KR20190078614A - 바인더 및 바이오 기반 필러를 포함하고 스크류 펌프에 의해 습식 분무될 수 있는 건식 구조 조성물 - 그 조성물의 제조 및 용도 - Google Patents

바인더 및 바이오 기반 필러를 포함하고 스크류 펌프에 의해 습식 분무될 수 있는 건식 구조 조성물 - 그 조성물의 제조 및 용도 Download PDF

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마흐코 까펠라리
리사 데호즈
안느 도브레스
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빠렉스그룹 에스아
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Abstract

본 발명은 내구성있는 방식으로 경화 후 절연(λ < 0.1 W/mK) 및 기계적 저항성이 있는 재료를 형성하고, 스크류 펌프에 의해 쉽게 습식 분무되는 건식 구조 조성물에 관한 것이다.
본 조성물은
- 석회 및/또는 적어도 하나의 알루미나 공급원 및/또는 적어도 하나의 황산칼슘 공급원, 바람직하게 적어도 하나의 알루미나 공급원을 포함하는 적어도 하나의 주 바인더(A1);
- 적어도 하나의 보수제(A2);
- 바람직하게, 적어도 하나의 계면활성제(A3)를 포함하는 적어도 하나의 바인더(A), 및
110 ㎏/㎥　미만, 바람직하게 10 ㎏/㎥ 내지 80 ㎏/㎥의 부피 밀도(BD)를 갖는, 해바라기 줄기 및/또는 옥수수 줄기 및/또는 유채꽃 줄기를 기반으로 하는 적어도 하나의 식물 기반 바이오 기반 필러(B)를 포함하고,
B/A(L/㎏)의 비율은 2 L/㎏ 내지 9 L/㎏이고,
0.8 이상의 물/바인더(A)의 비율로 물과 혼합된다.
또한, 본 발명은 습식 조성물, 그 제조, 바인더(A) 자체뿐만 아니라 성형에 의해 또는 수평 또는 수직 기재에 대한 분무에 의해 도포하는 방법에 관한 것이다.

Description

바인더 및 바이오 기반 필러를 포함하고 스크류 펌프에 의해 습식 분무될 수 있는 건식 구조 조성물 - 그 조성물의 제조 및 용도
본 발명은 건설 공사에서 사용할 수 있고, 스프레딩에 의해 수평면에 도포할 수 있고, 분무에 의해 수직면에 도포할 수 있고, 및/또는 금형 또는 거푸집으로 성형된 물체를 제조하기 위한 건식, 습식 및 경화 구조 조성물에 관한 것이다.
이들 조성물은 적어도 하나의 바인더에 의해 응집될 및 이미 응집된 골재(aggregate) 및 필러(filler)를 포함한다. 통상적으로, 이들 조성물은 콘크리트 또는 모르타르(mortar)이다.
바인더는 무기 및/또는 유기, 바람직하게 무기이다.
특별히 목표가 된 구조 조성물은 무기 골재와 함께 및/또는 무기 골재 대신에 바이오 기반 물질 산업으로부터의, 즉 식물 또는 동물 기원, 바람직하게 식물 기원의 바이오매스에서 얻은 필러를 포함하는 구조 조성물이다.
또한, 본 발명은 바람직하게 식물 기원의 바이오 기반 바인더에 적합한 특정 바인더 배합물에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 이들 조성물의 습식 형태 및 그들의 제조뿐만 아니라 건설에서의 그들의 적용에 관한 것이다.
또한, 상기 조성물로부터 얻은 구조 부재는 본 발명의 필수적인 부분이다.
건물의 환경적 영향을 줄이고, 화석 기반 원료의 소비를 줄이고, 온실 가스 배출을 줄이고, 지속 가능한 개발의 경제 여건을 촉진시키는 현행 규제 및 정치적 맥락에서, 구조 조성물에서의 바이오 기반 골재/식물 필러 사용이 급증하고 있다.
건물 및 건설 부문에서 이미 사용 중인 식물 기반 원료로는 식물 섬유로 만든 양털, 재생 천연 섬유, 셀룰로오스 솜, 대마 또는 대마 왕겨로 만든 짚(straw), 다른 형태의 대마, 아마 결속섬유(flax shives), 뭉치 또는 압축 형태의 짚, 모든 형태의 목재 등이 포함된다.
이들 식물 기반 원료는 그들의 절연 및 방음 특성 및 그들의 보강재, 필러 및 매트릭스로서의 특성으로 알려져 있다.
그러나, 구조 조성물에 그러한 식물 기반 원료를 사용하는 것은
ㆍ 과잉수(excess water)를 초래하는 매우 강한 친수성 및 과흡수성
ㆍ 건조 시간을 늘리고 응결을 지연시키는 과잉수
ㆍ 경화 조성물의 기계적 강도(예를 들어, 압축 강도)에 영향을 미치는 과잉수
ㆍ 경화 조성물의 내구성에 영향을 미치는 과잉수
ㆍ 경화 조성물의 건강 및 안전의 질을 저하시키는 미생물의 번식을 촉진시키는 과잉수를 포함하여 많은 어려움을 제기한다.
식물 기반 골재/필러는 일반적으로 그들의 높은 다공성 구조와 연관된 높은 수분 흡수 능력을 특징으로 한다. 대마 줄기로 만들어진 골재/필러인 대마 짚은 그 중량의 3배 내지 4배까지 수분을 흡수할 수 있다. 무기 바인더 페이스트와 접촉하면, 식물 기반 골재/필러는 혼합수의 일부를 흡수하여 모르타르의 경화 반응 속도에 영향을 미친다. 이러한 유형의 골재/필러는 많은 양의 수분을 필요로 하기 때문에 절연 모르타르의 건조 시간을 연장시킨다.
후술되는 이전 특허 출원의 발명들은 구조 조성물에 식물 기반 원료를 혼입할 때 야기되는 문제점을 지적하고 있다.
국제 특허 출원 제03004435호는 콘크리트 또는 모르타르에 대마 유도체를 혼입하는 것은 대마 성분의 높은 친수성으로 인해 매우 심각한 문제를 제기한다는 것을 보여준다. 대마 성분은 수분 또는 수계 액체 중량의 약 400%까지 흡수할 수 있기 때문에 모르타르 또는 콘크리트에 함유된 수분과 매우 강하게 동시 반응한다.
국제 특허 출원 제03004435A1호는 습식 배합물의 건조 및 응결 특성에 영향을 미치지 않고, 상기 배합물로 생성된 경화 생성물의 기계적 특성에 영향을 미치지 않고 이러한 문제점을 해결하는 방법을 제안한다. 이를 위해, 상기 특허는
- 대마의 성분(및/또는 아마 및/또는 귀리 껍질 또는 쌀 껍질과 같은 곡물 짚),
- 전체 또는 일부가 자연소화 석회(air lime)로 구성된 바인더,
- 응결 및 건조하는 동안 매트릭스 물은 표면으로 배출될 수 있지만 외부의 물(비)은 건조 후 모세관 네트워크에 침투할 수 없도록 전체 미세 모세관 시스템을 형성하는 매우 미세한 기공 및 모세관을 형성하기 위한 적어도 하나의 혼화제; (알긴산염 및/또는 다당류 및 천연 또는 합성 전분 유도체 및/또는 카라기네이트(carraghenates)와 같은 식물 콜로이드) 및
- 적어도 하나의 매트릭스 소수성화 혼화제; (칼슘, 나트륨 또는 마그네슘 폴리술폰산염, 리그노술폰산염, 황산나트륨, 금속 비누, 말레산염, 올레산염(Na), 알루미늄의 스테아르산염, 마그네슘의 스테아르산염, 나트륨의 스테아르산염, 리튬의 스테아르산염, 나트륨 실리콘산염)을 포함하는 대마 콘크리트 및 모르타르용 배합물을 개시한다.
이들 배합물의 매우 느린 경화 반응 속도(24 시간 이상)는 구조 생산성 요건에 적합한 도포 시간 내에 기재에 복수의 코팅 층을 생성할 수 없게 한다. 도포기는 각 층(패스) 사이에서 너무 오래 즉, 하루 이상을 기다려야 하는데 이는 특히 가동 중인 비계를 유지하는 비용으로 인해 허용되지 않는다.
또한, 이들 습식 배합물은 배합물이 함유하는 다량의 대마때문에 스크류 펌프로 펌핑될 수 없다. 그러나, 스크류 펌프의 "펌퍼빌리티(pumpability)"는 이러한 대마 콘크리트 및 모르타르용 습식 배합물을 기재(벽, 건물의 정면, 천장, 바닥 등)에 분무 도포하는 데 필수적이다. 사실, 도포기(렌더러)의 거의 모든 분무기는 스크류 펌프가 장착되어 있다. 이로 인해 모르타르 제조업체는 종래의 스크류 펌프를 통과할 수 있는 혼합 배합물을 제공해야 한다.
국제 특허 제03004435A1호에 따른 배합물의 대마와 같은 식물 골재/필러를 사용하면 이들 배합물이 예를 들어 0.1 W/mK 미만의 낮은 열전도도(λ) 값을 보장하고, 요구된 절연 성능을 제공할 만큼 충분한 다량의 대마를 함유하는 경우에 스크류 펌프의 재밍(ja㎜ing)/클로깅(clogging) 문제를 제기한다는 것이 밝혀졌다.
국제 특허 제03004435A1호에 따른 배합물은 습식 배합물의 도포에 필요한 펌퍼빌리티와, 요구된 절연을 얻기 위한 바인더에 대한 대마의 충분한 건조 부피사이의 절충안을 충족시키지 못한다.
또한, 이들 알려져 있는 습식 배합물로부터 얻은 경화 생성물은 에이징 사이클(EOTA 외부 절연 표준 ETAG 004)에서 양호한 "내구성"을 보여주지 못한다.
국제 특허 출원 제2014001712A1호는 식물 골재로부터 용이하게 제조되고, 우수한 절연 및 방음 특성을 가지며, 식물 골재로부터 제조된 구조 물질에서 일반적으로 관찰되는 상기 물질의 저하 현상을 감소시키는 응결, 경화 및 건조 시간을 갖는 구조 물질을 개시한다. 이들 구조 물질은
- 10 % 내지 60 %의 수경성 바인더 및/또는 자연소화 바인더(Vicat CNP PM - Prompt Natural Cement, 아마도 자연소화 석회)
- 16 % 내지 50 %의 식물 골재: 종자모 섬유 특히 면화, 대마 섬유, 대마 짚, 아마 결속섬유, 목재 칩, 코르크 볼 또는 억새와 같은 식물 줄기로부터의 체관부 섬유; 잎 또는 몸통에서 추출된 섬유, 특히 사이잘; 및 코코넛(대마 섬유, 대마 짚, 아마 결속섬유 및 목재 칩)과 같은 과일 껍질
- 예를 들어 셀롤로오스 에테르(메틸 히드록실에틸 셀룰로오스)에서 선택된 보수제 0.05 % 내지 5 %
- 10 % 내지 50 %, 바람직하게 20 % 내지 40 %의 물
- 가능하다면, 시트르산
- 가능하다면, 탄산나트륨을 포함한다.
예(콘크리트)의 구조 물질들은 유성 혼합기를 사용하여 구현된 후 원통형 금형에서 단단히 다져진다. 그들의 조성물 및 그들의 구현은 혼합수의 양을 20 % 내지 40 % 감소시킬 수 있다.
