KR20140034897A - 시멘트계 시스템에 사용하기 위한 낮은 몰의 균일하게 치환된 hec - Google Patents

시멘트계 시스템에 사용하기 위한 낮은 몰의 균일하게 치환된 hec Download PDF

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KR20140034897A
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커릴 엔. 바키브
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텡-샤우 영
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허큘레스 인코포레이티드
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Abstract

낮은 몰 치환을 가지며 균일하게 치환된 히드록시에틸셀룰로스는 모르타르를 비롯한 시멘트계 시스템에 유용하다. 시멘트계 시스템은, 통상적인 상업용 셀룰로스 에테르 화합물을 포함하는 시멘트계 시스템에 비해 저온 뿐만 아니라 고온에 있어서 더 우수한 페이스트 안정성 및 최적화 경화 거동 뿐만 아니라 고온에서 매우 높은 수분 보유 능력 뿐만 아니라 긴 포트 수명을 나타낸다. 메틸히드록시에틸셀룰로스와 같은 덜 친수성인 셀룰로스 에테르를 제2 셀룰로스 에테르로서 첨가할 수 있다.

Description

시멘트계 시스템에 사용하기 위한 낮은 몰의 균일하게 치환된 HEC {LOW MOLAR, HOMOGENEOUSLY SUBSTITUTED HEC FOR USE IN CEMENT-BASED SYSTEMS}
관련 출원
본 출원은 2011년 6월 9일에 출원된, 미국 가특허 출원 번호 61/520,409에 관한 것이고 이를 우선권 주장하며, 그 개시내용은 본원에 참고로 포함된다.
본 발명의 분야
본 발명은 통상적인 상업용 셀룰로스 에테르 화합물에 비해 저온 뿐만 아니라 고온에 있어서 더 우수한 페이스트 안정성, 최적화 경화 거동을 제공하는 한편, 고온에서 매우 높은 수분 보유 능력 뿐만 아니라 긴 포트 수명을 제공하기 위한, 모르타르를 비롯한 시멘트계 시스템에서 유용한 셀룰로스 에테르 화합물에 관한 것이다.
건조 모르타르 산업에서, 셀룰로스 에테르는 생성되는 습윤 모르타르의 우수한 수분 보유율을 달성하도록 수분 보유제로서 통상적으로 사용된다. 임의의 결합제를 포함하는 모르타르의 적절한 수화를 위해 수분 함량을 조절하고 모르타르의 우수한 작업성을 얻기 위해서는 수분 보유율이 필요하다. 모르타르의 적절한 수화 성능으로부터 발생하는 두 번째 유리한 효과는 모르타르의 적절한 강도 발현 및 적용된 모르타르 층의 균열 방지와 샌딩 효과이다.
건조 모르타르 적용에 사용되는 통상적인 셀룰로스 에테르는 메틸 히드록시에틸 셀룰로스 (MHEC) 및 메틸 히드록시프로필 셀룰로스 (MHPC)이다. MHEC 및/또는 MHPC를 함유한 모르타르는 강도 발현, 균열 방지 및 샌딩 효과의 바람직한 성질을 나타낸다. 불행하게도, MHEC 및 MHPC는 통상적으로 고온 안정성을 가진 모르타르를 제공하지 못한다. 그의 소수성 특성으로 인해, 이들은 승온에서도 적절히 용해되지 못하거나 또는 이들은 침전되어 그 결과 모르타르에서 온도 상승에 따라 불활성화된다.
그의 친수성 성질 때문에, 히드록시에틸 셀룰로스 (HEC)는 상승한 온도에 대응하여 수용액에서 침전되지 않고, 매우 고온에서도 습윤 모르타르에 온도 안정성을 제공할 수 있다. 불행하게도, HEC는 생성된 모르타르, 즉 HEC를 함유한 모르타르에서 충분한 공극률 안정화를 제공하지 못한다. 표준 HEC를 함유한 모르타르에서, 모르타르는 작은 기포를 보이는데 이는 이후에 습윤 모르타르 내에서 더 큰 기포로 응고된다. 그 결과 적용된 표준 HEC를 함유한 모르타르는 모르타르 내의 이들 큰 기포의 존재로 인해 대부분 허용불가능하고 불량한 표면 외관을 나타낸다.
