 노즐, 서랍 판 또는 다공성 플러그와 같은 성형된 부품으로 인한 내화물로부터 래밍(ramming) 또는 분무 주조에 의해 제자리에 놓인 모놀리식 내화물의 철거로 인한 혼합재를 포함하고 보다 더 바람직하게는 이들로 구성된 서브 그룹 중에서 선택된 혼합재;
(xi) 재활용할 수 없거나 재활용하기 어려운 플라스틱, 예를 들어, 사용된 섬유 혼합재, 충전재(유리 섬유 또는 기타 광물 충전재)를 함유하는 플라스틱, 유리하게는 자동차 펜더를 구성하는 플라스틱, 리놀륨 유형 바닥재;
(xii) 일반적으로 매립용으로 의도된 무해한 과립형 물질, 사용된 주물 모래, 촉매 지지체, 바이엘 공정(Bayer process)으로부터의 탈소 처리 지지체, 클링커 혼합재, 특히 굴착 슬러지, 하수 슬러지, 액체 비료, 제지 폐기물, 제지 소각재 또는 생활 폐기물 소각재를 처리하여 생성된 충전제;
상기 충전제 (i) 내지 (xii)는 유리하게는 적어도 하나의 미립자 형태로 제공되고, 바람직하게는 가루, 분말, 부스러기 및 이들의 혼합물 중에서 선택되고;
(xiii) 및 이들의 혼합물.
"주로 광물인 해체 혼합재"는 중량 기준으로 95% 이상의 광물 분율을 갖는다.
"주로 유기물/광물 또는 유기물인 분해 혼합재"는 중량 기준으로 5%를 초과하는 유기 분율을 갖는다.
식물 기원인 경우, 이러한 혼합재는 필수적으로 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스 및/또는 리그닌으로 구성된다. 식물 원료 물질의 성분의 예로서, 종자, 줄기, 몸통, 가지, 잎, 꽃, 과일, 돌, 줄기 속, 꼬투리, 껍질, 나무껍질, 사탕수수, 대(stalk) 등이 언급될 수 있다.
이들 혼합재(1㎜ ≤ D50 ≤ 15㎜ 및 F ≠ 1)는 나이프 또는 해머 밀을 사용하여 분쇄하는 것에 의해 얻어질 수 있다.
예를 들어, 분쇄는 다음과 같은 방식으로 수행될 수 있음을 나타낼 수 있다:
대마의 경우 스트로 베일(straw bale)은 "재단기(guillotine)"(수압에 의해 작동되는 수평 블레이드) 앞의 컨베이어 벨트 위에 놓인다. 스트로는 30cm 내지 50cm 길이의 가닥으로 자른다. 그런 다음 스트로가 기울어진 벨트 위에 떨어지면 벨트는 스트로를 적재기(loader)로 보내고, 적재기에서 스트로는 송풍에 의해 가루가 날아갈 뿐만 아니라 돌 및 가능하게는 금속 조각이 없어진다. 스트로는 고속으로 회전하는 이동식 해머가 장착된 실린더에 던져진다. 대마 왕겨, 섬유 및 가루의 혼합물이 얻어지며, 이들은 이후 분리된다. 대마는 롤 밀(roll mill) 또는 "비터(beater)" 공정으로 분쇄될 수도 있다.
광물 혼합재와 관련하여, 광물 혼합재는 해체 블록을 0 내지 4㎜의 입자 크기를 갖는 모래로 변환하기 위한 조 크러셔(jaw crusher)로 분쇄된 다음, 선택 사항으로 0 내지 0.5㎜ 분획을 최대화하기 위해 원심 분리 밀 또는 유사한 장치를 통과한다.
본 발명에 따르면, 이들 혼합재의 적어도 일부는 1㎜ 내지 15㎜, 바람직하게는 3㎜ 내지 6㎜의 입자 크기(D50), 및 혼합재의 가장 작은 치수에 대한 가장 큰 치수의 비율로 정의된 폼 팩터(F)가 1과 다른 폼 팩터(F)를 갖는다.
특정 실시형태에서, 1㎜ 내지 15㎜, 바람직하게는 3㎜ 내지 6㎜의 D50을 갖고 F가 1과 다른 혼합재의 이 부분은 혼합재의 총 중량에 대한 건조 기준 중량 %로서 선호도가 증가하는 순서로 적어도
0.1; 0.5; 1; 5; 10; 20; 30을 나타내고;
예를 들어, 혼합재의 총 중량에 대해 건조 기준 중량 %로서 선호도가 증가하는 순서로
30 및 99; 40 및 80; 45 및 75를 나타낸다.
혼합재 이외에 습식 모르타르는 다음을 포함하는 적어도 하나의 결합제를 포함한다:
- 선호도가 증가하는 순서로 건조 기준 중량/중량%로서,
- 다음을 포함하는 L1- 1차 결합제: [5-95]; [10-85]; [15-75];
o 석회: [10-95]; [20-70]; [30-60]; 및
o 알루미나 공급원 및/또는 황산칼슘 공급원:
[1-90]; [5-30]; [7-15];
- L2- 수분 보유제(water-retaining agent): [0.1-5]; [0.5-3]; [0.8-2];
- L3- 계면 활성제: [0.01-1]; [0.05-0.5];
- L4- 2차 결합제 [0-95]; [5-50]; [7-15];
- L5- 100㎛ 미만의 입자 크기(d90)를 가진 윤활 광물 충전제:
[0-40]; [0-30]; [0-20];
- L6- 100㎛ 이상의 입자 크기(d90)를 가진 이격 광물 충전재:
[0-40]; [0-35]; [0-30];
- L7- 발수 보조제: [0-1.5]; [0-1]; [0-0.5];
- L8- 경화 지연제: [0-3]; [0-2]; [0-1];
- L9- 경화 촉진제: [0-3]; [0-2]; [0-1];
- L10- 증점 첨가제: [0-2]; [0.1-1]; [0.2-0.8].
1차 결합제
1차 결합제 - L1-은 석회 및/또는 적어도 하나의 칼슘 알루미나 공급원 및/또는 하나의 황산칼슘 공급원을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 1차 결합제(A1)는 석회 및 적어도 하나의 알루미나 공급원을 포함한다.
석회는 공기 및/또는 수경 석회이다.
목표로 하는 공기 석회는 표준 NF EN 459-1에 따른 것의 유형이며, 바람직하게는 다음을 포함하고 이상적으로는 다음으로 구성된 그룹 중에서 선택된다:
- 산화칼슘(CaO) 및/또는 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 함유하는 칼슘이 풍부한 공기 석회(CL)(여기서 CaO + MgO 합은 적어도 70%이고 MgO 함량은 5% 미만임);
- 칼슘 마그네슘 산화물(CaO.MgO) 및/또는 칼슘 마그네슘 수산화물(Ca(OH)2.Mg(OH)2)을 함유하는 돌로미틱 석회(DL)(여기서 CaO + MgO 합은 적어도 80%이고 MgO 함량은 5% 내지 30% 초과까지 변함); 또는
- 이들의 혼합물.
사용되는 공기 석회는 페이스트, 분말, 또는 생석회의 경우 암석 자체와 같은 다양한 형태로 제공될 수 있다.
목표로 하는 수경 석회는 표준 NF EN 459-1에 따른 것의 유형이다.
형태가 무엇이든 간에 유형이 무엇이든 간에 석회의 임의의 혼합물은 본 발명에 따른 조성물을 함유할 수 있다.
알루미나의 공급원은 바람직하게는 속경화 시멘트, 칼슘 알루미네이트 기반 시멘트(CAC), 칼슘 설포알루미네이트 기반 시멘트(CSA), 고 함량의 알루미나가 풍부한 시멘트 상을 갖는 결합제 또는 이들 시멘트 또는 이들 결합제의 혼합물 중에서 단독으로 또는 조합으로 선택된다.