이들 구조 물질은 다량의 식물 골재/필러를 함유하기 때문에 습식 형태로 스크류 펌프로 펌핑될 수 없다. 결과적으로, 이들 건축 물질은 스크류 펌프로 펌핑하여 분무하는 방법(렌더링 기계)에 사용할 수 없다.
또한, 이러한 스크류 펌프를 통한 펌핑 불능은 응결 시간이 1 시간 미만인 국제 특허 제2014001712A1호의 예에 의해 도시된 바와 같이 이들 물질이 급결된다는 사실에서 기인하고, 이는 분무기 통과에 적합하지 않다.
수경성 바인더의 응결을 지연시키는 매우 긴 경화 시간을 필요로 하는, 석회 기반 바인더 매트릭스(예를 들어, Chanvribloc®과 같은 블록을 생성하는 대마)에 식물 기반 첨가제가 혼입되는 구조 조성물을 개선하기 위해, 프랑스 특허 출원 제2997944A1호는
ㆍ 수경성 바인더(포틀랜드 시멘트, Ciment Fondu®, 술포알루민산 칼슘 시멘트, 알루민산 칼슘 시멘트, 수경성 석회, 자연소화 석회); 특히, 포틀랜드 시멘트, Ciment Fondu®
ㆍ 대마 짚(대마), 옥수수 줄기, 수수, 아마 결속섬유, 억새(억새풀), 벼(쌀 껍질), 사탕수수 찌꺼기, 곡물 짚, 해바라기 짚, 옥수수 짚, 양마, 코코넛, 올리브 핏, 대나무, 목재 펠릿(예를 들어, 파쇄된 가문비 나무), 목재 칩, 및 이들의 혼합물로 구성된 식물 기반 골재
ㆍ 3가 양이온(철염 - 염화 제2철 또는 질산철 - 또는 알루미늄 염)
ㆍ 석회석 필러
ㆍ 계면활성제 발포제
ㆍ 선택적으로, 수경성 바인더 응결 가속제(칼슘/리튬 염)
ㆍ 선택적으로, 감수제(water-reducing agent), 감수제(plasticizer) 또는 고성능 감수제
ㆍ 물(물/바인더 질량비는 0.3 내지 2.5)을 포함하는 대마 콘크리트 조성물을 기술한다.
이들 조성물은 보수제를 포함하지 않고 수분 보유율이 너무 낮아서 젖은 재료를 짜지 않고 스크류 펌프를 통해 펌핑하는 것을 허용하기 때문에 스크류 펌프의 막힘(blockage)/재밍(ja㎜ing)을 야기한다. 따라서, 이들 조성물은 스크류 펌프로 펌핑할 수 없고 습식 분무에 적합하지 않다. 그들은 제 위치에 붓기 위한 것이다.
또한, BCB 회사에 의해 상표명 TRADICAL®로 시판되는 절연성을 갖는 조성물(도료, 모르타르, 콘크리트 등)도 알려져 있다. 이들 조성물은 자연소화 석회 및 대마 필러(CHANVRIBAT® 75 상표)를 기반으로 하는 무기 바인더를 포함한다. 추천된 조합에 따르면, 이들 조성물은 대마 짚 200 리터 당 바인더 44 ㎏ 내지 165 ㎏을 포함한다. 이들 조성물은 붓기, 다지기 또는 건식이나 반습식 분무에 의해 제 위치에 놓여질 수 있지만, 스크류 펌프를 사용한 습식 분무에 의해서는 도포될 수 없다.
전술한 바이오 기반 골재/필러를 갖는 선행 기술의 구조 조성물은 모든 유형의 수직, 경사 또는 수평 기재에 펌핑 가능하고 분무 가능한 습식 조성물을 필요로 하는 습식 도포 방법에 적합하지 않다.
이들 습식 도포 방법은 투영 표면으로부터 튀겨 나가는 골재/필러 손실을 최소화하면서 더 양호한 균일성 및 반복성을 보장한다. 그들은 일반적으로 표면을 코팅하기 위해 렌더러라고 불리는 도포기에 의해 사용되고, 배합된 바인더, 골재/필러 및 혼합수 전체로 구성된 균질한 혼합물을 펌핑하는 단계 및 분무하는 단계로 구성된다. 렌더러에 의해 광범위하게 사용되는 분무기는 Putzmeister S5, SP5, SP11, Bunker S8, S28R, S38, Lancy PH9B 또는 PH9B-R, Turbosol Talent DMR과 같은 기계에서 발견되는 2L6 또는 2R6 펌프 자켓을 갖는 편심 스크류 펌프이다.
습식 도포 방법은 특정 배합물을 필요로 한다. 사실, 바인더는 모르타르가 기재에 붙어 있도록 하면서(수직 표면에 도포될 때 모르타르 크리프를 방지하면서) 상분리(자켓 내의 압축된 바이오 기반 골재/필러의 스피닝)없이 (대마와 같은) 식물 기반 모르타르를 펌핑할 수 있어야 한다.
또한, 특정 펌프-분무 방법을 사용하여 수동 또는 기계적으로 사용되는 절연성을 갖는 식물 기반 모르타르가 존재한다. 이들 소위 "건식" 및 "반습식" 방법은 때때로 비싼 특정 기계를 필요로 한다. 그러나, 이들 방법은 모르타르 균질성 및 식물 섬유의 만족스러운 코팅을 보장하지 못해서 기후 변화 동안 내구성에 부정적인 영향을 미치고, 미생물, 설치류 및 화재에 취약하게 만든다. 그러한 방법은 주로 혼합수의 양을 감소시키기 위해 대마 짚을 기반으로 하는 모르타르용으로 개발되었다. 이들 방법에 따르면, 식물 기반 골재/필러는 분무 건으로 건식 분무되고, 골재/필러는 배출 수단 또는 분무 건으로 코팅된다. 분무된 모르타르의 최종 특성 및 균질성은 기계 세팅, 분무될 때의 노즐과 벽 간 거리 및 날씨 조건에 의해 강하게 영향을 받는다. 이들 방법에 의하면 기재로부터 (약 10% 내지 20%)의 골재/필러가 튀겨 나와 손실된다. 이러한 투영 모드는 수직 기재에 절연 모르타르 코팅을 생성할 때 최적의 재현성을 보장하지 못한다.
현재까지 및 발명가의 지식에 따르면, 0.2 W/mK, 바람직하게 0.1 W/mK 이하의 열전도도(λ)를 갖는 식물 기반 골재/필러(바이오 기반 물질)를 기반으로 하는 절연 모르타르/콘크리트는 렌더러에 의해 사용된 기계와 같은 스크류 펌프 분무기를 사용하는 습식 도포용으로 개발된 적이 없다.
건물의 기재(수직, 수평 또는 경사)를 코팅하기 위한, 특히 외벽의 열적 개조를 위한, 건물의 수평 기재에 절연 스크리드(insulating screed)를 생성하기 위한, 특히 목재 빼대를 갖는 집의 절연벽을 채우기 위한, 또는 절연 사전 제작 부재 제조를 위한 펌핑 가능한 식물 기반 골재/필러를 기반으로 한 절연 모르타르/콘크리트가 없는 상태에서, 본 발명은 다음 목적 중 적어도 하나를 충족시키는 것을 목표로 한다.
- 스크류 펌프에 의해 습식 분무될 수 있고, 낮은 열전도도(λ)를 갖는 절연 모르타르/콘크리트를 생성할 수 있는 식물 기반 원료를 포함하는 건식 모르타르/콘크리트 조성물 제공
- 스크류 펌프에 의해 습식 분무될 수 있고, 응결(setting)을 지연시키지 않고 빨리 경화되는, 예를 들어 24 시간마다 3 ㎝ 패스의 "복구성"(건설 부문의 건설 현장에 필요한 생산성에 적합한 시간 프레임 내에 달성될 수 있는 다층)을 허용하는 절연 모르타르/콘크리트를 생성할 수 있는 식물 기반 원료를 포함하는 건식 모르타르/콘크리트 제공
- 스크류 펌프에 의해 습식 분무될 수 있고, 심각한 기후 조건, 예를 들어 도포 후 28일 이내의 동결-융해 또는 수분-동결 사이클에서 내구성있는 기계적 성능을 갖는 경화 생성물을 생성하는 절연 모르타르/콘크리트를 생성할 수 있는 식물 기반 원료를 포함하는 건식 모르타르/콘크리트 조성물 제공
- 스크류 펌프에 의해 습식 분무될 수 있고, 특히 미생물의 성장, 설치류 활동 또는 화재로 인한 손상에 대한 취약성을 감소시키는 절연 모르타르/콘크리트를 생성할 수 있는 식물 기반 원료를 포함하는 건식 모르타르/콘크리트 조성물 제공
- 스크류 펌프에 의해 습식 분무될 수 있고, 우수한 절연 및 방음 성능을 제공하기 위해, 미립자 필러의 양호한 코팅에 의해 습윤 상태 및 경화된 건조 상태 모두에서 재료의 균질성을 보장하는 절연 모르타르/콘크리트를 생성할 수 있는 식물 기반 원료를 포함하는 건식 모르타르/콘크리트 조성물 제공
- 기재로부터의 튀겨 나옴(backsplattering)으로 인한 조성물의 낭비없이 스크류 펌프에 의해 습식 분무될 수 있는 절연 모르타르/콘크리트를 생성할 수 있는 식물 기반 원료를 포함하는 건식 모르타르/콘크리트 조성물 제공
- 기재에 균질하게 증착되고 반복 가능한 방법으로 그렇게 되는, 스크류 펌프에 의해 습식 분무될 수 있는 절연 모르타르/콘크리트를 생성할 수 있는 식물 기반 원료를 포함하는 건식 모르타르/콘크리트 조성물 제공
- 스크류 펌프에 의해 습식 분무될 수 있고 상기 목적 중 적어도 하나를 만족시키는, 상기 목적에서 언급된 건식 조성물 및 물을 포함하는 습식 모르타르/콘크리트 조성물 제공
- 상기 목적 중 적어도 하나를 만족시키고 상기 목적에서 언급된 건식 조성물을 위한 바인더 제공
- 상기 목적의 적어도 하나를 만족시키고 상기 목적에서 언급된 건식 조성물을 제조하기 위한 식물 기반 필러 및 바인더를 포함하는 키트 제공
- 상기 목적의 적어도 하나를 만족시키는 절연 모르타르/콘크리트를 도포하는 방법 제공
이들 목적 및 다른 목적은 본 발명에 의해 달성되고, 본 발명의 제1 양태는 절연 모르타르를 생성할 수 있고 특히 스크류 펌프에 의해 습식 분무될 수 있는 건식 모르타르 조성물에 관한 것으로,
(i) 건식 모르타르는
- 석회 및/또는 적어도 하나의 알루미나 공급원 및/또는 적어도 하나의 황산칼슘 공급원, 바람직하게 적어도 하나의 알루미나 공급원을 포함하는 적어도 하나의 주 바인더(A1)
- 적어도 하나의 보수제(A2)
- 바람직하게, 적어도 하나의 계면활성제(A3)를 포함하는 적어도 하나의 바인더(A), 및
110 ㎏/㎥　미만, 바람직하게 10 ㎏/㎥ 내지 80 ㎏/㎥의 부피 밀도(BD)를 갖는, 해바라기 줄기 및/또는 옥수수 줄기 및/또는 유채꽃 줄기를 기반으로 하는 식물 기원의 적어도 하나의 바이오 기반 필러(B)를 포함하고,
B/A - 건조 필러(B)의 부피(L)/건조 바인더(A)의 질량(㎏)의 비율은 선호도의 오름차순으로 2 L/㎏ 내지 9 L/㎏; 2.5 L/㎏ 내지 8 L/㎏; 4 L/㎏ 내지 7.9 L/㎏; 4.6 L/㎏ 내지 7.5 L/㎏이고,
(ⅱ) 0.8 내지 5, 바람직하게 1 내지 4, 및 보다 바람직하게 1.5 내지 3.5로 포함된 A에 대한 물의 질량비로 액체, 바람직하게 물과 혼합하고,
(ⅲ) 이러한 방법으로 혼합되면, 아래에서 정의된 테스트(T1)에서 정의된 바와 같이 스크류 펌프로 펌핑 가능한 것을 특징으로 한다.