필요한 기능성 및 심미성을 갖는 마감된 표면을 생성하도록 혼합 동안 및 적용시 충분한 수분을 보유하는 한편 모르타르의 적용을 허용하도록 더운 날씨 조건 하에서 필요한 포트 수명 및 붙임 시간(open time)을 갖는 모르타르에 대한 필요성이 존재한다.
발명의 간단한 설명
본 발명은 더운 날씨 조건 하에서 개선된 포트 수명 및 붙임 시간을 갖는, 모르타르와 같은 시멘트계 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 시멘트계 시스템은 시멘트, 충전제/골재 및 낮은 몰 치환 (MS＝1.8-2.2), "더 균일하게" 치환된 HEC를 포함하는 레올로지 조절제를 포함한다. 시멘트계 시스템은 또한 모르타르와 같은 시멘트계 시스템에 적절한 점조도를 제공하기에 충분한 수분을 포함한다. 시멘트계 시스템의 레올로지 조절제는 상기 스무스 유형(smooth type)의 HEC보다 덜 친수성인 제2 셀룰로스 에테르를 포함할 수 있다. 레올로지 조절제는 건량 기준 시멘트계 시스템의 중량을 기준으로 약 0.10 중량% 내지 약 1 중량%의 양으로 존재한다. 일반적으로 블렌드에서 제2 셀룰로스 에테르 대 히드록시에틸셀룰로스의 비율은 중량 기준으로 약 10:90 내지 약 90:10의 범위에 있다. 통상적으로, 제2 셀룰로스 에테르는 메틸히드록시에틸셀룰로스 또는 메틸히드록시프로필셀룰로스일 것이다.
도면의 간단한 설명
본 발명의 추가 실시양태는 첨부한 도면에 의해 이해될 수 있다.
도 1은 EIFS 중 상이한 MHEC/HEC 블렌드 (50:50)의 40℃에서의 점도 그래프이다.
도 2는 EIFS 중 상이한 CE 뿐만 아니라 MHEC/HEC 블렌드 (50:50)의 20℃에서의 점도 그래프이다.
발명의 상세한 설명
본 발명은 더운 날씨 조건 하에 모르타르 적용과 같은 시멘트계 시스템에서 사용하기 위한 셀룰로스 에테르 제품에 관한 것이다. 본 발명의 셀룰로스 에테르 제품은 고온에서의 수분 보유율, 포트 수명, 및 붙임 시간과 같은 여러 중요한 적용 공정-관련 파라미터를 개선한다.
건조 모르타르 적용과 같은, 본 발명의 시멘트계 시스템에서 사용하는 셀룰로스 에테르 제품은, 낮은 몰 치환 (MS＝1.8-2.2), 스무스-유형의 HEC이다. 이러한 적용을 위해, "스무스-유형"은, 표준 상업용 HEC에서보다 "스무스-유형"의 치환된 HEC에서 셀룰로스 골격을 따라 더 균일한 EO 치환 분포를 나타내는 더 낮은 퍼센트의 비치환 AGU 및 더 낮은 MS/DS 비율과 관련이 있는, 상업용 HEC에 비해 더 낮은 퍼센트의 방출된 글루코스를 특징으로 한다. 본 발명에서 사용하는 낮은 몰 치환 스무스-유형의 HEC는 수용성이고, 낮은 HE-MS HEC, 및 미국 출원 공보 번호 US2006/0199742 (또한 WO 2006/094211 (A1) 참조) (개시내용은 그 전체가 본원에 참고로 포함됨)에 교시된 개질된 HEC일 수 있다. 본 발명에서 사용하는 낮은 MS, 스무스-유형의 HEC는 개선된 습윤 모르타르 구조, 더 높은 수성 점도 및 수분 보유 능력을 나타내는 한편 표준 상업용 HEC의 고온 안정성을 제공한다. 또한, 그의 낮지만, 더 균일한 에틸렌 옥시드 치환으로 인해, 낮은 MS, 스무스-유형의 HEC의 사용은 실온 뿐만 아니라 승온에서도 허용가능한 경화 거동을 나타내는 시멘트계 모르타르를 생성한다.