보다 더 바람직하게는, 알루미나 공급원은,
o C3A, CA, C12A7, C11A7CaF2, C4A3$(예엘리마이트(ye'elimite)), C2A(1-x)Fx(여기서, C → CaO; A → Al2O3; F → Fe2O3, 및 x는 [0, 1]에 속함) 중에서 선택된 적어도 하나의 상; 및
o 0.3 내지 15의 C/A 몰비를 나타내는 수경 비정질 상을 포함하고;
o 이들 상의 누적 Al2O3 함량은,
수경 결합제 총 중량의 3 중량% 및 70 중량%,
바람직하게는 중량 기준으로 7 중량% 내지 50 중량%, 및
보다 더 바람직하게는 20 중량% 내지 30 중량%에 있는, 수경 결합제 중에서 선택된다.
CAC는 C4A3$, CA, C12A7, C3A 또는 C11A7CaF2 광물 상 또는 이들의 혼합물을 포함하는 시멘트, 예를 들어, 시멘트 폰두(Ciments Fondu)
Figure 112021006617669-pct00011
, 설포알루미네이트 시멘트, 2006년 12월 유럽 표준 NF EN 14647에 따른 칼슘 알루미네이트 시멘트, 특허 출원 WO2006/018569에 기재된 클링커로부터 얻어진 시멘트, 또는 이들의 혼합물이다.
설포알루미네이트 클링커는 석회석 형태의 탄산칼슘, 보크사이트 또는 다른 알루미나 공급원(예를 들어, 드로스 유형의 부산물), 및 석고, 무수 석고 또는 반 수화물 또는 혼합물인 황산칼슘의 혼합물로부터 얻어진다. 제조 공정의 완료 시 특정 성분은 예엘리마이트, C4A3$이다. 특히 비카트(Vicat), 이탈세멘티(Italcementi), 라파지-홀심(Lafarge-Holcim), 폴라 베어(Polar Bear), 리우 지우(Liu Jiu) 또는 리더패스트(Readerfast)사에 의해 판매될 수 있는 3% 내지 70%의 예엘리마이트 함량을 함유하는 속경화성 시멘트 또는 설포알루미네이트 시멘트를 사용할 수 있다.
예를 들어, 천연 속경화성 시멘트는 다음을 포함하는 클링커로 구성된다:
- 0% 내지 35%의 C3S;
- 10% 내지 60%의 C2S;
- 1% 내지 12%의 C4AF;
- 1% 내지 10%의 C3A;
- 5% 내지 50%의 CaCO3(방해석);
- 10% 내지 15%의 Ca5(SiO4)2CO3(스프라이트(spurrite));
- 3% 내지 10%의 황산염 상: 예엘리마이트(C4A3$), 랑베이나이트(K2Mg2(SO4)3), 무수 석고(C$); 및
- 10% 내지 20%의 석회, 페리클라제, 석영 및/또는 하나 이상의 비정질 상.
유리하게는, 황산칼슘의 공급원은 무수 석고, 석고, 반수 칼슘, 초 황화 시멘트 및 이들의 혼합물 중에서 선택된다.
황산칼슘의 천연 또는 합성 공급원은 무수 석고, 석고, 반수 칼슘 또는 이들 물질의 혼합물 중에서 단독으로 또는 조합으로 선택된다.
수분 보유제
바람직하게는, 수분 보유자(water retainer) - L2-는 보유율 측정 방법(M1)에 따라 선호도가 증가하는 순서로 50%, 60%, 70%, 80%, 90% 이상의 수분 보유율을 갖고, 이 수분 보유자는 바람직하게는 다당류 중에서 선택되고 보다 더 바람직하게는 셀룰로오스 에테르, 전분 에테르 및 이들의 혼합물; 울로스, 하이드록시에틸셀룰로오스, 하이드록시프로필셀룰로오스, 메틸하이드록시프로필셀룰로오스, 메틸하이드록시에틸셀룰로오스 및 이들의 혼합물; 개질되거나 또는 개질되지 않은 구아 에테르 및 이들의 혼합물; 또는 이러한 다른 물질의 혼합물을 포함하거나 보다 더 바람직하게는 이들로 구성된 그룹 중에서 선택된다.
수분 보유제(L2)는 바람직하게는 하케 로토비스코(Haake RotoVisco) RV100 점도계로 측정했을 때 물에서 2%의 점도, 5,000 내지 70,000cP, 바람직하게는 20,000 내지 50,000cP, 20℃에서, 2.55 s-1을 전단율을 갖는다.
수분 보유자(L2)는 경화 전에 혼합 수를 보존하는 특성이 있다. 따라서 물은 모르타르 또는 콘크리트 혼합물에 유지되어 매우 우수한 접착력과 우수한 수화를 제공한다. 어느 정도까지는 수분 보유자는 지지체에 덜 흡수되고 표면 방출이 제한되어 증발이 거의 없다.
습식 모르타르의 수분 보유 시간을 측정하기 위한 방법(M1)은 "필터" 방법을 적응시키는 것에 대응한다.
장치:
금속 몰드.
내부 치수:
상부 직경: 100 + 5㎜.
하부 직경: 80 +/- 5㎜.
높이: 25 + 1㎜.
외부 치수:
직경: 120 +/- 5㎜.
높이: 30 + 1㎜.
주걱
토기 타일(치수: 약 120㎜ x 5㎜)
0.01g의 정확도의 저울
100㎜ 직경의 여과지(유형 슐라이허(Schleicher) 또는 필터-랩(Filter-Lab) 0965 NW 25 L): 분리 필터.
(i). 100㎜ 직경의 여과지(슐라이허 2294 또는 필터-랩 S-유형 600)
실험 계획안:
1. 테스트(T2)에 기재된 혼합 방법에 따라 샘플을 준비한다.
2. 비어 있고 건조한 몰드의 무게를 잰다
Figure 112021006617669-pct00017
mA
3. 슐라이허 2294 여과지 또는 필터-랩 S-유형 600의 무게를 잰다 mB이다.
4. 주걱을 사용하여 필터와 혼합물의 접촉을 보장하기 위해 약간 돌출된 대마 모르타르로 몰드를 채운다.
5. 채워진 몰드의 무게는 mC
6. 혼합물을 분리 여과지(유형 슐라이허 또는 필터-랩 0965 NW 25 L)로 덮은 다음 2294 또는 S-600 필터를 조립체 위에 놓는다.
7. 토기 타일을 조립체 위에 놓고 모든 것을 뒤집고 스톱워치를 시작한다; 테스트 시간은 15분이다.
8. 15분 후 2294 또는 S-600 여과지를 수집하고 무게를 측정한다 mD
결과의 표현:
계산 1: 제품에 포함된 물의 무게
M물 =((m C -m A )*Tg%)/(100 + Tg%)
계산 2: 제품의 수분 손실
Δ물 =(m D - m B )
계산 3: 수분 보유율(%)
R% =((M물-Δ물)/M물)*100
EN 1015-8: 모르타르 벽돌용 테스트 방법 - 파트 8: 신선한 모르타르의 수분 보유율의 결정.(1999년 9월)
계면 활성제
계면 활성제(L3)는 바람직하게는 다음 중에서 선택된다:
i. 예를 들어 알킬 설페이트, 알킬 에테르 설페이트, 알클라릴 설포네이트, 알킬 숙시네이트, 알킬 설포숙시네이트, 알킬 사르코시네이트, 알킬 포스페이트, 알킬 에테르 포스페이트, 알킬 에테르 카복실레이트 및 α-올레핀 설포네이트, 바람직하게는 나트륨 라우릴 설페이트 유형의 음이온성 계면 활성제 공급원;
ii. 에톡실화 지방 알코올, 모노- 또는 다이알킬알칸올아미드, 알킬 폴리글루코시드 유형의 비이온성 계면 활성제;
iii. 알킬아민 옥사이드, 알킬 베타인, 알킬아미도프로필 베타인, 알킬 설 포베타인, 알킬글리시네이트, 알킬암포프로피오네이트 또는 알킬아미도프로필 하이드록시설타인 유형의 양쪽성 계면 활성제;
iv. 폴리에테르 폴리올, 탄화수소 분자, 실리콘 분자 또는 소수성 에스테르;
v. 비이온성 계면 활성제;
vi. 폴리옥시란;
vii. 또는 이들의 혼합물.