모르타르의 원하는 절연 특성의 손실없이, 특히 예를 들어 렌더러에 의해 사용되는 분무기가 장착된 유형의 스크류 펌프로 펌핑 및 분무될 수 있는 습식 배합물의 전구체인 건식 조성물을 성공적으로 개발한 것은 발명가들 덕분이다.
습식 배합물의 펌퍼빌리티과 함께, 본 발명에 따른 조성물은 예를 들어, 상기 습식 배합물이 콘크리트 블록의 수직 지지대에 약 5 ㎝의 층으로 분무 및 도포되는 순간, 예를 들어 5 ℃ 내지 35 ℃의 주변 온도 및 20 % 내지 90 %의 상대 습도(RH)에서 상기 수직 지지대에 경화된 형태로 경화되어 부착되기 위해 필요한 시간 동안 크리프(creep) 또는 흐름없이 수직 지지대에 고정되어 있음을 의미하는 "분무성" 사양을 만족시킨다.
바람직하게, 여전히 건설 요건에 적합할 수 있는 충분한 시간 동안 그 습식 도포 및 그 펌퍼빌리티를 개선하려는 목적으로, 본 조성물은 액체, 바람직하게 물과 0.8 내지 5의 A에 대한 물의 질량비로 혼합되면 방법(M1)에 의해 측정된 1 시간 내지 24 시간, 바람직하게 1 시간 내지 8 시간의 응결 시간을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 특히 본 발명에 따른 조성물을 위한 바인더(A)에 관한 것으로, 조성물은 선호도의 오름차순 및 건조 기준 %(wt/wt)로
ㆍ 주 바인더(A1): [5 - 95]; [10 - 85]; [15 - 75]
o 석회: [10 - 95];　[20 - 70];　[30 - 60];
o 알루미나 공급원 및/또는 황산칼슘 공급원: [1 - 90];　[5 - 30];　[7 - 15];
ㆍ 보수제(A2): [0.1 - 5]; [0.5 - 3]; [0.8 - 2]
ㆍ 계면활성제(A3): [0.01 - 1]; [0.05 - 0.5]
ㆍ 보조 바인더(A4): [0 - 85]; [5 - 50]; [7 - 15]
ㆍ 100 ㎛ 미만의 입자 크기(d90)를 갖는 무기 윤활 필러(A5): [0 - 40]; [0 - 30]; [0 - 20]
ㆍ 100 ㎛ 이상의 입자 크기(d90)를 갖는 무기 스페이서 필러(A6): [0 - 40]; [0 - 35]; [0 - 30]
ㆍ 발수 혼화제(A7): [0 - 1.5]; [0 - 1]; [0 - 0.5]
ㆍ 응결 지연 혼화제(A8): [0 - 3]; [0 - 2]; [0 - 1]
ㆍ 응결 가속 혼화제(A9): [0 - 3]; [0 - 2]; [0 - 1]
ㆍ 증점 혼화제(A10): [0 - 2]; [0.1 - 1]; [0.2- 0.8]를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명의 목적은 본 발명에 따른 건식 조성물의, 바인더(A) 및 바람직하게 식물 기원의 하나 이상의 바이오 기반 필러(B)를 포함하는 키트이다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 특히 4 ㎜ 내지 30 ㎜에 포함된 회전자와 고정자 사이에 공기 갭(E)이 있고 바람직하게 2L6 또는 2R6 자켓이 있는 스크류 펌프로 펌핑할 수 있는 본 발명에 따른 조성물로부터 얻은 습식 모르타르 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 선호도의 오름차순으로 0.15 W/mK;　0.12 W/mK;　0.1 W/mK;　0.08 W/mK;　0.07 W/mK 이하의 열전도도(λ)를 특징으로 하는 본 발명에 따른 습식 조성물로부터 얻은 경화 모르타르에 관한 것이다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 2 ㎝ 내지 30 ㎝, 바람직하게 5 ㎝ 내지 15 ㎝의 총 두께까지 층(들)로 도포되고, 적어도 10 ㎜의 두께를 갖는 방수 코팅으로 커버되는 본 발명에 따른 경화 모르타르를 포함하는 외부 절연(ETI) 또는 내부 절연(ITI) 시스템에 관한 것으로, 경화 모르타르는 석회 및 적어도 하나의 알루미나 공급원을 포함하고, 상기 시스템은 ETI에 대한 EOTA ETAG 004 표준에 따른 테스트를 만족시키는 것을 특징으로 한다.
마지막으로, 본 발명은 또한 절연 모르타르를 도포하는 방법에 관한 것으로, 다음의 단계 즉,
1. 상기 언급된 건식 조성물과 및 액체(바람직하게 물)의 혼합물, 즉, 선호도의 오름차순으로
- [물/A] ≥ 0.8;　[물/A] ≥ 1.0;　[물/A] ≥ 1.5;
- 0.8 ≤ [물/A] ≤ 5;　1 ≤ [물/A] ≤ 4;　1.5 ≤ [물/A] ≤ 3.5와 같은 물/바인더(A)의 질량비로 바인더(A) 및 바이오 기반 필러(B)를 포함하는 혼합물을 제조하는 단계,
2. 바람직하게, 스크류 펌프에 의해 단계 1에서 제조된 혼합물을 펌핑하는 단계,
3.1 수직 또는 경사 기재에, 또는 현장에서 목재 또는 금속 거푸집 구조를 채우기 위해, 또는 사전 제작된 벽을 생성하기 위해 단계 1에서 제조된 혼합물을 분무하는 단계; 또는
3.2 스크리드를 생성하기 위해 수평면에 분무하고 스프레딩하는 단계; 또는
3.3 벽을 생성하기 위해 두 개의 벽 사이를 채우기 위해 거푸집에 또는 사전 제적된 부재 특히 블록 또는 프리캐스트 벽 부재 또는 패널을 생성하기 위해 금형에 단계 1에서 제조된 혼합물을 붓는 단계를 포함한다.
첨부된 도 1은 스크류 펌프의 단순화된 다이어그램을 도시한다.
첨부된 도 2는 왼쪽 사진의 단면도에 해바라기 줄기(T), 중앙 사진에 해바라기 껍질 입자, 및 오른쪽 사진에 해바라기 속 입자를 도시한다.
도 3은 오른쪽에 해바라기 속 입자 및 왼쪽에 옥수수 속 입자를 도시한다.
첨부된 도 4a는 유채꽃 겉껍질 입자를 도시한다.
첨부된 도 4b는 유채꽃 속 입자를 도시한다.
정의
본 명세서 전체에 걸쳐서, 단수의 사용은 분별없이 단수 또는 복수를 나타낸다.
예로서 아래에 제공된 정의는 본 명세서를 해석하는 데 사용될 수 있다.
ㆍ "모르타르" 또는 "콘크리트"는 분별없이 하나 이상의 유기 및/또는 무기 바인더, 무기 및/또는 식물 기원의 필러, 및 가능하다면 필러 및/또는 첨가제 및/또는 혼화제의 건식 또는 습식 또는 경화 혼합물을 의미한다.
ㆍ "절연" 모르타르: 핫 플레이트 방법(NF EN 12664 참조)에 따라 완전 건조 후 측정된 열전도도(λ)가 선호도의 오름차순으로 0.2 W/mK;　0.15 W/mK;　0.12 W/mK;　0.1 W/mK;　0.08 W/mK;　0.07 W/mK 이하인 층을 형성하는 콘크리트 또는 EN 998-1에 따른 "절연 코팅용 모르타르"인 T 등급 모르타르를 의미한다.
ㆍ "완전 건조"는 50% 상대 습도에서의 저장을 위해 24 시간 이상에서 경화 모르타르의 질량 안정화가 ±3 %인 것을 의미한다.
ㆍ "줄기"는 바이오 기반 골재의 원료를 구성하는 식물의 줄기(stem) 또는 줄기(stalk)를 의미하고, 이러한 줄기는 속(pith)에 의해 형성된 심(core) 및 껍질(skin)로 구성된다. 첨부된 도 2는 왼쪽 사진에 해바라기 줄기(T)의 단면도를 도시한다. 어두운 주변 부분은 껍질(E)이고, 밝은 중심 부분은 속(M)이다.
ㆍ "줄기"의 "속": 60 ㎏/㎥ 미만의 BD를 갖는 줄기의 심
ㆍ "줄기"의 "껍질": 줄기에서 속이 아닌 모든 것으로 구성되고, 껍질은 BD > 110 ㎏/㎥를 갖는다.
ㆍ "속 입자": BD < 60 ㎏/㎥인 비-침상형(거의 구형) 또는 침상형 입자. 도 2의 오른쪽 사진은 해바라기 속 입자를 도시한다. 첨부된 도 3의 왼쪽 사진의 입자는 해바라기 속의 비-침상형 입자이다. 첨부된 도 3의 오른쪽 사진의 입자는 옥수수 속의 비-침상형 입자이다. 첨부된 도 4b는 유채꽃 속의 침상형 입자를 도시한다.
ㆍ "껍질 입자": BD > 110 ㎏/㎥인 침상형 입자(막대). 첨부된 도 2는 중앙 사진에 해바라기 껍질 입자를 도시한다. 첨부된 도 4a는 유채꽃 껍질 입자를 도시한다.
ㆍ "줄기 입자"는 껍질 입자(막대) 및 속 입자를 포함한다.
ㆍ "완벽한 통과 입자 크기": 골재의 100%가 체(sieve)보다 작다.
ㆍ 바이오 기반 필러(B)의 입자 "크기"는 각 입자의 3차원 중 가장 큰 것에 해당한다.
ㆍ 미립자 필러는 그 d90이 X ㎜ 이하인 경우에 X ㎜ 이하의 크기를 갖고, 본 설명에서 "d90"이라는 용어는 입자의 90 %가 "d90"보다 작은 입자 크기 기준을 의미한다. 입자 크기는 EN 12192-1 표준에 따라 체로 걸러 측정한다.
ㆍ "약" 또는 "실질적으로"는 사용된 측정 단위로 ±10 % 또는 심지어 ±5 % 이내를 의미한다.
ㆍ "고분자"는 분별없이 "호모폴리머" 및 "공중합체" 및/또는 고분자들의 혼합물을 의미한다.
ㆍ "경량 필러"는 750 ㎏/㎥ 이하, 바람직하게는 500 ㎏/㎥ 미만의 부피 밀도를 갖는 필러이다.
ㆍ "액체": 물 또는 수분산액, 수성 에멀젼, 또는 수용액
ㆍ "Z1과 Z2 사이"는 최종 값(Z1, Z2) 중 하나의 값 및/또는 다른 하나의 값이 간격 [Z1, Z2]에 포함되거나 포함되지 않는다는 것을 의미한다.