낮은 MS, 스무스-유형의 HEC는 또한 시멘트계 시스템에서 사용하기 위해 덜 친수성인 다른 셀룰로스 에테르 (CE), 예컨대 메틸히드록시에틸셀룰로스 (MHEC) 또는 메틸히드록시프로필셀룰로스 (MHPC)와 블렌딩할 수 있다. 낮은 MS, 스무스-유형의 HEC를 함유한 CE/HEC-블렌드는 표준 상업용 HEC를 함유한 블렌드에 비해 이점을 제공한다. 낮은 MS, 스무스-유형의 HEC가 표준 상업용 등급 HEC보다 개선된 공극률 안정화 및 더 우수한 모르타르 구조를 제공하기 때문에, 더 높은 퍼센트의 HEC는, 오직 MHEC 또는 MHPC만을 함유한 시멘트계 시스템에 대해 알려진 허용가능한 모르타르 구조를 여전히 달성하는 한편 CE/HEC-블렌드에서 사용될 수도 있다. CE-혼합물 내의 HEC의 더 높은 양은 표준 상업용 HEC를 함유한 MHEC/MHPC-풍부 블렌드에 비해 개선된 고온 안정성을 야기한다. 또한, 그 결과 낮은 MS, 스무스-유형의 HEC를 함유한 CE/HEC-블렌드를 함유한 모르타르의 경화 거동은 저온 뿐만 아니라 고온 조건 둘 다에 대해서 허용가능하다.
낮은 MS, 스무스-유형의 HEC는 더 높은 MS를 갖는 HEC에 비해 더 높은 수성 점도를 나타내는 시멘트계 시스템을 생성한다. 낮은 MS, 스무스-유형의 HEC의 사용은 더 높은 수성 HEC 점도 및 개선된 수분 보유 능력을 달성하거나 유사한 점도 HEC를 달성하도록 표준 상업용 HEC 등급에의 더 낮은 점도 셀룰로스 마감재의 사용을 허용하는 이점을 제공한다.
시멘트계 시스템은 시멘트, 충전제/골재, 낮은 MS, 스무스-유형의 HEC를 포함하는 레올로지 조절제를 비롯한 여러 성분을 포함하고, 또한 메틸히드록시에틸셀룰로스와 메틸히드록시프로필셀룰로스의 블렌드를 비롯한 블렌드로서 다른 CE, 및 시멘트계 시스템에 적절한 점조도를 제공하기에 충분한 수분을 포함할 수 있다. 레올로지 조절제는 건량 기준 시멘트계 시스템의 중량을 기준으로, 약 0.1 중량% 내지 약 1 중량%의 양으로 존재할 수 있다. "시멘트"란 용어는 수경성 시멘트, 예컨대 포틀랜드(Portland) 시멘트, 포틀랜드 시멘트와 예를 들어 비산 회분, 고로 슬래그, 탄산칼슘, 포졸란 등과 같은 다른 성분을 포함하는 블렌딩된 시멘트인, 컴포지트(Composite) 시멘트, 및 그의 혼합물, 또는 알루미나 시멘트 등, 및 그의 혼합물을 포함하나, 이들로 한정되지 않는 것으로 의도된다.
건설 산업에서 통상적으로 사용되는 임의의 유형의 충전제/골재는 본 발명의 맥락에서 효과적으로 사용될 수 있다. 적합한 충전제/골재의 예로는 예컨대 규사, 탄산칼슘, 돌로마이트, 뿐만 아니라 경량 골재, 예컨대 펄라이트, 폴리스티렌 비드, 중공/발포 유리 또는 세라믹 구 코르크, 고무 등, 및 그의 혼합물이 있다. 모르타르에서 충전제/골재의 비율은 전체 건조 구성성분을 기준으로, 바람직하게는 50 중량% 내지 약 85 중량%, 보다 바람직하게는 60 중량% 내지 약 80 중량%, 가장 바람직하게는 65 중량% 내지 약 75 중량%이다.