이온성 계면 활성제로서, 제한 없이, 알킬 에테르 설포네이트, 하이드록시알킬 에테르 설포네이트, α-올레핀 설포네이트, 알킬벤젠 설포네이트, 알킬 에스테르 설포네이트, 알킬 에테르 설페이트, 하이드록시알킬 에테르 설페이트, α-올레핀 설페이트, 알킬벤젠 설페이트, 알킬아미드 설페이트뿐만 아니라 이들의 알콕실화(특히 에톡실화(EO) 및/또는 프로폭실화(PO)) 유도체, 상응하는 염 또는 이들의 혼합물을 언급할 수 있다. 이온성 계면 활성제로서, 제한 없이, 포화 또는 불포화 지방산의 염 및/또는 이들의 알콕실화 유도체, 특히 (EO) 및/또는 (PO) 유도체(예를 들어, 나트륨 라우레이트, 팔미트산 나트륨, 스테아르산 나트륨 또는 올레산 나트륨), α-설폰화 메틸 및/또는 나트륨 라우레이트, 알킬글리세롤 설포네이트, 술폰화 폴리카복실산, 파라핀 설포네이트, N-아실-N-알킬타우레이트, 알킬 포스페이트, 알킬숙시나메이트, 알킬 설포숙시네이트, 설포숙시네이트의 모노에스테르 또는 다이에스테르, 알킬글루코시드 설페이트를 언급할 수도 있다. PA12011 FR에서 비이온성 계면 활성제로서, 제한 없이, 에톡실화 지방 알코올, 알콕실화[특히 (EO) 및/또는 (PO)] 알킬페놀, 지방족 알코올, 보다 구체적으로 C8-C22 지방족 알코올, 에틸렌 옥사이드 또는 프로필렌 옥사이드를 프로필렌 글리콜 또는 에틸렌 글리콜과 축합하여 생성된 생성물, 에틸렌 옥사이드 또는 프로필렌 옥사이드를 에틸렌다이아민과 축합하여 생성된 생성물, 알콕실화(특히 (EO) 및/또는 (PO)) 지방산 아미드, 알콕실화(특히 (EO) 및/또는 (PO)) 아민, 알콕실화[특히 (EO) 및/또는 (PO)] 아미도아민, 아민 산화물, 알콕실화[특히 (EO) 및/또는 (PO)] 테르펜 탄화수소, 알킬폴리글루코사이드, 양친매성 중합체 또는 올리고머, 에톡실화 알코올, 소르비탄 에스테르 또는 에톡실화 소르비탄 에스테르를 언급할 수 있다. 양쪽성 계면 활성제로서, 제한 없이, 베타인, 이미다졸린 유도체, 폴리펩타이드 또는 리포아미노산이 언급될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명에 따라 적합한 베타인은 코카미도프로필 베타인, 도데실 베타인, 헥사데실 베타인, 옥타데실 베타인, 인지질 및 이들의 유도체, 아미노산 에스테르, 수용성 단백질, 수용성 단백질의 에스테르 및 이들의 혼합물로부터 산택될 수 있다. 양이온성 계면 활성제로서, 제한 없이, 아미노 라우레이트 옥사이드, 아미노 프로필 코코에이트 옥사이드, 카프릴암포카복시 글리시네이트, 라우릴 프로피오네이트, 라우릴 베타인, 비스(2-하이드록시에틸) 톨유 베타인을 언급할 수도 있다. 본 발명의 특정 실시형태에 따르면, 비이온성 발포제는 적어도 하나의 음이온성 또는 양이온성 또는 양쪽성 발포제와 조합될 수 있다.
양친매성 계면 활성제로서, 제한 없이, 중합체, 올리고머 또는 수성 상에 적어도 혼화 가능한 공중합체가 언급될 수 있다. 양친매성 중합체 또는 올리고머는 무작위 분포 또는 다중 블록 분포를 가질 수 있다. 본 발명에 따라 사용되는 양친매성 중합체 또는 올리고머는 적어도 하나의 친수성 블록 및 적어도 하나의 소수성 블록을 포함하는 블록 중합체 중에서 선택되며, 친수성 블록은 적어도 하나의 비이온성 및/또는 음이온성 단량체로부터 수득된다. 이러한 양친매성 중합체 또는 올리고머의 예로서, 소수성 그룹, 특히 알킬 그룹, 폴리에틸렌 글리콜 및 그 유도체를 갖는 다당류를 언급할 수 있다. PA12011 FR에서 양친매성 중합체 또는 올리고머의 예로서, 폴리하이드록시스테아레이트/폴리에틸렌 글리콜/폴리하이드록시스테아레이트 삼블록 중합체, 분지형 또는 비분지형 아크릴 중합체 또는 소수성 폴리아크릴아미드 중합체가 언급될 수도 있다.
비이온성 양친매성 중합체, 보다 구체적으로 알콕실화된[특히 에틸렌 옥사이드(EO) 및/또는 프로필렌 옥사이드(PO)] 중합체와 관련하여, 이들은 보다 구체적으로 적어도 일부(적어도 50 중량%)가 물과 혼화 가능한 중합체 중에서 선택된다. 이러한 유형의 중합체의 예로서, 특히 폴리에틸렌 글리콜/폴리프로필렌 글리콜/폴리에틸렌 글리콜 삼블록 중합체가 언급될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명에 따라 사용되는 발포제는 단백질, 특히 동물 기원 단백질, 보다 구체적으로 케라틴, 또는 식물 기원 단백질, 보다 구체적으로 밀, 쌀, 대두 또는 곡물의 수용성 단백질이다. 예를 들어, 나트륨 라우로일 가수 분해된 밀 단백질, 라우로일 가수 분해된 귀리 단백질 또는 나트륨 코코일 사과 아미노산이 언급될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명에 따라 사용되는 발포제는 분자량이 300 내지 50,000 달톤(dalton)인 단백질이다. 발포제는 결합제의 중량에 대하여 중량 단위로 0.001% 내지 2%, 바람직하게는 0.01% 내지 1%, 보다 바람직하게는 0.005% 내지 0.2%의 발포제 함량으로 본 발명에 따라 사용된다.
2차 결합제
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 조성물은 포틀랜드 시멘트, 슬래그, 메타카올린, 지오폴리머 시멘트, 천연 포졸라나, 규산 나트륨, 규산 칼륨, 규산 리튬, 유기 결합제 또는 이들의 혼합물 중에서 선택된 적어도 하나의 2차 결합제 - L4-를 포함한다.
예를 들어, 2차 결합제(A4)로 적합한 인공 포틀랜드 시멘트는 다음을 포함한다:
- 다음을 포함하는 20% 내지 95%의 클링커:
50% 내지 80%의 C3S;
4% 내지 40%의 C2S;
0% 내지 20%의 C4AF; 및
0% 내지 2%의 C3A;
- 0% 내지 4%의 $; 및
- 0% 내지 80%의 고로 슬래그, 실리카 흄, 포졸라나스 및/또는 비산회(fly ash).