ㆍ "복구성"은 현재 경화된 습식 배합물의 이전 층에 새로운 습식 모르타르 배합물 층을 도포하기 전에 필요한 최소 시간이다. 이러한 최소 시간은 0.1 MPa 이상인 경화된 이전 층의 압축 강도에 해당한다.
바인더(A)
본 발명에 따른 바인더(A)는 바람직하게 무기물이고, 적어도 하나의 주 바인더(A1) 및 가능하다면 적어도 하나의 보조 바인더를 포함한다.
주 바인더(A1)
주 바인더(A1)는 석회 및/또는 적어도 하나의 칼슘 알루미나 공급원 및/또는 황산칼슘 공급원을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 주 바인더(A1)는 석회 및 적어도 하나의 알루미나 공급원을 포함한다.
이러한 바람직한 실시 예의 주목할 만한 변형 예에서, [(알루미나 공급원)/(석회)]의 건조 기준 질량비는 선호도의 오름차순으로 2.3; 2.1;　1.9;　1.7;　1.5;　1.3;　1.1;　0.9 이하이다.
석회는 자연소화(air) 및/또는 수경성(hydraulic) 석회이다.
관련된 자연소화 석회는 표준 NF EN 459-1을 따르는 유형으로, 바람직하게
- CaO + MgO의 합이 적어도 70 %이고 MgO 함량이 5 % 미만인 산화칼슘(CaO) 및/또는 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 함유하는 자연소화 방해석질 석회(CL),
- CaO + MgO의 합이 적어도 80 %이고 MgO 함량이 5 %부터 30 % 이상까지 다양한 칼슘 마그네슘 산화물(CaO MgO) 및/또는 칼슘 마그네슘 수산화물(Ca(OH) 2Mg(OH)2)을 함유하는 백운석 석회(DL), 또는
- 그들의 혼합물로 구성된 - 이상적으로 구성된 그룹에서 선택된다.
사용된 자연소화 석회는 페이스트, 분말, 또는 생석회의 경우에는 암석 자체와 같은 다양한 향태일 수 있다.
관련된 수경성 석회는 NF EN 459-1 표준을 준수하는 유형이다. 어떤 형태이든 모든 유형의 석회 혼합물은 본 발명의 조성물을 함유할 수 있다.
알루미나 공급원은 바람직하게 다음의 유형 즉, 알루민산 칼슘 시멘트(CAC), 술포알루민산 칼슘(CSA) 시멘트, 알루미나가 풍부한 시멘트질 상의 함량이 높은 바인더, 또는 단독 또는 조합으로 사용되는 이들 유형의 혼합물에서 선택된다.
하나의 변형 예에 따르면, 알루미나 공급원은 다음의 유형 즉, 급결(quick-setting) 시멘트(예를 들어, 급결 천연 시멘트), 지오폴리머 시멘트, 슬래그(slag), 알루민산칼슘(CAC) 시멘트, 술포알루민산 칼슘(CSA) 시멘트, 또는 단독 또는 조합으로 사용되는 이들 유형의 혼합물에서 선택된다.
다른 변형 예에 따르면, 알루미나 공급원은
o C3A, CA, C12A7, C11A7CaF2, C4A3$(예엘리마이트), C2A(1-x)Fx(여기서, C → CaO; A → Al2O3; F → Fe2O3, 및 x는 [0,1]의 구성원)에서 선택된 적어도 하나의 상(phase),
o 0.3 내지 15의 C/A 몰비를 갖는 비정질 수경성 상을
o 이들 상에서의 A12O3 누적 농도가
- 수경성 바인더 총 중량의 3 % 내지 70 %,
- 바람직하게 중량으로 7 % 내지 50 % 및
- 보다 바람직하게 중량으로 20 % 내지 30 %가 되도록 포함하는 수경성 바인더에서 선택될 수 있다.
CAC는 예를 들어, Ciments Fondu®, 술포알루민산염 시멘트, 2006년 12월의 유럽 표준 NF EN 14647에 따른 알루민산칼슘 시멘트, 국제 특허 출원 제2006/018569호에 기재된 바와 같은 클링커에서 얻은 시멘트, 또는 이들의 혼합물과 같은, 광물 상 C4A3$, CA, C12A7, C3A 또는 C11A7CaF2, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 시멘트이다.
술포알루민산염 클링커는 석고, 경석고 또는 반수화물인 황산칼슘 또는 이들의 혼합물과 석회석 형태의 탄산칼슘, 보크사이트, 또는 다른 알루미나 공급원(예를 들어, 찌꺼기 부산물)의 혼합물에서 얻는다. 제조 공정 마지막 단계에서의 특정 성분은 예엘리마이트(ye'elimite)인 C4A3$이다. 특히, Vicat, Italcementi, Lafarge-Holcim, Polar Bear, Liu Jiu, Readerfast에서 구매할 수 있는 3 % 내지 70 %의 예엘리마이트 함량을 갖는 술포알루민산염 시멘트 또는 급결 시멘트를 사용하는 것이 가능하다.
예를 들어, 급결(quick-setting) 천연 시멘트는
- 0 % 내지 35 %의 C3S
- 10 % 내지 60 %의 C2S
- 1 % 내지 12 %의 C4AF
- 1 % 내지 10 %의 C3A
- 5 % 내지 50 %의 CaCO3(방해석)
- 10 % 내지 15 %의 Ca5(SiO4)2(CO3)(스퍼라이트)
- 3 % 내지 10 %의 황산염 상 즉, 예엘리마이트(C4A3$),
랑바인석(K2Mg2(SO4)3), 경석고(C$), 및
- 10 % 내지 20 %의 석회, 페리클레이스, 석영, 및/또는 하나 이상의 비정질 상을 함유하는 클링커로 구성된다.
다른 변형 예에 따르면, 알루미나 공급원은 다음의 범위 즉, 선호도의 오름차순 및 건조 기준의 중량 %로 나타낸 [20;　70]; [25;　65];　[30;　72];　[35;　58]로 포함된 (Al2O3로 표현된) 알루미나 함량을 갖는 수경성 바인더에서 선택된다.
유리하게, 황산칼슘 공급원은 경석고, 석고, 황산칼슘 반수화물, 과황산화 시멘트 및 그들의 혼합물에서 선택된다.
천연 또는 합성인 황산칼슘의 공급원은 경석고, 석고, 황산칼슘 반수화물, 또는 단독 또는 조합으로 사용되는 이들 유형의 혼합물에서 선택된다.
보수제(A2)
바람직하게, 보수제(A2)는 보수력 측정 방법(M2)에 따라, 선호도의 오름차순으로 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 % 이상의 보수력을 갖고, 보수제는 바람직하게 다당류, 보다 바람직하게는 셀룰로오스 또는 전분의 에테르 및 그 혼합물; 히드록시에틸 셀룰로오스, 히드록시프로필 셀룰로오스, 히드록시프로필 메틸셀룰로오스, 히드록시에틸 메틸셀룰로오스 및 이들의 혼합물; 개질되거나 개질되지 않은 구어 에테르 및 그 혼합물; 또는 이들 상이한 유형의 혼합물로 구성된 - 또는 더 바람직하게 구성된 그룹에서 선택된다. 바람직하게, 보수제(A2)는 20 ℃, 2.55 s-1 전단 속도에서 HAAKE Rotovisco RV100 레오미터로 측정된 물에서의 2% 점도가 5,000 cp 내지 70,000 cP, 바람직하게 20,000 cp 내지 50,000 cp이다.
보수제(A2)는 응결 전 혼합수를 보유하는 특성을 갖는다. 따라서, 물이 모르타르 또는 콘크리트 페이스트에 보유되어 매우 양호한 접착력 및 양호한 수화를 제공한다. 어느 정도까지, 물이 기재에 덜 흡수되고, 표면에서의 배출이 제한되기 때문에 증발이 거의 없다.
계면활성제(A3)
계면활성제는 바람직하게
ⅰ. 알킬 황산염, 알킬 에테르 황산염, 알카릴 술폰산염, 알킬 숙신산염, 알킬 술포숙신산염, 알킬 사르코신산염, 알킬 인산염, 알킬 에테르 인산염, 알킬 에테르 카르복실산염, 및 알파 올레핀 술폰산염, 바람직하게 나트륨 라우릴 황산염과 같은 음이온성 계면활성제의 공급원
ⅱ. 지방 알코올 에톡실레이트, 모노 또는 디 알킬 알카놀아미드, 알킬 폴리글루코시드와 같은 비이온성 계면활성제
ⅲ. 알킬 아민 산화물, 알킬 베타인, 알킬 아미도프로필 베타인, 알킬 술포베타인, 알킬 글리시네이트, 알킬 암포프로피오네이트, 알킬 아미도프로필 히드록시술타인과 같은 양쪽성 계면활성제
ⅳ. 폴리에테르 폴리올, 탄화수소 분자, 실리콘 분자, 소수성 에스테르
ⅴ. 비이온성 계면활성제
ⅵ. 폴리옥시란
ⅶ. 또는 그들의 혼합물에서 선택된다.
이온성 계면활성제로서, 다음의 비-제한적인 예 즉, 알킬 에테르 술폰산염, 히드록시알킬 에테르 술폰산염, 알파 올레핀 술폰산염, 알킬 벤젠 술폰산염, 알킬 에스테르 술폰산염, 알킬 에테르 황산염, 히드록시알킬 에테르 황산염, 알파 올레핀 황산염, 알킬 벤젠 황산염, 알킬 아미드 황산염, 및 그들의 알콕시화된 유도체(특히 에톡시화된 (OE) 및/또는 프로폭실화된 (OP)), 해당 염, 또는 이들의 혼합물이 포함될 수 있다. 또한 이온성 계면활성제로서, 다음의 비-제한적인 예 즉, 포화 또는 불포화된 지방산 염 및/또는 그들의 알콕시화된, 특히 (0E) 및/또는 (OP) 유도체(예를 들어, 라우릴산나트륨, 팔미트산나트륨 또는 스테아르산나트륨, 올레산나트륨), 메틸 및/또는 나트륨 알파 술폰화된 라우릴산염, 알킬글리세롤 술폰산염, 술폰화된 폴리카르복실산, 파라핀 술폰산염, N-아실 N-알킬 타우레이트, 알킬 인산염, 알킬 숙시남산염, 알킬 술포숙신산염, 술포숙신산염 모노에스테르 또는 디에스테르, 알킬 글루코시드 황산염이 포함될 수 있다.