본 발명의 시멘트계 시스템에서 사용하는 레올로지 조절제는 낮은 MS, 스무스-유형의 HEC 또는 메틸히드록시에틸셀룰로스 (MHEC) 또는 메틸히드록시프로필셀룰로스 (MHPC)와 같은 또 다른 CE와 낮은 MS, 스무스-유형의 HEC의 블렌드일 수 있다. 시멘트계 시스템에 존재하는 레올로지 조절제로서 MHEC와 낮은 MS, 스무스-유형의 HEC의 블렌드는 약 10:90 내지 약 90:10, 바람직하게는 약 30:70 내지 약 70:30 또는 약 50:50의 MHEC 대 낮은 MS, 스무스-유형의 HEC의 비율로 존재할 수 있다.
시멘트계 시스템, 예컨대 스킴(skim) 코트에서 또는 EIFS 모르타르에서, 시멘트계 시스템의 수분 보유율은 주로 CE에 의해 영향을 받는다. 통상적인 셀룰로스 에테르, 예컨대 메틸히드록시프로필셀룰로스 (MHPC) 또는 메틸히드록시에틸셀룰로스 (MHEC)는 40℃ 이하의 온도에서 잘 수행하지만, 더 고온에서는, 오직 이 통상적인 셀룰로스 에테르에만 의존하는 스킴 코트 또는 EIFS 모르타르와 같은 시멘트계 시스템의 수분 보유 능력이 크게 악화된다. EIFS 모르타르에서 관측되는 균열 형성 및 분말화 효과는 불충분한 수분 보유율의 결과이다.
표준 상업용 HEC의 수분 보유 능력은 고온에서 매우 안정적인 것으로 잘 알려져 있다. 그러나, 표준 상업용 HEC는 불량한 작업성 및 표면 외관을 초래하는, 페이스트 안정성의 부족을 나타낸다.
실시예는 본 발명을 예시하기 위해 제시되며, 부 및 퍼센트는 달리 언급하지 않는 한 중량을 기준으로 한다.
실시예
통상적인 시멘트계 스킴 코트 또는 EIFS 모르타르는 다음의 성분 중 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
<표 1> 시멘트계 스킴 코트의 전형적인 조성
Figure pct00001
본 명세서에서 사용되는 파라미터를 결정하는데 다음의 분석 방법을 이용하였다.
가수분해에 의한 비치환 무수글루코스 단위 ( 비치환 AGU ) - 이온 크로마토그래피
3 밀리리터의 72% 황산으로 처리하고, 물을 사용하여 0.36 몰 산으로 희석하고, 5시간 동안 환류함으로써 약 0.3 그램의 샘플을 글루코스 및 치환된 글루코스로 가수분해하였다. 간헐적 전류측정 검출과 고 pH 용리액을 사용하는 이온 교환 크로마토그래피에 의해 용액을 분석하였다. 비치환 무수글루코스의 농도는 글루코스 표준물질을 사용한 검정 후 정량화되었다.
HEC 몰 치환 분석 (밀봉된 관 자이젤(Zeisel)에 의한 HE - MS - 기체 크로마토그래피)
중량을 전체 휘발물 및 염 함량에 대해 보정한, 약 90 밀리그램의 샘플을 57% 수성 HI, 및 내부 표준물질 2,5-디메틸헥산의 o-크실렌 용액을 포함하는 압력관에 넣고 알루미늄 블록에서 2시간 동안 섭씨 185도로 가열하였다. 히드록시에틸 관능기로부터 형성된 에틸 아이오다이드를 형성되는 대로 크실렌 층으로 추출하였다. 냉각 후 메틸 실리콘 고정 상에 결합된 2.65 마이크로미터 및 불꽃 이온화 검출기를 포함하는 30 m × 0.53 ㎜ id 컬럼을 사용하는 기체 크로마토그래피에 의해 크실렌 층을 분석하였다. 2,5-디메틸헥산 내부 표준물질에 대한 그의 응답을 이용하여 형성된 에틸 아이오다이드의 퍼센트를 계산하였고, 분자에 의한 치환 (MS)을 그 결과로부터 계산하였다.
브룩필드 ( Brookfield ) 점도 측정
약 2.5 그램의 수분 보정된 HEC 분말을 적어도 16시간 동안 용해시킴으로써 수성 1.0 중량% HEC 용액을 제조하였다. 25℃에서 30 rpm으로 LVT 스핀들 번호 4를 사용하는 브룩필드 점도계를 이용하여 샘플 용액의 점도를 측정하였다.