메타카올린은 침전물에 따라 다양한 비율로 다양한 광물(석영, 필로실리케이트, 산화철 등)과 함께 점토, 카올리나이트를 하소하여 생성된다. 메타카올린은 회전 가마, 판 가마에서 분쇄 및 하소 작업을 하거나 또는 "플래시" 하소 공정을 통해 얻어진다.
카올리나이트의 이러한 열 활성화는 무정질 반응성 알루미나 규산염을 얻을 수 있게 한다.
대안적인 형태에 따르면, L4는 재분산성 중합체 분말, 에폭시 (공)중합체, (공)폴리우레탄 및 이들의 혼합물을 포함하고 이상적으로는 이들로 구성된 그룹 중에서 선택된 유기 결합제이다.
윤활 광물 충전제
100㎛ 미만의 입자 크기(d90)를 갖는 윤활 광물 충전제(L5)는 바람직하게 다음 중에서 선택된다:
천연 및 합성 규산염 광물, 보다 더 바람직하게는 점토, 운모, 고령토 및 메타카올린, 실리카 흄, 비산회 및 이들의 혼합물,
석회질 또는 규산질/석회질 충전제,
비산회,
또는 이들의 혼합물.
유리하게는, 결합제는 윤활 입자, 즉, 페이스트형 모르타르가 분무 호스에서 잘 유동할 수 있게 하는 입자를 포함하고; 이러한 입자는 일반적으로 페이스트형 모르타르에 "전단이 얇아지는" 특성을 부여하며, 따라서 모르타르의 항복점은 벽과 접촉할 때 감소한다.
이격 광물 충전제
100㎛ 이상의 입자 크기(d90)를 갖는 이격 광물 충전제(L6)는 바람직하게는 규산질, 석회질 또는 규산질/석회질 모래, 경량 충전제 중에서 선택되며, 이들 충전제는 더욱 구체적으로 발포 또는 비발포 질석, 발포 또는 비발포 펄라이트, 발포 또는 비발포 유리 비드[중공형 유리 비드(3M 유형) 또는 발포 유리 과립(Poraver, Liaver)], 실리카 에어로겔, 발포 또는 비발포 폴리스티렌, 세노스피어(cenosphere)(필라이트), 중공형 알루미나 비드, 발포 또는 비발포 점토, 부석, 규산염 발포 입자, 유문암(Noblite) 또는 이들의 혼합물 중에서 선택된다.
발수 보조제:
발수제(L7)는 바람직하게는 플루오르화, 실란화, 실리콘-포함 또는 실록산-포함 제제, 지방산의 금속 염 및 이들의 혼합물, 바람직하게는 올레산 및/또는 스테아르산의 나트륨, 칼륨 및/또는 마그네슘 염 및 이들의 혼합물을 포함하거나 보다 더 바람직하게는 이들로 구성된 그룹 중에서 선택된다.
- 경화 지연제:
경화 지연제(L8)는 바람직하게는 칼슘 킬레이트제, 카복실산 및 이들의 염, 다당류 및 이들의 유도체, 포스포네이트, 리그노설포네이트, 포스페이트, 붕산염 및 납, 아연, 구리, 비소 및 안티몬 염, 및 보다 구체적으로 타르타르산과 이의 염, 바람직하게는 이들의 나트륨 또는 칼륨 염, 구연산 및 이의 염, 바람직하게는 이의 나트륨 염(시트르산삼나트륨), 나트륨 글루코네이트; 인산나트륨; 황산염과 이들의 나트륨 또는 칼륨 염 및 이들의 혼합물을 포함하거나 보다 더 바람직하게는 이들로 구성된 그룹 중에서 선택된다.
경화 촉진제:
경화 촉진제(L9)는 바람직하게는 수산화물, 할로겐화물, 질산염, 아질산염, 탄산염, 티오시아네이트, 황산염, 티오황산염, 과염소산염, 실리카, 알루미늄의 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 염, 및/또는 카복실산 및 하이드로카복실산 및 이들의 염, 알칸올아민, 불용성 규산염 함유 화합물, 예를 들어, 실리카 흄, 비산회 또는 천연 포졸라나, 규산염 함유 4차 암모늄, 미분된 광물 화합물, 예를 들어, 실리카겔 또는 미분된 칼슘 및/또는 마그네슘 탄산염, 및 이들의 혼합물을 포함하거나 보다 더 바람직하게는 이들로 구성된 그룹 중에서 선택되고; 이 추가 경화 촉진제(e)는 바람직하게는 염화물 및 이의 나트륨 또는 칼슘 염; 탄산염 및 이의 나트륨 또는 리튬 염, 황산염 및 이의 나트륨 또는 칼륨 염, 수산화칼슘 및 포름산염 및 이들의 혼합물을 포함하거나 보다 더 바람직하게는 이들로 구성된 그룹 중에서 선택된다.
- 증점 첨가제:
L10은 L2와 달리 모르타르의 항복점(부하 저항)을 향상시킬 수 있는 첨가제이다.
바람직하게는, 이러한 증점 첨가제는 다당류 및 이의 유도체, 폴리비닐 알코올, 광물 증점제, 선형 폴리아크릴아미드 및 이들의 혼합물을 포함하거나 보다 더 바람직하게는 이들로 구성된 그룹 중에서 선택된다.
분무 장치
이 장치는 습식 모르타르를 순환시키기 위한 적어도 하나의 펌프, 선택 사항으로 분무 유체, 바람직하게는 압축 공기의 적어도 하나의 공급원, 및 본 발명에 따른 적어도 하나의 분무건을 포함한다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시형태에서, 습식 모르타르를 순환시키기 위한 펌프는 다음 특성 중 적어도 하나를 나타내는 편심 스크류 펌프 중에서 선택된다:
P.1. 4㎜ 내지 30㎜, 바람직하게는 6㎜ 내지 10㎜의, 회전자와 고정자 사이의 공기 갭(E)을 갖는 펌핑 재킷;
P.2. 20 내지 80 센티미터, 바람직하게는 30 내지 60 센티미터의 길이(L)를 갖는 펌핑 재킷;
P.3. 3 내지 6, 바람직하게는 3 또는 4의 스크류 피치 수를 갖는 펌핑 재킷;
P.4. 30 내지 60, 바람직하게는 35 내지 50, 보다 더 바람직하게는 43 정도의 쇼어 경도를 갖는 엘라스토머 고정자를 갖는 펌핑 재킷;
P.5. 150바 이하, 바람직하게는 100바 내지 120바의 파열 압력;
P.6. 10바 내지 30바, 바람직하게는 15바 내지 20바의 습식 모르타르의 유동을 위한 작동 압력.
본 발명의 주목할 만한 특징과 관련하여, 이 장치는 다음 추가 요소 중 적어도 하나를 포함한다:
습식 모르타르의 적어도 하나의 공급원;
적어도 하나의 분무 유체 압축기;
습식 모르타르의 유동을 위한 적어도 하나의 공급 라인;
분무 유체를 공급하기 위한 적어도 하나의 파이프;
바람직하게는 습식 모르타르의 유동을 위한 회로 및/또는 분무 유동 회로를 갖는 하나 이상의 밸브.
분무 방법
습식 모르타르를 분무하기 위한 본 발명에 따른 방법은 단계(e.1, e.2)를 포함하고, 또한 습식 모르타르의 혼합재가 상기 목표로 하는 충전제 (i) 내지 (xiii) 그룹 중에서 선택되는 것을 특징으로 한다.
이 방법에서, 경화 모르타르로 만들어진 건축 요소는 유리하게는 내부 또는 외부 파사드 렌더링, 매끄러운 표면 및/또는 바닥용 융기 표면, 지붕 충전, 프레임 건물 거푸집 충전, 조립식 요소, 기술적 절연 및/또는 방음 모르타르를 포함하고 이상적으로 이들로 구성된 그룹 중에서 선택된다.