비이온성 계면활성제로서, 다음의 비-제한적인 예 즉, 지방 알코올 에톡시레이트, 알콕시화된 알킬 페놀(특히, (OE) 및/또는 (OP)), 특히 08-022의 지방족 알코올, 프로필렌글리콜 또는 에틸렌글리콜과 에틸렌 산화물 또는 프로필렌 산화물의 축합으로 생성된 생성물, 에틸렌디아민과 에틸렌 산화물 또는 프로필렌 산화물의 축합으로 생성된 생성물, 알콕시화된 지방산의 아미드(특히 (OE) 및/또는 (OP)), 알콕시화된 아민(특히 (0E) 및/또는 (OP)), 알콕시화된 아미도아민(특히 (OE) 및/또는 (OP)), 아민 산화물, 알콕시화된 테르펜 탄화수소(특히 (OE) 및/또는 (OP)), 알킬 폴리글루코시드, 친양쪽성 고분자 또는 올리고머, 에톡시화된 알코올, 소르비탄 에스테르 또는 에톡시화된 소르비탄 에스테르가 포함될 수 있다. 양쪽성 계면활성제로서, 다음의 비-제한적인 예 즉, 베타인, 이미다졸린 유도체, 폴리펩티드, 또는 리포아미노산이 포함될 수 있다. 특히, 본 발명에 따라 적합한 베타인은 코카마이도프로필 베타인, 도데실 베타인, 헥사데실 베타인, 옥타데실 베타인, 인지질 및 그들의 유도체, 아미노산 에스테르, 수용성 단백질, 수용성 단백질 에스테르 및 이들의 혼합물에서 선택될 수 있다. 또한, 양이온성 계면활성제로서, 다음의 비-제한적인 예, 즉 라우릴레이트 아미노 산화물, 프로필 코코에이트 아미노 산화물, 카프릴암포카르복시 글리시네이트, 라우릴 프로피오네이트, 라우릴 베타인, 톨유 비스 2-히드록시에틸 베타인이 포함될 수 있다. 본 발명의 하나의 특정 실시 예에 따르면, 비이온성 발포제는 적어도 하나의 음이온성 또는 양이온성 또는 양쪽성 발포제와 관련될 수 있다.
친양쪽성 계면활성제로서, 다음의 비-제한적인 예 즉, 적어도 수성 상에서 혼화 가능한 고분자, 올리고머, 또는 공중합체가 포함될 수 있다. 친양쪽성 고분자 또는 올리고머는 통계적 분포 또는 멀티블록 분포를 가질 수 있다. 본 발명에 따라 사용된 친양쪽성 고분자 또는 올리고머는 적어도 하나의 친수성 블록 및 적어도 하나의 소수성 블록을 포함하는 블록 고분자에서 선택되고, 친수성 블록은 적어도 하나의 비이온성 및/또는 음이온성 단량체로부터 얻는다. 그러한 친양쪽성 고분자 또는 올리고머의 예로서, 소수성기, 특히 알킬기를 갖는 다당류, 폴리에틸렌 글리콜 및 그 유도체를 포함할 수 있다. 또한, 친양쪽성 고분자 또는 올리고머의 예로서, 폴리히드록시스테아르산염 - 폴리에틸렌 글리콜 - 폴리히드록시스테아르산염 트리블록 공중합체, 분기되거나 분기되지 않은 아크릴 고분자, 또는 소수성 폴리아크릴아미드 고분자를 포함할 수 있다.
비이온성 친양쪽성 고분자, 특히 알콕시화된 고분자(특히 (OE) 및/또는 (OP))의 경우, 이들은 특히 더 적어도 일부분이(질량으로 적어도 50 %가) 수혼화성인 고분자에서 선택된다. 이러한 유형의 고분자의 예로는, 폴리에틸렌 글리콜/폴리프로필렌 글리콜/폴리에틸렌 글리콜 트리블록 공중합체가 포함될 수 있다. 바람직하게, 본 발명에 따라 사용된 발포제는 단백질, 특히 동물 기원 단백질, 특히 더 케라틴, 또는 식물 기원 단백질, 특히 더 밀, 쌀, 콩 또는 곡물의 수용성 단백질이다. 예로서, 밀 단백질 가수분해물로부터의 나트륨 라우린산염, 귀리 단백질 가수분해물로부터의 라우린산염, 또는 사과 아미노산으로부터의 나트륨 코코에이트를 포함시킬 수 있다. 바람직하게, 본 발명에 따라 사용된 발포제는 300 돌톤(Dalton) 내지 50,000 돌톤의 분자량을 갖는 단백질이다. 발포제는 바인더 질량에 대한 발포제 질량으로 0.001 % 내지 2 %, 바람직하게 0.01 % 내지 1 %, 보다 바람직하게 0.005 % 내지 0.2 %의 농도에서 본 발명에 따라 사용된다.
보조 바인더(A4)
본 발명의 바람직한 실시 예에서, 조성물은 바인더(A1)와 상이하고, 포틀랜드 시멘트, 급결 천연 시멘트, 및 슬래그, 지오폴리머 시멘트, 천연 포졸란, 규산나트륨, 규산칼륨, 규산리튬, 유기 바인더, 또는 이들의 혼합물에서 선택된 적어도 하나의 보조 바인더(A4)를 포함한다.
예를 들어, 보조 바인더(A4)로 적합한 인공 포틀랜드 시멘트는
- 다음을 함유하는 클링커 20% 내지 95%
ㆍ 50% 내지 80% C3S
ㆍ 4% 내지 40% C2S
ㆍ 0% 내지 20% C4AF,　및
ㆍ 0% 내지 2% C3A
- 0% 내지 4%의 $; 및
- 0% 내지 80%의 용광로 슬래그, 실리카 퓸, 포졸란 및/또는 플라이애시(fly ash)를 포함한다.
대안적으로, A4는 재분산성 고분자 분말, 에폭시 (코)폴리머, (코)폴리우레탄, 및 이들의 혼합물로 구성된 - 이상적으로 구성된 - 그룹에서 선택된 유기 바인더이다.
본 발명의 주목할 만한 특징에 따르면, 조성물은
- 100 ㎛ 미만의 입자 크기(d90)를 갖는 무기 윤활 필러(A5)
- 100 ㎛ 이상의 입자 크기(d90)를 갖는 무기 스페이서 필러(A6); 및
- 가능하다면 하나 이상의 혼화제를 더 포함한다.
무기 윤활 필러(A5)
100 ㎛ 미만의 입자 크기(d90)를 갖는 무기 윤활 필러는 바람직하게,
- 천연 및 합성 규산염 미네랄, 보다 바람직하게 점토, 운모, 고령토 및 메타카올린, 실리카 퓸, 플라이애시 및 이들의 혼합물에서,
- 석회석 또는 실리카-석회석 필러에서,
- 플라이애시에서, 또는
- 이들의 혼합물에서 선택된다.
무기 스페이서 필러(A6)
100 ㎛ 이상의 입자 크기(d90)를 갖는 무기 스페이서 필러는 바람직하게 규산질, 석회질, 또는 실리카-석회질 모래, 경량 필러에서 선택되고, 보다 바람직하게, 팽창 또는 비팽창 질석, 팽창 또는 비팽창 펄라이트, 팽창 또는 비팽창 유리 비드(중공 유리 비드(타입 3M®)) 또는 팽창 유리 과립(Poraver®, Liaver®), 실리카 에어로겔, 팽창 또는 비팽창 폴리스티렌, 세노스피어(litefil), 중공 알루미나 볼, 팽창 또는 비팽창 점토, 경석, 규산염 발포 입자, 유문암(Noblite®), 또는 이들의 혼합물에서 선택된다.
발수 혼화제(A7)
발수 혼화제는 바람직하게 플루오르화제, 실란화제, 실리콘화제, 실록산화제, 지방산의 금속염, 및 이들의 혼합물로 구성된 또는 더 바람직하게 구성된 그룹에서 선택되고, 바람직하게 올레산 및/또는 스테아르산의 나트륨, 칼륨, 및/또는 마그네슘 염, 및 이들의 혼합물에서 선택된다.
응결 지연 혼화제(A8)
응결 지연제는 바람직하게 칼슘 킬레이트제, 카르복실산 및 그들의 염, 다당류 및 그들의 유도체, 포스폰산염, 리그노술폰산염, 인산염, 붕산염뿐만 아니라 납, 아연, 구리, 비소 및 안티몬 염으로 구성된 또는 보다 바람직하게 구성된 그룹에서 선택되고, 보다 바람직하게는 타르타르산 및 그 염, 바람직하게 그 나트륨 또는 칼륨 염, 시트르산 및 그 염, 바람직하게는 그 나트륨 염(시트르산삼나트륨), 글루콘산나트륨, 포스폰산나트륨, 황산염 및 그들의 나트륨 또는 칼륨 염, 및 이들의 혼합물에서 선택된다.
응결 가속 혼화제(A9)
응결 가속제는 바람직하게 수산화물, 할로겐화물, 질산염, 아질산염, 탄산염, 티오시안산염, 황산염, 티오황산염, 과염소산염, 실리카, 알루미늄의 알칼리 및 알칼리 토금속 염으로 구성된 또는 보다 바람직하게 구성된 그룹에서 선택되고 및/또는 카르복실산 및 히드로카르복실산 및 그들의 염, 알칸올아민, 실리카 퓸, 플라이애시, 또는 천연 피졸란과 같은 규산화된 불용성 화합물, 규산화된 사차 암모늄염, 미세하게 분쇄된 실리카겔 또는 칼슘 및/또는 마그네슘 탄산염과 같은 미세하게 분쇄된 무기 화합물, 및 이들의 혼합물에서 선택되고, 이러한 보조 응결 가속제(e)는 바람직하게 염화물 및 그들의 나트륨 또는 칼슘 염, 탄산염 및 그들의 나트륨 또는 리튬 염, 황산염 및 그들의 나트륨 또는 칼륨 염, 칼슘 수산화물 및 포름산염, 및 이들의 혼합물로 구성된 또는 보다 바람직하게 구성된 그룹에서 선택된다.
증점 혼화제(A10)
A10은 A2와 상이하고, 모르타르(기재 상에 고정된 모르타르)의 항복점을 개선할 수 있는 혼화제이다.
바람직하게, 이러한 증점 혼화제는 다당류 및 그들의 유도체, 폴리비닐알코올, 미네랄 증점제, 선형 폴리아크릴아미드, 및 이들의 혼합물로 구성된 또는 보다 바람직하게 구성된 그룹에서 선택된다.
바인더(A) 조성물
일 실시 예에서, 본 발명에 따른 조성물은 바인더(A)가 선호도의 오름차순 및 건조 기준의 %(wt/wt)로
ㆍ 주 바인더(A1): [5 - 95]; [10 - 85]; [15 - 75]
o 석회: [10 - 95]; [20 - 70]; [30 - 60]
o 알루미나 공급원 및/또는 황산칼슘 공급원:
[1 - 90]; [5 - 30]; [7 - 15]
ㆍ 보수제(A2): [0.1 - 5]; [0.5 - 3]; [0.8 - 2]
ㆍ 계면활성제(A3): [0 - 2]; [0.01 - 1]; [0.05 - 0.5]
ㆍ 추가 바인더(A4): [0 - 85]; [5 - 50]; [7 - 15]
ㆍ 100 ㎛ 미만의 입자 크기(d90)를 갖는 무기 윤활 필러(A5): [0 - 40]; [0 - 30]; [0 - 20]
ㆍ 100 ㎛ 이상의 입자 크기(d90)를 갖는 무기 스페이서 필러(A6): [0 - 40]; [0 - 35]; [0 - 30]
ㆍ 발수 혼화제(A7): [0 - 1.5]; [0 - 1]; [0 - 0.5]
ㆍ 응결 지연 혼화제(A8): [0 - 3]; [0 - 2]; [0 - 1]
ㆍ 응결 가속 혼화제(A9): [0 - 3]; [0 - 2]; [0 - 1]
ㆍ 증점 혼화제(A10): [0 - 2]; [0.1 - 1]; [0.2- 0.8]를 포함하는 것을 특징으로 한다.