효소적 방출된 글루코스
1.5 g의 2% HEC 용액, 1.5 ㎖ 이중 강도 아세테이트 완충액 (pH 4.8) 및 30 ㎕ 셀루클라스트(Celluclast) 1.5L를 혼합하고 45℃에서 18.5시간 동안 배양한 후, 반응 혼합물을 30분 동안 100℃로 가열하였다. 샘플에서 효소적으로 방출되는 글루코스의 양은 GOD-PAP 방법 또는 헥소키나제(Hexokinase) 방법에 의해 글루코스 결정용 상업적 시험 키트를 사용하여 분광학적으로 측정되었다. 일련의 글루코스 표준 용액을 사용하여 검정을 거쳐 정량화를 수행하였다.
<표 2A> 시험한 HEC 샘플의 분석 데이터
Figure pct00002
＊브룩필드 점도 LVT 스핀들 4, 30rpm, 1% 용액
<표 2B> 시험한 HEC 샘플의 분석 데이터
Figure pct00003
＊IC에 의해 측정됨
표 2B (1-2)의 샘플의 경우, 방출된 글루코스와 MS/DS, % 비치환 AGU의 양 사이에 상관관계가 있다. 낮은 MS, 스무스-유형의 HEC EX 1A 및 EX 1C의 예는, 낮은 MS, 스무스-유형의 HEC 샘플의 경우 개발 중인 HEC 샘플에서 셀룰로스 골격을 따라 더 균일한 EO 치환 분포를 나타내는 더 낮은 퍼센트의 비치환 AGU 및 더 낮은 MS/DS 비율과 관련이 있는, 표준 상업용 HEC (허큘리스 인코포레이티드(Hercules Incorporated)로부터 입수가능한, 나트로솔(Natrosol)® 250 HR 히드록시에틸셀룰로스)에 비해 더 낮은 퍼센트의 방출된 글루코스를 특징으로 한다.
<표 3> 시험한 MHEC/MHPC 샘플의 분석 데이터
Figure pct00004
실시예 1
모든 시험은 35.0 중량% 포틀랜드 시멘트 CEM I 52.5N, 5.0 중량% 수화 석회, 59.2 중량% 규사, 0.3 중량% 셀룰로스 에테르의 스킴 코트-혼합물에서 수행되었다.
시험 절차:
수분 보유 능력
다음의 절차에 따라 수분 보유율 시험을 실시하였다.
5초 이내에, 400g의 건조 모르타르를 해당 양의 물에 첨가하였다. 샘플을 50초 동안 키친 핸드 혼합기를 사용하여 혼합한 후, 생성된 샘플을 5분 동안 숙성하게 두었다. 그 다음에, 모르타르를 또 다른 10초 동안 혼합하고, 플라스틱 링에 채우고, 이를 한 장의 여과지 위에 놓았다. 여과지와 금속 링 사이에, 얇은 섬유 플리스를 놓았고, 한편 여과지는 플라스틱 판 위에 놓여 있었다. 모르타르를 채워 넣기 전후에 어레인지먼트의 중량을 측정하였다. 이로써, 습윤 모르타르의 중량이 계산되었다. 또한, 여과지의 중량은 알려져 있다. 여과지를 5분 동안 소킹한 후, 여과지의 중량을 다시 측정하였다. 이제, 다음의 식을 이용하여 수분 보유율 [%]을 계산하였다.
Figure pct00005
상기 식에서,
WU ＝ 여과지의 수분 흡수량 [g]
WF ＝ 수분 인자＊
WP ＝ 플라스터의 중량 [g]
＊수분 인자: 사용된 건조 모르타르의 양으로 나눈 사용된 수분의 양, 예를 들어 100g의 건조 모르타르에 대한 20g의 수분은 수분 인자가 0.2가 된다.
포트 수명
다음의 절차에 따라 포트 수명 시험을 실시하였다.