건 및 분무 장치의 구현 예
이 예에 대한 설명은 첨부된 도면을 참조하여 제시된다.
- 도 1 및 도 1a는 본 발명에 따른 분무 장치의 일반적인 개략도이다.
- 도 2는 본 발명에 따른 분무건의 정면도이다.
- 도 2a는 도 2의 라인(IIA-IIA)을 따른 단면도이다.
- 도 3은 도 2의 건 몸체의 우측면도이다.
- 도 3a는 노즐(50), 단부 피스(60) 및 라인(30)이 추가된, 도 3의 라인(IIIA-IIIA)을 따른 길이 방향 단면도이다.
- 도 4는 본 발명에 따른 분무건의 사시도이다.
- 도 5는 본 발명에 따른 분무건(1)의 노즐(50)의 측면도이다.
- 도 5a는 도 5의 라인(VA-VA)을 따른 길이 방향 단면도이다.
- 도 6은 본 발명에 따른 분무건(1)의 노즐(50)의 정면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 혼합재(1㎜ ≤ D50 ≤ 15㎜ 및 F ≠ 1)를 포함하는 습식 모르타르용 분무 장치는,
- 습식 모르타르용 분무건(1);
- 습식 모르타르를 순환시키기 위한 스크류 펌프(100);
- 모르타르를 제조하기 위해 믹서로 구성된 습식 모르타르의 공급원(200);
- 분무 유체를 위한 압축기(110);
- 건(1)으로 습식 모르타르의 유동을 위한 공급 라인(30); 및
- 건(1)에 분무 유체를 공급하기 위한 파이프(45)를 포함한다.
→ 분무건(1):
도 1에 도시된 바와 같이 그리고 도 2, 도 2a, 도 3, 도 3b 및 도 4에서 보다 상세히 도시된 바와 같이, 분무건(1)은 건 몸체(2), 분사기(40), 분무 노즐(50) 및 연결 단부 피스(60)를 포함한다.
건(1) 몸체(2)는 바람직하게는 금속, 예를 들어, 스테인리스강으로 제조된 원형 단면의 관형 요소이며, 습식 모르타르의 유동을 위해 입구 개구(3) 및 출구 개구(7)를 나타낸다. 도 2는 이 관형 요소(2)가 자유 단부가 입구(3)인 실질적으로 직선인 제1 세그먼트(S1), 및 제1 세그먼트보다 더 짧은 길이이고 자유 단부가 출구(7)인 제2 세그먼트(S2)를 포함하는 것을 도시한다. 세그먼트(S1 및 S2)의 축(X1-X1 및 X2-X2)은 습식 모르타르의 유동 방향의 변화에 대응하는 각도 편차(ED)만큼 각도 오프셋된다. ED는 선호도가 증가하는 순서로 30°; 20°; 18°; 16°; 15° 및 10° 이하이다.
입구 개구(3)로부터, 세그먼트(S1)는 외측에 나사산이 형성된 단자 부분(31) 및 주 부분(32)을 포함한다. 나사산 형성된 단자 부분(31)의 외부 직경은 주 부분(32)의 외부 직경보다 더 작다.
동일한 방식으로, 세그먼트(S2)는 나사산 형성된 단자 부분(33), 및 세그먼트(S1)의 주 부분(32)을 연장시키는 주 부분(34)을 나타낸다. 나사산 형성된 단자 부분(33)의 외부 직경은 주 부분(34)의 외부 직경보다 더 작다.
세그먼트(S1)의 주 부분(32)의 구획이 연장되는 나사산 형성된 단자 부분(31)은 공급 라인(30)으로부터 유래하는 습식 모르타르의 유동을 위한 안내 덕트(6)를 형성한다. 안내 덕트(6)는 이 구현 예에서 거의 40㎜인 최소 내부 직경(D1)을 갖는다.
바람직하게는, 안내 덕트(6)의 최소 내부 직경(D1)은 또한 혼합 챔버(5)의 최소 내부 직경 및 습식 모르타르의 유동을 위한 출구 개구(7)의 최소 내부 직경에 대응한다.
건(1) 몸체(2)에는 또한 도면의 판의 상부 및 하부를 기준으로 하여 건(1) 몸체(2)의 중간 길이 방향 평면과 평행하여 위쪽으로 연장되는 주변 돌출부(42)가 제공된다. 이 돌출부(42)는 원형 단면의 보어(43)를 나타내고, 이 보어의 축(X-X)은 건(1) 몸체(2)의 세그먼트(S2)의 축(X2-X2)과 병합된다. 이 축(X-X)은,
건 몸체(2)의 세그먼트(S1)의 축(X1-X1)과 각도(α)를 형성하고;
건(1) 몸체(2)의 세그먼트(S2)의 축(X2-X2)과 각도 편차(ED)를 나타낸다. ED는 위에서 정해진 바와 같이, 예를 들어 15°이다.
따라서 보어(43)는 분무 유체, 즉, 예를 들어 압축 공기의 제트를 분사하기 위한 개구(4)를 형성한다. 이 보어(43)는 개구(4)의 반대쪽 안내 덕트(6)의 바로 하류에 위치된 구역에서 건(1) 몸체(2)의 포트에서 나온다. 이 구역은 압축 공기의 제트를 습식 모르타르의 유동과 접촉시키기 위한 챔버(5)를 형성한다.
도 3a 및 도 4에 나타낸 바와 같이 돌출부(42)에는 축(X-X)에 수직인 축(Y-Y)으로 원형 단면의 보어(44)가 제공된다.
분사기(40)는 원형 단면의 튜브이며, 튜브의 단부들 중 하나는 분사 헤드(41)를 형성한다. 분사기(40)의 외부 직경은 분사기가 보어(43) 내로 도입되어 슬라이딩할 수 있도록 구성된다.
이 바람직한 실시형태에서, 보어(43)에서 분사기(40)의 슬라이딩은 적절한 나사산이 있는 보어 벽을 갖는 보어(44)에 나사 결합하기에 적합한 나사(예를 들어, 그럽 나사)에 의해 병진 이동이 차단될 수 있다. 이러한 유리한 배열은 접촉 챔버(5) 내에서 분사기(40)의 분사 헤드(41)의 위치를 조절할 수 있게 한다.
이 분사기(40)는 예를 들어 금속, 예를 들어, 스테인리스강으로 구성된다.
분사기(40)는 헤드(41)가 접촉 챔버(5)에서 나오도록 보어(43) 내로 도입된다. 분사기(40)와 보어(43)는 동축(X-X)이다.
분사기(40)와 보어(43)의 축(X-X) 또는 건(1) 몸체(2)의 세그먼트(S2)의 축(X2-X2 X2)은 또한 분사기(40)로부터 인한 압축 공기에 의해 추진되는 습식 모르타르의 분무 방향에 대응한다.
축(X-X)과 축(X1-X1) 사이의 각도(α)는 또한 분무 유체, 즉, 압축 공기의 제트의 방향과, 이 유동이 압축 공기와 접촉하기 바로 전 안내 덕트(6)에서 습식 모르타르의 유동 방향 사이의 각도이다.
실제로, 각도(α)는 약 15°일 수 있다.
분무 노즐(50)은 도 1, 도 3a, 도 4에 도시되고, 도 5a와 도 6에 보다 상세히 도시되어 있다. 분무 노즐은 외부면(50c), 내부면(50b), 직선 단면에서 가장 큰 내부 치수가 D20인 입구(53), 직선 단면에서 가장 큰 내부 치수가 D2.1인 단자 개구(52)를 나타내는 케이싱(50a)을 포함하고; 내부면(50b), 입구(53) 및 단자 개구(52)는 노즐(50)의 포트(55)를 형성한다.