다른 실시 예에서, 본 발명에 따른 조성물은 바인더(A)가 선호도의 오름차순 및 건조 기준의 %(wt/wt)로
ㆍ 주 바인더(A1): [5 - 95]; [10 - 85]; [15 - 75]
o 석회: [10 - 95]; [20 - 70]; [30 - 60]
o 알루미나 공급원 및/또는 황산칼슘 공급원:
[1 - 90]; [5 - 30]; [7 - 15]
ㆍ 보수제(A2): [0.1 - 5]; [0.5 - 3]; [0.8 - 2]
ㆍ 계면활성제(A3): [0.01 - 1]; [0.05 - 0.5]
ㆍ 추가 바인더(A4): [0 - 85]; [5 - 50]; [7 - 15]
ㆍ 100 ㎛ 미만의 입자 크기(d90)를 갖는 무기 윤활 필러(A5): [0 - 40]; [0 - 30]; [0 - 20]
ㆍ 100 ㎛ 이상의 입자 크기(d90)를 갖는 무기 스페이서 필러(A6): [0 - 40]; [0 - 35]; [0 - 30]
ㆍ 발수 혼화제(A7): [0 - 1.5]; [0 - 1]; [0 - 0.5]
ㆍ 응결 지연 혼화제(A8): [0 - 3]; [0 - 2]; [0 - 1]
ㆍ 응결 가속 혼화제(A9): [0 - 3]; [0 - 2]; [0 - 1]
ㆍ 증점 혼화제(A10): [0 - 2]; [0.1 - 1]; [0.2- 0.8]를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바이오 기반 필러(B)
본 발명에 따른 조성물을 대표하는 이러한 식물 기반 바이오 기반 필러는 110 ㎏/㎥ 미만, 바람직하게 10 ㎏/㎥ 내지 80 ㎏/㎥의 부피 밀도(BD)를 갖는 해바라기 줄기 및/또는 옥수수 줄기 및/또는 유채꽃 줄기를 기반으로 한다.
보다 구체적으로, 이러한 필러 B는 해바라기 줄기 및/또는 옥수수 줄기 및/또는 유채꽃 줄기의 입자를 포함한다.
본 발명의 바람직한 특성에 따르면, 바이온 기반 필러 B는 완전 통과 입자 크기가 입자의 최대 치수(선호도의 오름차순)로 ≤15 ㎜;　≤14 ㎜;　≤13 ㎜;　≤12 ㎜;　≤11 ㎜인 줄기 입자로 구성된다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 바이오 기반 필러 B 내에 있는 줄기 속(stalk pith)의 비율은 (선호도의 오름차순 및 건조 기준의 질량 %로) >15;　≥20;　≥30;　≥40;　≥50; ≥60;　≥70;　≥80;　≥90;　≥95;　≥ 99이다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 필러(B)의 줄기 입자는 주로 속 입자로 구성된다. 보다 바람직하게, 줄기 입자의 총 질량에 대한 속 입자의 건조 기준 중량에 의한 비율(Ppith)은 선호도의 오름차순으로 Ppith　> 15;　≥20;　≥30;　≥40;　≥50과 같이 정의된다.
이들 입자는 예를 들어, 섬유, 원섬유, 먼지, 분말, 칩, 머리카락, 및/또는 체(shive)의 형태이다.
해바라기, 옥수수 또는 유채꽃 줄기는 각각 속을 둘러싸고 있는 껍질을 포함한다.
이러한 속은 본 발명에 따른 조성물에 적합한 것으로 입증된 식물 기반 원료이다. 이러한 속은 이들 줄기를 파쇄한 후 옥수수 줄기, 해바라기, 또는 유채꽃의 껍질을 분리하여 얻는다. 이들 식물은 그들의 영향 성분(오일, 곡물 등)을 위해 재배된다. 씨 또는 이삭을 수확하면, 줄기 또는 짚은 들판에 남겨지고 충분히 이용되지 못한다. 기껏해야 토양에 매립되어 소량의 영양분을 공급한다. 특히, 껍질(외측 부분) 및 속(내측 부분)으로 구성되는 해바라기, 옥수수 또는 유채꽃 줄기는 영양가가 낮고, 그들이 가지고 있는 것은 주로 껍질에 존재하는 단백질 물질 때문인 것으로 관찰되었다. 껍질과 달리, 해바라기, 옥수수 또는 유채꽃의 속은 매우 낮은 밀도(30 ㎏/㎥ 내지 35 ㎏/㎥)를 제공하는 고도의 폐포 구조를 갖는 것을 특징으로 한다. 본 발명을 위해, 특정 농업 협동 조합과 협력하여 옥수수 또는 유채꽃 줄기를 들판에서 직접 사일리지하여 수확하고 분쇄하였다. 이후, 중력식 작업대를 사용한 분리 공정으로 통해 속과 껍질을 분리할 수 있었다. 이후, 속을 다시 한번 나이프 제분기에 통과시켜서 가루로 만들어 원하는 입자 크기(약 5 ㎜ 내지 15 ㎜)를 얻었다. 아래 예 2에 도시된 바와 같이, 해바라기 속으로부터 제조된 필러(B)를 기반으로 한 절연 모르타르는 일반적인 2L6 또는 2R6 자켓을 갖는 스크류 펌프의 렌더링 기계 유형을 사용하여 펌핑될 수 있다. 동일한 유형의 공정이 옥수수 또는 유채꽃 줄기(유채꽃 짚)에 적용될 수 있다.
필러(B) 입자는 다양한 형상, 침상형 또는 비-침상형, 바람직하게 비-침상형을 가질 수 있다.
중간 생성물
본 발명의 다른 목적은 부분적으로 바이오 기반인 구조 재료용 신규 제품인 바인더(A)에 관한 것으로, 이러한 바인더는 특히 본 발명에 따른 조성물을 위한 것이다.
바람직하게, 본 발명에 따른 이러한 바인더(A)는 선호도의 오름차순 및 건조 기준 %(wt/wt)로
ㆍ 주 바인더(A1): [5 - 95]; [10 - 85]; [15 - 75]
o 석회: [10 - 95]; [20 - 70]; [30 - 60]
o 알루미나 공급원 및/또는 황산칼슘 공급원:
[1 - 90]; [5 - 30]; [7 - 15]
ㆍ 보수제(A2): [0.1 - 5]; [0.5 - 3]; [0.8 - 2]
ㆍ 계면활성제(A3): [0.01 - 1]; [0.05 - 0.5]
ㆍ 보조 바인더(A4): [0 - 85]; [5 - 50]; [7 - 15]
ㆍ 100 ㎛ 미만의 입자 크기(d90)를 갖는 무기 윤활 필러(A5): [0 - 40]; [0 - 30]; [0 - 20]
ㆍ 100 ㎛ 이상의 입자 크기(d90)를 갖는 무기 스페이서 필러(A6): [0 - 40]; [0 - 35]; [0 - 30]
ㆍ 발수 혼화제(A7): [0 - 1.5]; [0 - 1]; [0 - 0.5]
ㆍ 응결 지연 혼화제(A8): [0 - 3]; [0 - 2]; [0 - 1]
ㆍ 응결 가속 혼화제(A9): [0 - 3]; [0 - 2]; [0 - 1]
ㆍ 증점 혼화제(A10): [0 - 2]; [0.1 - 1]; [0.2- 0.8]를 포함한다.
또한, 본 발명은 상기 바인더(A) 및 상기에서 정의된 바와 같은 식물 기반 필러(B)를 포함하는 신규 제품인 키트에 관한 것이다.
습식 조성물
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 본 발명에 따른 건식 조성물이 액체, 바람직하게 물과 혼합된 혼합물에 의해 형성된 습식 구조 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 주목할 만한 특징에 따르면, 이러한 습식 조성물은 회전자(20)와 고정자(18) 사이의 공기 갭(E)이 4 ㎜ 내지 30 ㎜인 스크류 펌프로 펌프 압송할 수 있다. 첨부된 도 1를 참조한다.
바람직하게 그러한 공기 갭은 2L6 또는 2R6 타입의 상업용 자켓에 해당한다.
습식 조성물 제조 방법
또한, 본 발명은 상기 정의된 바와 같은 습식 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 방법은 유리하게 0.8 이상인, 바람직하게 1 보다 큰, 바람직하게 1.5 보다 큰 [물/바인더(A)]의 질량비로 상기 정의된 바와 같은 건식 구조 조성물과 액체, 바람직하게 물을 혼합하는 단계로 구성된다.
본 혼합 단계는 당업자에게 알려져 있는 모든 적합한 종래의 장치로 수행될 수 있다.
그것은 유성 또는 고정 축(수직 또는 수평) 혼합기 또는 콘크리트 혼합기일 수 있다. 혼합 장치는 습식 조성물의 분무 도포 또는 주조를 가능하게 하고 스크류 펌프를 포함하는 기계에 직접 설치되거나 설치되지 않을 수 있다.
상기 습식 구조 조성물을 펌프 압송 및 분무하는 기계
여기서 고려된 기계는 바람직하게,
- (Lancy PHB-R, Bunker S8 Smart, Urban Volta, Spritz S28R, Spritz S38, Turbosol UNI30, Putzmeister SP11, S5, 또는 SP5와 같은) 벽 코팅제를 분무하기 위해 사용되는 유형의 "스크류 펌프", 또는
- (Bunker B100과 같은) 콘크리트 펌프이다.
국제 특허 출원 제97/45461A1호는 이러한 유형의 "스크류 펌프"의 예를 기술한다. 해당 펌프는 일반적으로 그 내부에 이중 나선 고정자와 협력하기 위한 단일 나선을 갖는 나선형 회전자가 배치되어 있는 고정자의 각 단부에 제공된 흡입 챔버 및 배출 포트를 포함한다. 고정자는 바람직하게 엘라스토머 물질로 구성되고, 회전자(18)는 유리하게 금속으로 구성된다. 후자는 적절한 구동 및 전달 수단에 의해 그 축을 중심으로 회전할 수 있다. 미국 특허 제2,512,764호 및 미국 특허 제2,612,845호는 이들 스크류 펌프의 상세한 구조에 대한 정보 출처의 몇 가지 예이다.
첨부된 도 1은 고정자 튜브(16), 회전자(18)가 회전하는 보어(36)에 의해 횡단되는 고정자(20)를 포함하는 스크류 펌프의 단순화된 다이어그램을 도시한다. 이러한 고정자 튜브(16)/고정자(20)는 흡입 단부(32) 및 배출 단부 또는 배출 포트(34)를 갖는다. 회전자(18)가 고정자(20)의 보어(36) 내에서 회전하는 경우, 회전자(18)와 고정자(20) 사이에 공동(30)이 형성된다. 이들 공동(30)은 흡입 단부(32)에서 배출 단부 또는 포트(34)로 진행된다. 공동(30)은 회전자(18) 나선의 피치에 의해 정의된 길이 및 도 1에 도시된 최대 높이 또는 공기 갭(E)을 갖는다. 이러한 갭(E)은 예를 들어, 1 ㎜ 내지 50 ㎜, 바람직하게 4 ㎜ 내지 30 ㎜까지 다양할 수 있다.
이러한 고정자 튜브(16)/고정자(20)/회전자(18)의 어셈블리는 자켓이라고도 지칭된다. 벽 코팅제를 분무하기 위해 사용되는 기계에 일반적으로 장착되는 자켓/고정자는 예를 들어, (Bunker B100 콘크리트 펌프와 호환되는) "2L6" 또는 2R6 타입 또는 2R8 타입이다.
상기 습식 조성물을 도포하는 방법
또한, 본 발명은 상기 정의된 바와 같은 습식 조성물을 도포하는 방법에 관한 것이다(단계 1, 단계 2 및 단계 3{3.1, 3.2 또는 3.3}).