5초 이내에 400g의 건조 모르타르를 해당 양의 물에 첨가하였다. 샘플을 50초 동안 키친 핸드 혼합기를 사용하여 혼합한 후, 생성된 샘플을 5분 동안 숙성하게 두었다. 그 다음에 모르타르를 또 다른 10초 동안 혼합하고, 컵에 채웠다. 모르타르 점조도를 손으로 즉시 그리고 30분 시간 간격으로 측정하였다. 모르타르 점조도가 크게 증가했을 때 포트 수명은 끝났다.
결과:
포트 수명은 충분한 기간의, 모르타르와 같은 시멘트계 시스템의 적절한 작업성을 보장하는데 필요했다. 온도 안정성을 갖는 동안에, 사용자는 작업 버킷에서의 시멘트계 시스템의 조기 경화, 시멘트계 시스템으로의 너무 많은 물의 첨가와 관련된 불평, 및 재료의 조기 경화로부터 발생하는 과도한 폐기물을 방지할 수 있다. 시멘트계 시스템에 있어서 증가한 포트 수명의 이점으로는 더 장기간 시멘트계 시스템이 계속 시공가능하게 있는 것과 더 높은 적용 효율을 포함한다.
표준 상업용 HEC 또는 낮은 MS, 스무스-유형의 HEC를 기재로 하는, 순수 MHPC 뿐만 아니라 MHEC/HEC-블렌드의 수분 보유율 및 포트 수명을, 스킴 코트 기본 혼합물에서 시험하였다. 결과는 표 4에 나타나 있다.
<표 4> 스킴 코트에서의 상이한 MHEC/HEC 블렌드의 시험
Figure pct00006
HEC/MHEC1-블렌드의 사용시 수분 보유 능력은 고온에서 매우 안정적이었다. HEC/MHEC1-블렌드를 순수 MHPC 등급과 비교했을 때, 그의 점도가 기준 샘플에 비해 더 낮았음에도 불구하고, 승온 (70℃)에서의 수분 보유 능력의 분명한 개선을 확인할 수 있었다. 결과는 EX1D의 낮은 MS, 스무스-유형의 HEC 및 표준 상업용 HEC가 20℃ 및 70℃에서 유사한 수분 보유율을 제공함을 보여주었다. 또한, 포트 수명 결과 또한 비교할 만하고 MHPC-화학적 성질에 비해 분명히 개선되었다.
실시예 2
모든 시험은 35.0 중량% 포틀랜드 시멘트 CEM I 52.5N, 5.0 중량% 수화 석회, 59.2 중량% 규사, 0.3 중량% 셀룰로스 에테르의 스킴 코트-혼합물에서 수행되었다.
시험 절차:
페이스트 안정성
다음의 절차에 따라 페이스트 안정성 시험을 실시하였다.
5초 이내에 400g의 건조 모르타르를 해당 양의 물에 첨가하였다. 샘플을 50초 동안 키친 핸드 혼합기를 사용하여 혼합한 후, 생성된 샘플을 5분 동안 숙성하게 두었다. 그 다음에 모르타르를 또 다른 10초 동안 혼합하였다. 모르타르의 일부분을 석고 보드 위에 얇은 층으로 고르게 발랐다. 다른 부분은 컵에 채웠다. 모르타르의 페이스트 안정성을 90분 후 컵에서 그리고 석고 보드 위에서 눈으로 평가하였다.
셀룰로스 에테르는 모르타르 밀도를 줄이는 표면 활성 첨가제이다. 셀룰로스 에테르는 매우 작은 기공을 모르타르에 동반시켰다. 기공을 가능한 오래 안정화하는 것이 필요하였다. 불량한 페이스트 안정성을 갖는 모르타르의 기공은 더 큰 구멍으로 응고되었다. 그 결과 모르타르의 작업성 뿐만 아니라 그의 표면 외관은 악화되었다.
결과:
시멘트계 스킴 코트에서 일반적인 HEC의 페이스트 안정성은 중요한 쟁점이었다. 표 5는 낮은 MS, 스무스-유형의 HEC를 함유한 블렌드가 페이스트 안정성 및 작업성에 대해서 시멘트계 스킴 코트에 개선된 적용 성능을 제공함을 보여주었다. 낮은 MS, 스무스-유형의 HEC를 함유한 시멘트계 스킴 코트는 여전히 고온 안정성을 갖는 한편 표준 상업용 HEC에 비해 언급한 적용 이점을 나타냈다.