포트(55)는 단자 개구(52)로부터 입구(53) 방향으로 연장되는 단자 세그먼트(55t)를 포함한다.
단자 세그먼트(55t)의 직선 단면에서 가장 큰 내부 치수는 단자 세그먼트(55t)의 일 단부를 형성하는 단자 개구(52)의 값(D2.1)으로부터 단자 세그먼트(55t)의 다른 단부(55e)의 값(D2.2)까지 계속 증가한다.
도면에 예로서 주어진 실시형태에서, 단자 개구(52), 단자 세그먼트(55t) 및 입구(53)의 직선 단면은 원형이므로, 단자 세그먼트(55t)는 절두 원추형이다.
D2.1은 단부들 중 하나의 단부(출구 단부)를 형성하는 출구 개구(52)의 직경이다. D2.1은 예를 들어 약 16㎜이다.
D2.2는 단자 세그먼트(55t)의 단부(55e)(내부 단부)의 직경이다. D2.1은 예를 들어 40㎜이다.
D20은 노즐(50)의 입구(53)의 직경이다. D20은 예를 들어 50㎜이다.
단자 세그먼트(55t)의 단부(55e)(내부 단부)는 건(1) 몸체(2)의 출구 개구(7)와 결합된다.
단부(55e)의 직경(D2.2)은 건(1) 몸체(2)의 안내 덕트(6)의 내부 직경(D1)과 동일한 이 출구 개구(7)의 직경에 실질적으로 대응한다.
이러한 구성은 본 발명에 따른 특정 습식 모르타르가 건에서 막히는 것을 방지하고, 이 건(1)이 습식 모르타르를 분무할 수 있게 한다.
분무 노즐(50)은 일반적으로 절두 원추형 형상을 갖는다. 분무 노즐은 일반적으로 고무로 구성되고, 최소 내부 직경(D2)을 갖는 원형 단자 개구(52) 및 최소 내부 직경(D20 > D2)을 갖는 원형 입구(53)를 나타낸다.
본 발명의 주목할 만한 특징에 따르면, 노즐(50)의 입구(53)의 최소 내부 직경(D20)은 안내 덕트(6)의 최소 내부 직경(D1)과 동일하다.
이 입구(53)는 노즐(50)을 건(1) 몸체(2)의 세그먼트(S2)의 나사산 형성된 단자 부분(33)에 나사 결합시킬 수 있도록 의도된 내부 나사산(51)을 포함하는 링(54)을 형성하기 위해 노즐(50)의 내부를 향해 연장된다.
이 링(54)과 단자 개구(52) 사이의 노즐(50)의 포트(55)는 절두 원추형이다.
이 절두 원추형 포트(55)의 경사 벽과 단자 개구(52)의 주변에 접하고 노즐(50)의 축(X3-X3)과 평행한 직선(56) 사이에 형성된 내부 각도(γ)(도 5a 참조)가 고려된다.
이 내부 각도(γ)는 예를 들어 약 15°이다.
→ 습식 모르타르의 유동을 위한 공급 호스(30):
건(1) 몸체(2)의 입구(3)는 연결 단부 피스(60)를 통해 습식 모르타르의 유동을 위해 공급 호스(30)에 연결되도록 의도되며, 연결 단부 피스의 2개의 단부 구역은 각각 한편으로는 건(1) 몸체(2)의 세그먼트(S1)의 나사산 형성된 단자 부분(31)에 나사 결합되고, 다른 한편으로는 습식 모르타르의 유동을 위해 공급 호스(30)의 단부들 중 하나의 단부에 나사 결합되기에 적합한 내부 나사산을 나타낸다.
이 호스(30)는 D1 = D3 +/- 10%가 되도록 최소 내부 직경(D3)을 나타낸다. 따라서, 이 구현 예에서 D3 = 36㎜ 내지 44㎜이다.
또한, 이를 위해 단부 피스(60)는 D1 = D4 +/- 10%가 되도록 최소 내부 직경(D4)을 갖는다. 따라서 이 구현 예에서 D4 = 36㎜ 내지 44㎜이다.
습식 모르타르의 유동을 위한 공급 호스(30)의 다른 단부는 습식 모르타르를 제조할 수 있는 믹서(200)의 출구에 자체 연결된 스크류 펌프(100)에 연결된다.
→ 스크류 펌프(100)/믹서(200):
여기서 고려되는 펌프는 유리하게는 "스크류 펌프"이고, 바람직하게는,
· 파사드 렌더링을 분무하는 데 사용되는 유형(예를 들어, 랜시(Lancy) PHB-R, 벙커(Bunker) S8 스마트(Smart), 얼번 볼타(Urban Volta), 스프리츠(Spritz) S28R, 스프리츠 S38, 터보졸(Turbosol) UNI30, 푸츠마이스터(Putzmeister) SP11, S5 또는 SP5), 또는
· 콘크리트 펌프(벙커 B100 유형)의 펌프이다.
스크류 펌프(100)는 실제로 도 1a에 도시된 믹서(200)의 출구에 위치된 재킷이다.
특허 출원 WO97/45461A1은 이러한 유형의 "스크류 펌프"의 일례를 설명한다. 이러한 유형의 스크류 펌프는 일반적으로 고정자의 단부들에 각각 위치된 흡입 챔버 및 배출 오리피스를 포함하고, 고정자 내에는 이중 나선을 갖는 고정자와 상호 작용하도록 의도된 단일 나선을 갖는 나선형 회전자가 위치된다. 고정자는 바람직하게는 엘라스토머 재료로 구성되는 반면, 회전자(18)는 유리하게는 금속으로 제조된다. 회전자는 적절한 구동 및 전달 수단을 통해 축을 중심으로 회전 이동 가능하다. 미국 특허 번호 2 512 764 및 미국 특허 번호 2 612 845는 특히 이러한 스크류 펌프의 상세한 구조에 대한 정보 출처의 예이다.
도 1에 포함된 개략도에 나타낸 스크류 펌프(100)는 고정자 튜브(101), 및 보어(103)가 횡단하는 고정자(102)를 포함하며, 보어 내에서 회전자(104)가 회전 이동 가능하다. 이 고정자 튜브(102)/회전자(104)는 흡입 단부(105) 및 배출 단부 또는 배출 오리피스(106)를 나타낸다. 회전자(104)가 고정자(102)의 보어(103) 내에서 회전하자마자, 회전자(104)와 고정자(102) 사이에 공동(107)이 형성된다. 이 공동(107)은 흡입 단부(105)로부터 배출 단부 또는 오리피스(106)까지 진행된다. 공동(107)은 회전자(104)의 나선의 피치 및 최대 높이 또는 공기 갭으로 형성된 길이를 갖는다. 이 공기 갭(E)은 예를 들어 1㎜ 내지 50㎜, 바람직하게는 4㎜ 내지 30㎜에서 변할 수 있다.
이 "고정자 튜브(101)/고정자(102)/회전자(104)" 조립체는 재킷이라고도 불린다.
파사드 렌더링을 분무하기 위해 기계에 일반적으로 장착되는 재킷/고정자는 예를 들어 (벙커 B100 콘크리트 펌프와 호환 가능한) "2L6" 또는 2R6 유형 또는 2R8 유형이다.