바람직하게, 습식 모르타르는 스크류 펌프를 포함하는 "렌더링 기계"라 불리는 분무기를 사용하여 분무에 의해 도포된다.
- 크기가 10 ㎜ 미만인 바이오 기반 필러(B)의 경우, 분무기는 유리하게 Putzmeister S5, SP5, SP11, Bunker S8, S28R, S38, Lancy PH9B 또는 PH9B-R, 또는 Turbosol Talent DMR이고, 이러한 기계는 2L6 또는 2R6 회전자-고정자가 장착된 스크류 펌프를 포함한다.
- 크기가 10 ㎜ 이상 및 30 ㎜ 미만인 바이오 기반 필러(B)의 경우, 분무기는 유리하게 Bunker B100 및 CL 18, Putzmeister SP20, Lancy TB20, 또는 Turbosol Silant 300 CL이고, 이러한 기계는 2L8 또는 2R8 타입 회전자-고정자가 장착된 스크류 펌프를 포함한다.
단계 1: 본 발명에 따른 건식 조성물과 액체, 바람직하게 물의 혼합물을 제조하는 단계
모르타르는 다음의 설명에 따라, 바람직하게
(a) 적어도 1분 동안 혼합수(약 2L까지 감소된 물의 총량)와 100 L의 바이오 기반 필러(B)를 혼합하는 단계.
(b) 바인더를 모두 첨가하고 약 5분 동안 혼합하고, 필요한 경우 물을 첨가하여 점도를 조정하는 단계. 혼합된 모르타르의 점도는 모르타르가 5 ㎝에서 유지될 수 있는 임계값을 유지하면서 (모르타르가 그 자신의 중량으로 인해 수평적으로 침전하는) 펌핑 탱크에서 양호하게 흐를 수 있어야 한다.
(c) 혼합물을 스크류 펌프의 탱크로 옮기는 단계에 따라 콘크리트 혼합기에서 또는 상기 기계가 탱크를 갖는 경우에는 기계의 탱크에서 혼합된다.
단계 2: 스크류 펌프를 사용하여 단계 1에서 제조된 혼합물을 펌핑하는 단계
"렌더링 기계"로 알려져 있는 분무기는 일반적으로 습식 모르타르 배합물을 펌핑하기 위한 스크류 펌프 상류의 호스 및 자유단에 분무 건이 장착된 스크류 펌프 하류의 분무 호스를 포함한다.
바람직하게, 스크류 펌프를 가동하기 전에, 상기 호스에 "그리스" 및 "윤활유"를 바르기 위해 펌핑 호스에 바람직하게 바인더의 슬러리(예를 들어, 1 ㎏ 내지 50 ㎏, 약 10 ㎏)를 넣어준다.
스크류 펌프 세팅은 예를 들어 2L6 자켓의 경우에는 1 bar 내지 20 bar 즉 약 5 bar의 압력 또는 2L8 자켓의 경우에는 1 bar 내지 20 bar 즉 약 3 bar의 압력을 위해 물을 사용하여 사전에 유리하게 조정된다.
2L6 또는 2R6 자켓의 경우, 분무 호스는 예를 들어, 길이가 예를 들어 5 m 내지 30 m 즉, 약 13 m인 경우, 내부 단면적이 예를 들어 15 ㎜ 내지 50 ㎜ 즉, 35 ㎜인 제1 부분, 및 길이가 예를 들어 1 m 내지 10 m 즉, 5 m이고 내부 단면적이 예를 들어 15 ㎜ 내지 50 ㎜ 즉, 25 ㎜인 제2 부분을 포함한다.
2L8 또는 2R8 자켓의 경우, 분무 호스는 예를 들어, 10 m 길이에 대해 50 ㎜의 내부 단면적을 갖는다.
단계 3: 단계 1에서 제조된 혼합물을 분무하는 단계
분무하기 위해, 분무 건은 유리하게 압축 공기가 공급된다.
경화 모르타르
본 발명은 전술한 습식 조성물로 제조된 경화 모르타르에 관한 것이다. 이들 경화 모르타르는 유리하게 선호도의 오름차순으로 0.15 W/mK;　0.12 W/mK;　0.1 W/mK;　0.08 W/mK;　0.07 W/mK 이하의 열전도도(λ) 값을 갖는다.
ETI/ITI 시스템
본 발명은 상기 언급된 바와 같이 경화 모르타르를 포함하고, 2 ㎝ 내지 30 ㎝, 바람직하게 5 ㎝ 내지 15 ㎝의 총 두께로 층(들)로 도포되고, 적어도 10 ㎜ 두께의 방수 코팅제로 코팅되는 외부 절연(ETI) 또는 내부 절연(ITI) 시스템에 관한 것이다. 이러한 시스템은 경화 모르타르가 석회 및 적어도 하나의 알루미나 공급원을 포함하고, 경화 모르타르가 ETI의 맥락에서 EOTA ETAG 004 표준에 따른 테스트를 만족시키는 것을 특징으로 한다.
방수 코팅제는 유리하게 NF EN 998-1에 따른다. 방수 코팅제는 바람직하게 OC1에서 선택된다. 방수 코팅제는 예를 들어 바이오 기반 절연 모르타르의 마지막 과정의 도포 후 최소 24 시간 후에 도포된다.
건물 구조 또는 토목 공사
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 조성물을 사용하여 사전 제작된 물체의 분무 도포 또는 성형 또는 현장 조립 후 얻은 건물 구조에 관한 것이다.
본 발명의 다른 유리한 특징 및 세부 사항은 본 발명의 일부 예시적인 실시 예에 대한 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다.
예
펌퍼빌리티(pumpability) 테스트(T1)
테스트(T1)은 스크류 펌프가 장착된 렌더링 분무기를 통해, 테스트할 모르타르 조성물로부터 얻은 습식 배합물의 통과를 테스트하는 단계로 구성된다.
- 크기가 10 ㎜ 이하인 바이오 기반 필러의 경우, SP1 Putzmeister 기계에 장착된 2L6 회전자-고정자가 장착된 스크류 펌프가 사용된다.
- 크기가 10 ㎜ 보다 크고 30 ㎜ 보다 작은 바이오 기반 필러의 경우, 통합되어 있는 혼합기와 함께 Bunker B100 기계에 장착된 2L8 회전자-고정자가 장착된 스크류 펌프가 사용된다.
모르타르는 다음과 같이 기계의 탱크에서 혼합된다:
1. A에 대한 물이 0.8 내지 5라는 것을 명심하면서, 1분 동안 거의 모든 혼합수와 100 L의 바이오 기반 필러를 혼합한다.
2. 바인더(A)를 모두 첨가한 후 5분 동안 혼합하고, 혼합된 모르타르가 1분 안에 스크류 펌프의 펌핑 탱크에서 흐를 수 있도록 하기 위해 필요한 경우 소량의 물을 첨가하여 혼합된 모르타르의 점도를 조정한다.
3. 혼합물을 스크류 펌프의 탱크로 옮긴다.
4. 2L8 자켓의 경우에는 약 3 bar 또는 2L6 자켓의 경우에는 약 5 bar의 자켓 배출구에서의 압력을 얻기 위해, 자켓을 통해 물을 보내면서 조여서 스크류 펌프를 미리 조정한다.
5. 스크류 펌프의 탱크에 존재하는 혼합물을 펌핑한다.
스크류 펌프의 막힘이 없다면 즉, 습식 모르타르 배합물이 스크류 펌프 배출구에서 배출되지 않는다는 관찰 결과 또는 스크류 펌프 배출구에서 바인더 상과 바이오 기반 필러(B)가 상분리된다는 관찰 결과가 없다면, 테스트되는 조성물은 펌프 압송이 가능한 것으로 간주된다.
"배합물이 배출되지 않는다"는 것은 1 리터 미만의 습식 배합물이 적어도 30분 동안 배출되는 것을 의미하는 것으로 이해된다.
"상분리"는 모르타르의 입상과 틈새액(interstitial liquid)의 분리를 의미하는 것으로 이해된다. 펌프의 플러깅(lugging) 또는 재밍(ja㎜ing)은 제품이 좁고 사방이 막힌 공간에서 이동함에 따라 액상과 입상 매트릭스가 분리된 결과이다. 이러한 상분리는 골재(특히 필러(B)의 입자)간 직접 접촉을 야기함으로써 막힘을 초래할 것이다.
이러한 테스트는 주위 온도 및 대기에서 수행된다.
바이오 기반 모르타르의 "경화" 시간을 제공하고 복구성 기간을 측정할 수 있는 측정 방법(M1)
복구성 기간은 바이오 기반 모르타르의 경화와 관련이 있다. 경화 시간은 4x4x16 ㎝의 실물 모형을 언몰딩을 허용하는 0.1 MPa 이상의 압축 강도(NF EN 1015-11)의 획득에 해당한다.
프로토콜 :
1. 생성물은 표준 NF EN 196-1에 의해 명시된 수직축 유성 혼합기를 사용하여 혼합된다.
a) 식물 기반 필러 B는 A에 대한 물이 0.8 내지 5인 것을 명심하면서 120 rpm의 속도에서 1분 동안 거의 모든 혼합수와 혼합된다.
b) 바인더를 첨가한 후 120 rpm의 속도에서 300초 동안 혼합한다. 혼합된 모르타르가 30초 미만에서 단계 2의 금형으로 흐를 수 있도록 필요한 경우 소량의 물을 첨가하여 점도를 조정한다.
2. 혼합 후, 4x4x16 ㎝ 크기의 금속 금형에서 모르타르를 성형한다.
3. 시험편은 20 ℃ 및 50 % RH에서 보관한다.
4. "경화" 시간은 시험편의 응집력이 손상없이 언몰딩될 수 있는 순간에 해당한다.
"손상"은 시험편의 균열 및/또는 부분적 또는 완전한 파손을 의미하는 것으로 이해된다.
바이오 기반 모르타르의 수분 보유 시간을 측정하는 방법 M2
이러한 방법 M2는 소위 필터 방법의 적응에 해당한다.
재료:
o 금속 금형
내부 치수:
상단 직경: 100 + 5 ㎜
하단 직경: 80 +/- 5 ㎜
높이: 25 + 1 ㎜
외부 치수:
직경: 120 +/- 5 ㎜
높이: 30 + 1 ㎜
o 약수저
o 도기질 타일(크기: 약 120 ㎜ x 5 ㎜)
o 정밀 저울 0.01 g
o 100 ㎜ 직경 여과지(Schleicher 또는 Lab-filter 0965 NW 25 L): 분리 필터
o 100 ㎜ 직경 여과지(Schleicher 2294 또는 Lab-filter S-Type 600)
프로토콜:
1. 테스트 T2에 대해 기술된 혼합 절차에 따라 시료를 준비한다.
2. 건조한 비어있는 금형의 중량을 측정 → mA
3. Schleicher 2294 또는 실험실용 필터 S 타입 600 여과지의 중량을 측정 → mB
4. 필터와 페이스트 사이의 접촉을 보장하기 위해 약간 넘칠 만큼 바이오 기반 모르타르를 약수저를 사용하여 금형에 채운다.
5. 채워진 금형의 중량 측정 → mC
6. 분리 여과지(Schleicher 또는 실험실용 필터 0965 NW 25 L)로 페이스트를 덮은 다음 전체에 2294 또는 S-600 필터를 놓는다.