<표 5> 스킴 코트에서의 상이한 MHEC/HEC 블렌드의 시험
Figure pct00007
실시예 3
모든 시험은 24.0 중량% 포틀랜드 시멘트 CEM I 52.5R, 53.0 중량% 규사 F34, 20.0% 샌드 0.5-1㎜, 3.0% 아쿠아파스(Aquapas)™ N2095 재분산가능한 분말 (애시랜드 인코포레이티드(Ashland Inc.)로부터 입수가능함), 0.2% 아연 스테아레이트 및 0.15 중량% 셀룰로스 에테르의 EIFS-혼합물에서 수행되었다.
시험 절차:
포트 수명
다음의 절차에 따라 포트 수명 시험을 실시하였다.
앞서 모든 샘플 및 사용되는 도구를 40℃에서 가열기 내에서 최소 2시간 동안 보관하였다. 5초 이내에, 400g의 건조 모르타르를 40℃에서 해당 양의 물에 가했다. 키친 핸드 혼합기를 사용하여 샘플을 45초 동안 혼합한 후, 생성되는 샘플을 5분 동안 숙성하게 두었다. 혼합 후, 샘플을 덮고 40℃에서 가열기에서 5분간 보관하였다. 헬리패스(Helipath) 점도를 측정하기 전에, 샘플을 앞에서 언급한 바와 같이 핸드 혼합기를 사용하여 5초 동안 재혼합하였다. 각 샘플에 대해, 0분 후, 30분 후, 그리고 그 후에 4시간 이하 동안 30분 마다 헬리패스 점도를 결정하였다. 헬리패스 점도가 800,000mPas보다 높게 될 시점을 포트 수명으로서 정의하였다.
결과:
다음의 샘플을 표 3에 기재하고 이들 조사를 위해 사용하였다: 기준물질로서 MHPC, 기준물질과 동일한 점도를 갖는 MHEC 2 및 비율 50/50%를 갖는 HEC/MHEC2 블렌드.
시멘트계 시스템의 포트 수명은 장기간 (1-4 시간)에 걸쳐 적절한 작업성을 보장하는데 있어서 중요하다. MHPC는 특히 고온에서 사용자 요건을 충족시키지 못한다. MHEC 2 및 HEC (50:50)의 블렌드는 포트 수명을 크게 개선시켰다. 도 1에 나타난 바와 같이, 모르타르 점조도는 더 장기간 동안 유지되었다. 온도 안정성을 갖는 한편 버킷에서의 조기 모르타르 경화가 방지되었다 (조기 경화로 인한 재료의 손실이 덜함). 시멘트계 시스템에 있어서 증가한 포트 수명의 이점으로는 더 장기간 시멘트계 시스템이 계속 시공가능하게 있는 것과 더 높은 적용 효율을 포함한다.
모든 샘플은 또한 실온에서 시험하였다. 결과는 도 2에 나타나 있다. 실온에서의 포트 수명의 연장을 측정할 수 있었다. MHEC2/HEC 블렌드를 사용함으로써, 시멘트계 시스템의 점도는 시간 경과에 따라 증가하지 않았다.
낮은 MS, 스무스-유형의 HEC 샘플은 고온에서 매우 잘 수행하였고 실온에서 우수하게 수행하였다.
실시예 4
모든 시험은 24.0 중량% 포틀랜드 시멘트 CEM I 52.5N, 53.0 중량% 규사 F34, 20.0% 샌드 0.5-1㎜, 3.0% 아쿠아파스™ N2095 재분산가능한 분말 (애시랜드 인코포레이티드로부터 입수가능함), 0.2% 아연 스테아레이트 및 0.15 중량% 셀룰로스 에테르의 EIFS-혼합물에서 수행되었다.
시험 절차:
수분 보유율
모든 재료 및 사용되는 도구를 70℃에서 가열기 내에서 보관하였다.