특히, 스크류 펌프를 포함하고 본 발명에 따른 장치에서 본 발명에 따른 분무건과 결합되기에 적합한 "렌더러" 분무 기계의 예로서, 다음과 같은 것을 언급할 수 있고, 여기서 분무 기계는 유리하게는,
· 2L6 또는 2R6 유형의 회전자-고정자가 장착된 스크류 펌프를 갖는 푸츠마이스터사의 S5, SP5 또는 SP11 유형의 기계;
· 2L6 또는 2R6 유형의 회전자-고정자가 장착된 스크류 펌프를 갖는 벙커사의 S8, S28R 또는 S38 유형의 기계;
· 2L6 또는 2R6 유형의 회전자-고정자가 장착된 스크류 펌프를 갖는 랜시사의 PH9B 또는 PH9B-R 유형의 기계;
· 2L6 또는 2R6 유형의 회전자-고정자가 장착된 스크류 펌프를 갖는 터보솔사의 탈렌트(Talent) DMR 유형의 기계;
· 2L8 또는 2R8 유형의 회전자-고정자가 장착된 스크류 펌프를 갖는 벙커사의 B100 및 CL18 유형의 분무 기계;
· 2L8 또는 2R8 유형의 회전자-고정자가 장착된 스크류 펌프를 갖는 푸츠마이스터사의 SP20 유형의 분무 기계;
· 2L8 또는 2R8 유형의 회전자-고정자가 장착된 스크류 펌프를 갖는 랜시사의 TB20 유형의 분무 기계, 또는
· 2L8 또는 2R8 유형의 회전자-고정자가 장착된 스크류 펌프를 갖는 터보솔사의 실란트(Silant) 300 CL 유형의 분무 기계이다.
→ 공급 파이프(45)/압축기(110):
분사기(40)는 분무 유체, 이 경우에 따라 압축 공기를 공급하기 위해 파이프(45)에 적절한 어댑터에 의해 연결된다. 압축 공기는 그 자체로 알려져 있고 적합한 유형의 압축기(110)에서 유래한다.
본 발명에 따른 분무건을 포함하는 장치를 이용한 분무 방법의 구현 예
1.1 분무된 생물 기반 모르타르의 조성
생물 기반 모르타르 "Bio-ChF"의 조성:
- 20kg의 특정 결합제(1),
- 100 리터(ℓ)의 미세 대마 왕겨(입자 크기 < 10㎜),
- 50 리터의 물.
생물 기반 모르타르 "Bio-ChG"의 조성:
- 25kg의 특정 결합제(1),
- 100 리터의 건축 라벨 대마 왕겨(입자 크기 10㎜ 내지 30㎜),
- 50 리터의 물.
생물 기반 모르타르 "Bio-Ma"의 조성:
- 12kg의 특정 결합제(2),
- 100 리터의 옥수수 속(입자 크기 < 15㎜),
- 37 리터의 물.
1.2 생물 기반 모르타르의 준비:
e.1 적어도 하나의 결합제와 물을 혼합하는 것에 의한 습식 모르타르를 준비한다.
모르타르는 바람직하게는 다음 사양에 따라 기계가 하나의 용기를 가질 때 기계의 용기에서 또는 콘크리트 믹서에서 반죽된다:
-a- 적어도 1분 동안 100 리터의 충전제를 혼합 수와 함께 반죽한다(모든 물이 약 2 리터만큼 감소됨).
-b- 모든 결합제를 도입한 다음 물을 선택 사항으로 첨가하여 점도를 조절하며 약 5분 동안 반죽한다. 모르타르에 얻어진 점도는 5cm의 부하 저항을 가능하게 하는 임계 값을 유지하면서 펌핑 용기에서 양호한 유동(모르타르는 자체 중량 하에서 수평으로 배치됨)을 가능하게 해야 한다.
-c- 혼합된 배취(batch)를 스크류 펌프의 용기로 이송한다.
e.2 전술한 본 발명에 따른 장치를 사용하여 이 습식 모르타르를 분무한다, 여기서 노즐(50) 출구에서 습식 모르타르의 제트 압력은 15바 정도이다.
분무를 위해 분무건(1)에는 6바 내지 8바의 압력의 압축 공기가 공급된다.
분무를 구현하기 위한 다른 조건은 1.3 표제 하에 아래에서 주어진 표에 제시된다.
1.3 생물 기반 모르타르의 사용
* 방법의 적합도:
0: 불량
1: 보통
2: 양호

Claims (18)

  1. 습식 모르타르용 분무 장치로서,
    습식 모르타르를 순환시키기 위한 적어도 하나의 펌프(100);
    분무 유체의 적어도 하나의 공급원(110); 및
    습식 모르타르용 적어도 하나의 분무건(spray gun)(1)을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 분무건(1)은
    · 건 몸체(2)로서,
    → 습식 모르타르의 유동을 위해 공급 라인(30)에 연결되도록 의도된 습식 모르타르의 유동을 위한 적어도 하나의 입구(3);
    → 분무 유체의 제트를 분사하기 위한 적어도 하나의 개구(4);
    → 분무 유체의 제트를 습식 모르타르의 유동과 접촉시키기 위한 적어도 하나의 챔버(5);
    → 상기 건 몸체(2)의 입구(3)로부터 접촉 챔버(5)까지 습식 모르타르의 유동을 안내하기 위한 적어도 하나의 안내 덕트(6) 및
    → 분무되는 습식 모르타르를 위한 적어도 하나의 출구(7)를 포함하는, 상기 건 몸체(2);
    · 분사 개구(4)에 장착되고 상기 접촉 챔버(5)에서 나오는 적어도 하나의 헤드(41)를 포함하는 적어도 하나의 분사기(40)로서, 상기 분사기(40)는 상기 건 몸체(2)의 출구 방향으로 분무 유체의 제트를 생성할 수 있고; 상기 분사기(40)는 분무 유체를 공급하기 위해 파이프(41)에 연결되도록 의도된, 상기 적어도 하나의 분사기;
    · 상기 건 몸체(2)의 출구(7)에 장착되도록 설계된 모르타르용 적어도 하나의 분무 노즐(50); 및
    · 습식 모르타르의 유동을 허용하기 위해 제공된 상기 건 몸체(2)의 입구(3)에 장착된 적어도 하나의 연결 단부 피스(60)를 포함하고;
    a. 상기 안내 덕트(6)는 상기 안내 덕트(6) 내 습식 모르타르의 유동이 단방향 또는 다방향이 되도록 설계되고, 다방향인 경우 유동 방향의 임의의 변화는 30°이하의 각도 편차(ED)에 대응하고;
    b. 상기 접촉 챔버(5)에서 상기 분사기(40)의 분사 헤드(41)의 위치는 조절 가능하고;
    c. 습식 모르타르는 혼합재를 포함하는 페이스트형 매트릭스로 구성되고;
    (c.1) 상기 매트릭스는 적어도 하나의 액체, 150㎛ 이하의 입자 크기(D50)를 갖는 입자를 포함하는 적어도 하나의 결합제, 선택 사항으로 충전제, 및 선택 사항으로 적어도 하나의 첨가제를 포함하는 혼합물로 구성되고;
    (c.2) 상기 혼합재의 적어도 일부는,
    3㎜ 내지 6㎜의 입자 크기(D50);
    혼합재의 가장 작은 치수에 대한 가장 큰 치수의 비율로 정의된 폼 팩터(form factor)(F)가 1과 다른 폼 팩터(F)를 갖고,
    습식 모르타르를 순환시키기 위한 적어도 하나의 상기 펌프(100)는,
    P.2. 20 내지 80 센티미터의 길이(L)를 갖는 펌핑 재킷; 및
    P.3. 3 또는 4의 스크류 피치 수를 갖는 펌핑 재킷;을 갖는 편심 스크류 펌프 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 분무 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 각도 편차(ED)는 30°이하인 것을 특징으로 하는 분무 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    (i). 상기 분무 노즐(50)은 외부면(50c), 내부면(50b), 직선 단면에서 가장 큰 내부 치수가 D20인 입구(53), 및 직선 단면에서 가장 큰 내부 치수가 D2.1인 단자 개구(52)를 나타내는 케이싱(50a)을 포함하고, 상기 내부 면(50b), 상기 입구(53) 및 상기 단자 개구(52)는 상기 노즐(50)의 포트(55)를 형성하고;
    (ii). 상기 포트(55)는 상기 단자 개구(52)로부터 상기 입구(53) 방향으로 연장되는 단자 세그먼트(55t)를 포함하고;