7. 전체에 도기질 타일을 놓고 모두 뒤집고 스톱워치를 시작한다; 테스트 시간은 15분
8. 15분 후, 2294 또는 S-600 여과지를 모아서 중량 측정 → mD
결과의 표현:
계산 1: 생성물에 함유된 물의 질량
M water = ((m C -m A ) * Tg %)/(100 + Tg %)
계산 2: 생성물의 물 손실
Δ water = (m P -m B )
계산 3: 수분 보유 %
R % = ((M water - Δ water )/M water ) * 100
EN 1015-8: 모르타르 조적(mansonry) 테스트 방법 - 파트 8: 새롭게 제조된 모르타르의 보수성 결정(1999년 9월)
- 원료
바인더(A)
A1
수경성 석회 HL 3.5 Lafarge
술포알루미늄염 시멘트, I.Tech Alicem, ITALCEMENT
A2
Culminal c8367, 보수제, 히드록시에틸 메틸셀룰로오스, 점도 32000 mPa·s 내지 40000 mPa·s, Ashland Aqualon
A3
NANSA LSS 495/H, 계면활성제, 알파 올레핀 술폰산 나트륨, Huntsman
A5
실리카 퓸, RW Silicium GMBH
A6
- Poraver, 팽창된 유리 골재, 입자 크기(㎜) 01-03, Poraver GMBH
- 실리콘 모래, DU 0.1/0.4, Sibelco France
A7
Optigel WM, 유기적으로 개질된 벤토나이트, Rockwood Additives
필러(B)
해바라기 줄기를 분쇄한 후 중력식 작업대(체) 및 진동체를 사용하여 분류한 95% 식물 속으로 형성된 필러. 입자 크기는 2 ㎜ 내지 15 ㎜이다.
첨부된 도 2의 사진은 분쇄 전 해바라기 줄기(왼쪽 사진) 및 분쇄 및 분리 후의 해바라기 껍질(중앙 사진) 및 속(오른쪽 사진)을 도시한다.
분쇄 및 분리 후 해바라기 속 입자는 첨부된 도 3의 왼쪽 사진에도 도시된다.
비교 예 1: 선행 기술에 따른 상품(예: Tradical® PF70)
Balthazard & Cotte Batiment(Lhoist 그룹)의 Tradical PF70은 주로 약 75 %의 수경성 석회, 15 %의 수경성 바인더 및 10 %의 포졸란을 포함한다.
테스트(T1)에 따른 분석의 결론은 다음과 같다:
- 상분리로 인한 기계 막힘. T3에 따른 보유율은 90% 미만
- 48h보다 큰 경화 기간, T2에 따라 측정
Figure pct00001
예 2
매우 낮은 λ값(< 0.1 W/mK)을 갖는 절연 모르타르에 대한 예 2는 둥근 해바라기 속 입자로 구성된 바이오 기반 필러(B)를 사용한다. 이러한 습식 모르타르는 렌더링 플라스터를 분무하기 위해 통상적으로 사용되는 편심 스크류 펌프(자켓 타입 2L6 또는 2R6)로 분무될 수 있다.
Figure pct00002

Claims (12)

  1. 절연 모르타르를 생성할 수 있고, 특히 스크류 펌프에 의해 습식 분무될 수 있는 건식 모르타르 조성물로서,
    (i) 건식 모르타르 조성물은
    - 석회 및/또는 적어도 하나의 알루미나 공급원 및/또는 적어도 하나의 황산칼슘 공급원, 바람직하게 적어도 하나의 알루미나 공급원을 포함하는 적어도 하나의 주 바인더(A1);
    - 적어도 하나의 보수제(A2);
    - 바람직하게, 적어도 하나의 계면활성제(A3)를 포함하는 적어도 하나의 바인더(A), 및
    110 ㎏/㎥　미만, 바람직하게 10 ㎏/㎥ 내지 80 ㎏/㎥의 부피 밀도(BD)를 갖는, 해바라기 줄기 및/또는 옥수수 줄기 및/또는 유채꽃 줄기를 기반으로 하는 적어도 하나의 바이오 기반 필러(B)를 포함하고,
    B/A - 건조 필러(B)의 부피(L)/건조 바인더(A)의 질량(㎏)의 비율은 선호도의 오름차순으로 2 L/㎏ 내지 9 L/㎏; 2.5 L/㎏ 내지 8 L/㎏; 4 L/㎏ 내지 7.9 L/㎏; 4.6 L/㎏ 내지 7.5 L/㎏이고,
    (ⅱ) 0.8 내지 5, 바람직하게 1 내지 4, 및 보다 바람직하게 1.5 내지 3.5의 A에 대한 물의 질량비로 액체, 바람직하게 물과 혼합되고,
    (ⅲ) 이러한 방법으로 혼합되는 경우, 테스트(T1)에서 정의된 바와 같이 스크류 펌프로 펌핑 가능한 것을 특징으로 하는 조성물.
  2. 제1 항에 있어서, 0.8 내지 5의 A에 대한 물의 질량비로 액체, 바람직하게 물과 혼합되는 경우, 방법(M1)으로 측정하였을 때 1 시간 내지 24 시간, 바람직하게 1 시간 내지 8 시간의 응결 시간을 특징으로 하는 조성물.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 주 바인더(A1)는 석회 및 적어도 하나의 알루미나 공급원을 포함하는 조성물.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 적어도 한 항에 있어서, 상기 보수제(A2)는 보수력 측정 방법(M2)에 따라, 선호도의 오름차순으로 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 % 이상의 보수력을 갖고, 상기 보수제는 바람직하게 다당류에서 선택되고, 보다 바람직하게 셀룰로오스 또는 전분의 에테르 및 그 혼합물; 메틸셀룰로오스, 히드록시프로필 셀룰로오스, 히드록시에틸 셀룰로오스, 메틸히드록시프로필 셀룰로오스, 히드록시에틸 메틸셀룰로오스 및 이들의 혼합물; 개질되거나 개질되지 않은 구어 에테르 및 그 혼합물; 또는 이들 상이한 유형의 혼합물로 구성된, 또는 더 바람직하게 구성된 그룹에서 선택되는 조성물.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 적어도 한 항에 있어서, 상기 조성물은 바인더(A1)와 상이하고, 포틀랜드 시멘트, 급결 천연 시멘트, 슬래그, 지오폴리머 시멘트, 천연 포졸란, 규산나트륨, 규산칼륨, 규산리튬, 유기 바인더, 또는 이들의 혼합물에서 선택된 적어도 하나의 보조 바인더(A4)를 포함하는 조성물.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 적어도 한 항에 있어서, 상기 바이오 기반 필러(B)는 해바라기 및/또는 옥수수 및/또는 유채꽃 속 입자를 포함하는 조성물.
  7. 특히 제1 항 내지 제6 항 중 적어도 한 항에 따른 조성물을 위한 바인더(A)로서, 선호도의 오름차순 및 건조 기준의 %(wt/wt)로
    ㆍ 주 바인더(A1): [5 - 95]; [10 - 85]; [15 - 75]
    o 석회: [10 - 95]; [20 - 70]; [30 - 60]
    o 알루미나 공급원 및/또는 황산칼슘 공급원:
    [1 - 90]; [5 - 30]; [7 - 15]
    ㆍ 보수제(A2): [0.1 - 5]; [0.5 - 3]; [0.8 - 2]
    ㆍ 계면활성제(A3): [0.01 - 1]; [0.05 - 0.5]
    ㆍ 보조 바인더(A4): [0 - 85]; [5 - 50]; [7 - 15]
    ㆍ 100 ㎛ 미만의 입자 크기(d90)를 갖는 무기 윤활 필러(A5): [0 - 40]; [0 - 30]; [0 - 20]
    ㆍ 100 ㎛ 이상의 입자 크기(d90)를 갖는 무기 스페이서 필러(A6): [0 - 40]; [0 - 35]; [0 - 30]
    ㆍ 발수 혼화제(A7): [0 - 1.5]; [0 - 1]; [0 - 0.5]
    ㆍ 응결 지연 혼화제(A8): [0 - 3]; [0 - 2]; [0 - 1]
    ㆍ 응결 가속 혼화제(A9): [0 - 3]; [0 - 2]; [0 - 1]
    ㆍ 증점 혼화제(A10): [0 - 2]; [0.1 - 1]; [0.2- 0.8]를 포함하는 것을 특징으로 하는 바인더(A).
  8. 제7 항에 따른 바인더(A) 및 제1 항 또는 제6 항에서 정의된 바와 같은 식물 기반 필러(B)를 포함하는 키트.
  9. 제1 항 내지 제6 항 중 적어도 한 항에 따른 조성물로부터 얻은 습식 조성물로서, 4 ㎜ 내지 30 ㎜의 회전자(20)와 고정자(18) 사이의 공기 갭(E)을 갖는 스크류 펌프가 장착된 기계로 펌핑 가능한 것을 특징으로 하는 습식 조성물.
  10. 제9 항에 따른 습식 조성물로부터 얻은 경화 모르타르로서, 선호도의 오름차순으로 0.15 W/mK; 0.12 W/mK; 0.1 W/mK; 0.08 W/mK; 0.07 W/mK 이하의 열전도도(λ)를 갖는 것을 특징으로 하는 경화 모르타르.
  11. 2 ㎝ 내지 30 ㎝, 바람직하게 5 ㎝ 내지 15 ㎝의 총 두께까지 층(들)로 도포되고, 적어도 10 ㎜의 두께를 갖는 방수 코팅제로 커버되고, 제10 항에 따른 경화 모르타르를 포함하는 외부 절연(ETI) 또는 내부 절연(ITI) 시스템으로서, 상기 경화 모르타르는 석회 및 적어도 하나의 알루미나 공급원을 포함하고, 상기 시스템은 ETI에 대한 EOTA ETAG 004 표준에 따른 테스트를 만족시키는 것을 특징으로 하는 시스템.
  12. 절연 모르타르를 도포하는 방법으로서,
    1. 제1 항 내지 제6 항 중 적어도 한 항에 따른 건식 조성물과 액체, 바람직하게 물의 혼합물, 즉, 선호도의 오름차순으로
    - [물/A] ≥ 0.8;　[물/A] ≥ 1.0;　[물/A] ≥ 1.5;
    - 0.8 ≤ [물/A] ≤ 5;　1 ≤ [물/A] ≤ 4;　1.5 ≤ [물/A] ≤ 3.5와 같은 물/바인더(A)의 질량비로 상기 바인더(A) 및 상기 바이오 기반 필러(B)를 포함하는 혼합물을 제조하는 단계,
    2. 바람직하게, 스크류 펌프에 의해 단계 1에서 제조된 상기 혼합물을 펌핑하는 단계,
    3.1 단계 1에서 제조된 혼합물을
    → 수직 또는 경사 기재에,
    → 또는, 현장에서 목재 또는 금속 거푸집 구조를 채우기 위해,
    → 또는, 사전 제작된 벽을 생성하기 위해 분무하는 단계; 또는
    3.2 스크리드를 생성하기 위해 수평면에 분무하고 스프레딩하는 단계; 또는
    3.3 벽을 생성하기 위해 두 개의 벽 사이를 채우기 위해 거푸집에 또는 사전 제작된 부재 특히, 블록 또는 프리캐스트 벽 부재 또는 패널을 생성하기 위해 금형에 단계 1에서 제조된 상기 혼합물을 붓는 단계를 포함하는 방법.
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