실시예 3에 기재된 바와 같이, EIFS 기본 혼합물에 대한 표준 혼합을 수행하였다. 숙성 시간 15초 후, 핸드 혼합기로 단계 1의 재혼합을 수행하였다. 그 다음에, 모르타르를 금속 링에 채우고, 이를 한 장의 여과지 위에 놓았다. 여과지와 금속 링 사이에, 얇은 섬유 플리스를 놓았고, 한편 여과지는 플라스틱 판 위에 놓여 있었다. 어레인지먼트의 중량은 모르타르를 채워 넣기 전후에 측정하였다. 이로써, 습윤 모르타르의 중량이 계산되었다. 또한, 여과지의 중량은 알려져 있다. 완전한 채워진 시스템을 5분의 소킹 시간 동안 70℃에서 가열기에 두었다. 소킹 후, 여과지의 중량을 다시 측정하였다. 이제, 수분 보유율 [%]을 계산하였다.
결과:
다음의 샘플을 조사하였다 (세부사항은, 표 3을 참조한다):
- 기준물질로서 MHPC 및 MHEC 2
- 50/50%의 비율의 HEC/MHEC 블렌드.
HEC/MHEC2-블렌드의 사용시 수분 보유 능력은 고온에서 매우 안정적이었다. HEC/MHEC2 블렌드를 순수 MHPC 등급과 비교했을 때, 그의 점도가 기준 샘플에 비해 분명히 더 낮았음에도 불구하고, 승온 (60℃)에서의 수분 보유 능력의 분명한 개선이 확인되었다. 결과 (표 6 참조)에서 낮은 몰의, 균일하게 치환된 HEC가 일반적인 HEC에 비해 60℃에서의 수분 보유 능력을 증가시킨 것으로 나타났다. 20℃에서, 이들은 유사한 수분 보유 특성을 제공하였다.
<표 6> EIFS에서의 상이한 MHEC/HEC ＝ 50/50 블렌드의 수분 보유율
Figure pct00008
본 발명을 특정 실시양태에 대해서 설명했지만, 본 발명을 이들로 한정해서는 안 되고 본 발명의 취지 및 범주의 벗어남 없이 많은 변화 및 변경이 가능함을 이해해야 한다.

Claims (8)

  1. 시멘트,
    충전제/골재, 및
    낮은 몰 치환 스무스-유형(smooth-type)의 히드록시에틸셀룰로스를 포함하는 레올로지 조절제
    를 포함하며, 여기서 히드록시에틸셀룰로스의 몰 치환은 약 1.8 내지 약 2.2의 범위에 있고, 히드록시에틸셀룰로스는 1.60 미만의 몰 치환/치환도 비율을 특징으로 하는 시멘트계 시스템.
  2. 제2항에 있어서, 레올로지 조절제가 건량 기준 시멘트계 시스템의 중량을 기준으로 약 0.1 중량% 내지 약 1 중량%의 양으로 존재하는 것인 시멘트계 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 레올로지 조절제가, 낮은 몰 치환 스무스-유형의 히드록시에틸셀룰로스와 상기 스무스-유형의 히드록시에틸셀룰로스보다 덜 친수성인 제2 셀룰로스 에테르의 블렌드를 포함하는 것인 시멘트계 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제2 셀룰로스 에테르가 메틸히드록시에틸셀룰로스 및 히드록시프로필셀룰로스로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 시멘트계 시스템.
  5. 제3항에 있어서, 제2 셀룰로스 에테르가 메틸히드록시에틸셀룰로스를 포함하는 것인 시멘트계 시스템.
  6. 제3항에 있어서, 블렌드가 중량 기준으로 10:90 내지 약 90:10의 낮은 몰 치환 스무스-유형의 히드록시에틸셀룰로스에 대한 비율을 갖는 것인 시멘트계 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 블렌드가 중량 기준으로 약 30:70 내지 약 70:30의 제2 셀룰로스 에테르 대 낮은 몰 치환 스무스-유형의 히드록시에틸셀룰로스의 비율을 갖는 것인 시멘트계 시스템.
  8. 제2항에 있어서, 블렌드가 중량 기준으로 약 50:50의 제2 셀룰로스 에테르 대 낮은 몰 치환 스무스-유형의 히드록시에틸셀룰로스의 비율을 갖는 것인 시멘트계 시스템.
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