    (iii). 상기 단자 세그먼트(55t)의 직선 단면에서 가장 큰 내부 치수는 상기 단자 세그먼트(55t)의 일 단부를 형성하는 상기 단자 개구(52)의 값(D2.1)으로부터 상기 단자 세그먼트(55t)의 다른 단부(55e)의 값(D2.2)까지 계속 증가하는 것을 특징으로 하는 분무 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 단자 개구(52), 상기 단자 세그먼트(55t) 및 상기 입구(53)의 직선 단면은 원형이어서 상기 단자 세그먼트(55t)는 절두 원추형인 것을 특징으로 하는 분무 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 안내 덕트(6)는 습식 모르타르의 유동이 단방향이도록 설계되고, 습식 모르타르의 유동 방향과 분무 유체의 제트 방향 사이의 각도(α)는,
    α ≤ 45°이도록 구성되는 것을 특징으로 하는 분무 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    · 상기 안내 덕트(6)는 최소 내부 직경(D1)을 갖고;
    · 모르타르용 상기 분무 노즐(50)은 최소 내부 직경(D2)을 갖는 단자 개구를 나타내고;
    · D1/D2 ≥ 1인 것을 특징으로 하는 분무 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    · 20 ≤ D1(㎜ 단위) ≤ 60 이고;
    · 10 ≤ D2(㎜ 단위) ≤ 25 인 것을 특징으로 하는 분무 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    · 상기 분무 노즐(50)은 절두 원추형이고;
    · 상기 노즐(50)의 내부 각도(γ)는 5°내지 30°인 것을 특징으로 하는 분무 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    · 습식 모르타르의 유동을 허용하기 위해 제공된 상기 건 몸체(2)의 입구는 최소 내부 직경(D3)을 갖는 습식 모르타르의 유동을 위한 공급 호스에 연결되도록 의도되고;
    · D1 = D3 +/- 10%인 것을 특징으로 하는 분무 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    · 상기 분무건은 습식 모르타르의 유동을 허용하기 위해 제공된 상기 건 몸체(2)의 입구(3)에 장착된 적어도 하나의 연결 단부 피스(60)를 포함하고;
    · 상기 단부 피스(60)는 최소 내부 직경(D4)을 갖고;
    · 상기 단부 피스(60)는 최소 내부 직경(D3)을 갖는 습식 모르타르의 유동을 위한 공급 호스(30)에 연결되도록 의도되고;
    · D3 = D4 +/- 10%인 것을 특징으로 하는 분무 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    · 상기 분사기(40)는 분무 방향(X2-X2)과 실질적으로 동축인 튜브이고;
    · 상기 분사기(40)는 분사기 개구(4)를 통해 상기 건 몸체(2) 내에 장착되고;
    · 상기 분사기(40)는 상기 개구에 대해 병진 이동으로 슬라이딩할 수 있는 것을 특징으로 하는 분무 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 혼합재는,
    (i) 생물 기반 충전제;
    (ii) 천연 광물 충전제;
    (iii) 합성 광물 충전제;
    (iv) 합성 비 광물 충전제;
    (v) 산업 연산물 또는 부산물로 인한 충전제;
    (vi) 샌드블라스팅, 쇼트블라스팅 또는 압력 분무 청소에 사용되는 광물 모래;
    (vii) 광물인 토목 공학 또는 건축 공사의 해체로부터 얻어진 혼합재;
    (viii) 유기/광물 또는 유기, 복합 재료, 재활용된 절연 재료인, 토목 공사 또는 건축 공사의 해체로부터 얻어진 혼합재, 폴리스티렌, 폴리우레탄, 페놀 수지, 목재 절연 재료 및 이들의 혼합물을 포함하는 그룹 중에서 선택된 혼합재;
    (ix) 혼합재(viii)와 광물 매트릭스의 혼합물;
    (x) 내화 라이닝의 해체로부터 얻어진 혼합재;
    (xi) 사용된 섬유 혼합재, 충전재(유리 섬유 또는 기타 광물 충전재)를 함유하는 플라스틱을 포함하는 재활용할 수 없는 플라스틱;
    (xii) 매립용으로 의도된 무해한 과립형 물질, 사용된 주물 모래, 촉매 지지체, 바이엘 공정(Bayer process)으로부터의 탈소 처리 지지체, 클링커 혼합재, 굴착 슬러지, 하수 슬러지, 액체 비료, 제지 폐기물, 제지 소각재 또는 생활 폐기물 소각재를 처리하여 생성된 충전제;
    (xiii) 및 이들의 혼합물
    을 포함하는 그룹 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 분무 장치.
  13. 제1항에 있어서, 습식 모르타르를 순환시키기 위한 적어도 하나의 상기 펌프(100)는,
    P.1. 회전자(104)와 고정자(102) 사이의 공기 갭(E)이 4㎜ 내지 30㎜인 펌핑 재킷;
    P.4. 30 내지 60의 쇼어 경도를 갖는 엘라스토머 고정자(102)를 갖는 펌핑 재킷;
    P.5. 150바(bar) 이하의 파열 압력; 및
    P.6. 10바 내지 30바의 습식 모르타르의 유동을 위한 작동 압력;
    상기 특성들 중 적어도 하나를 나타내는 편심 스크류 펌프 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 분무 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    · 습식 모르타르의 적어도 하나의 공급원(200);
    · 적어도 하나의 분무 유체 압축기(110);
    · 습식 모르타르의 유동을 위한 적어도 하나의 공급 라인(30); 및
    · 분무 유체를 공급하기 위한 적어도 하나의 파이프(45);
    상기 추가 요소들 중 적어도 하나를 포함하는 분무 장치.
  15. 경화되어 건축 요소를 형성하도록 의도된 습식 모르타르를 분무하는 방법으로서,
    e.1. D50이 150㎛ 이하인 입자를 포함하는 적어도 하나의 결합제, 혼합재, 선택 사항으로 충전제, 및 선택 사항으로 적어도 하나의 첨가제와 물을 혼합하는 것에 의해 습식 모르타르를 제조하는 단계로서;
    - 상기 혼합재의 적어도 일부는,
    · 1㎜ 내지 15㎜의 입자 크기(D50); 및
    · 혼합재의 가장 작은 치수에 대한 가장 큰 치수의 비율로 정의된 폼 팩터(F)가 1과는 다른 폼 팩터(F)를 갖는, 상기 습식 모르타르를 제조하는 단계; 및
    e.2. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에서 청구된 분무 장치를 사용하여 이 습식 모르타르를 분무하는 단계로서, 노즐(50) 출구에서 습식 모르타르의 제트 압력은 5바 내지 30바인, 상기 습식 모르타르를 분무하는 단계를 포함하는, 습식 모르타르를 분무하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 경화된 모르타르로 제조된 건축 요소는 내부 또는 외부 파사드 렌더링, 매끄러운 표면 또는 바닥용 융기 표면, 지붕 채우기, 프레임 건물 거푸집 채우기, 조립식 요소, 기술적 절연 또는 방음 모르타르를 포함하는 그룹 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 습식 모르타르를 분무하는 방법.
  17. 삭제
  18. 삭제
KR1020217001662A 2018-08-10 2019-08-09 모르타르 분무건, 이를 포함하는 장치, 및 분무 방법 KR102661570B1 (ko)

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