PL186686B1

PL186686B1 - Prefabrykowana kompozycja cementująca

Info

Publication number: PL186686B1
Application number: PL95317209A
Authority: PL
Inventors: Theresa A. Espinoza; Charles J. Miller; Richard B. Stevens
Original assignee: United States Gypsum Co
Priority date: 1994-05-12
Filing date: 1995-04-28
Publication date: 2004-02-27
Also published as: EP0681998A1; AU1005295A; CN1155878A; DK0681998T3; US5746822A; SK280652B6; ES2120128T3; NO951868D0; DE69502879D1; EG20598A; ATE167174T1; CZ294162B6; PL317209A1; DK53495A; NO320770B1; CN1061637C; AU692805B2; JPH0860139A; TR28456A; JP4070825B2

Abstract

1. Prefabrykowana kompozycja cementujaca, zawierajaca wypelniacz i wode, znamien- na tym, ze jako wypelniacz zawiera pólwodzian siarczanu wapniowego, w ilosci 2 0 do 99% wagowych, w przeliczeniu na calkowita zawartosc skladników stalych kompozycji, i ewentualnie weglan wapniowy, w ilosci do 75% wagowych, a ponadto zawiera srodek hamujacy zestalanie, stanowiacy bezwapniowy fosforan, w ilosci 0 , 1 do 1 0 % wagowych, oraz ewentualnie zawiera typowe skladniki pomocnicze. PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest prefabrykowana kompozycja cementująca. W szczególności, przedmiotem wynalazku jest kompozycja, która jest stosunkowo trwała w stanie prefabrykowanym (to jest wstępnie wymieszana z wodą), i która może być zestalona i utwardzona po wprowadzeniu do kompozycji przyspieszacza.

Znane są masy wiążące, stosowane do wypełniania i powlekania szczelin pomiędzy gipsowymi płytami ściennymi. Wilgotną masę wiążącą umieszcza się w szczelinie utworzonej przez stykające się krawędzie paneli płyt ściennych, a następnie (w tej szczelinie z masą wiążącą) osadza się wzmacniającą taśmą papierową, po czym masę wiążącą pozostawia się do wyschnięcia. Po wyschnięciu masy wiążącej, nakłada się na spoinę następną masę (typu wierzchniego) i tę również pozostawia się do wyschnięcia. Następnie masa wiążąca może być lekko piaskowana, a ściana może być wykończona konwencjonalnym sposobem (malowanie, teksturowanie lub tapetowanie) lub, jeśli zachodzi potrzeba ukrycia spoin, może być nałożona

186 686 trzecia masa wiążąca, i po jej wyschnięciu, może być ona lekko spiaskowana, a na ścianę nałożona powłoka dekoracyjna. Zamiast stosowania dwóch rodzajów masy wiążącej, dostępna jest w handlu wiążąca masa uniwersalna, którą stosuje się zarówno do ułożenia taśmy, jak i do powłoki (powłok) wykańczającej. Jeśli stosuje się taśmę wzmacniającą z włókna szklanego, wprowadza się ją do ściany przed nałożeniem masy wiążącej. Masę wiążącą nakłada się na taśmę z włókna szklanego i umacnia się ją taśmą.

Zwykle wszystkie masy wiążące zawierają wypełniacz, lepiszcze oraz zagęszczacz. Masa wiążąca, na ogół zawiera więcej lepiszcza niż masa pokrywająca. Konwencjonalnymi wypełniaczami są węglan wapnia, dwuwodzian siarczanu wapnia (gips) i półwodzian siarczanu wapnia (tynk paryski). Półwodzian siarczanu wapnia stosuje się jedynie w masach wiążących typu zestalającego się, jak podano w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 297 601. Natomiast prefabrykowana, wstępnie nawilżana masa wiążąca typu wysychającego, jako wypełniacz, zawiera węglan wapnia lub gips.

W przypadku stosowania konwencjonalnych mas wiążących typu wysychającego, występują problemy związane z kurczeniem się masy, co z kolei powoduje trudności w wytworzeniu gładkich powierzchni ścian. Kurczenie się mas wiążących, przed ich wyschnięciem, stanowi istotny problem, jeśli drugą powłokę nakłada się na wcześniejszą powłokę, która nie jest do końca wysuszona. Powierzchnie pokryte lub wypełnione niekompletnie wyschniętą masą wiążącą stopniowo kurczą się, co może wystąpić nawet po wykończeniu i położeniu powłoki dekoracyjnej. W pewnych przypadkach, gdy kurczenie się jest nadmierne, może zachodzić potrzeba, aby wykonawca powtórzył część pracy, polegającą na ponownym wykończeniu i położeniu powłoki dekoracyjnej.

W celu ominięcia wad mas wiążących typu wysychającego, opracowano proszkowe masy wiążące typu zestalającego się, o stosunkowo małej kurczliwości. Te masy wiążące szybko zestalają się i twardnieją, przez co zmniejsza się czas potrzebny do wytworzenia suchej ściany gipsowej, a zatem, zmniejsza się koszt i czas potrzebny do wykończenia i ozdobienia powierzchni ścian.

W masach typu zestalającego się stosuje się półwodzian siarczanu wapnia (kalcynowany gips) jako podstawowy materiał wypełniający. Przygotowuje się suchą proszkową masę i gotową masę, przed użyciem, miesza się z wodą. Woda reaguje z półwodzianem siarczanu wapnia tworząc zestalony gips (dwuwodzian siarczanu wapnia). W takiej masie czas zestalania się jest zasadniczo krótszy niż czas wymagany do wyschnięcia typu wysychającego. Jednak masy wiążące typu zestalającego się mają tę wadę, że nie mogą być one wytwarzane jako prefabrykowane masy wiążące, ponieważ po zmieszaniu z wodą mają one jedynie bardzo krótki czas trwałości i nie mogą być przechowywane w warunkach wilgotnych.

Opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 661 161 ujawnia prefabrykowaną masę wiążącą typu zestalającego się. Ta masa stanowi dwuskładnikową kompozycję. Jednym ze składników jest wstępnie zmieszany komponent cementujący, zawierający nawilżony półwodzian siarczanu wapnia, konwencjonalne lepiszcza i zagęszczacze masy wiążącej, jak również inhibitor zestalania się, który stanowi połączenie składnika białkowego (utworzonego z tkanek zwierzęcych) i środka chelatującego (skutecznego w chelatowaniu jonów wapnia). Drugim składnikiem jest przyspieszacz, zawierający związek mający kation o wartości log K większej niż jony wapnia, taki jak związek zawierający jon żelazowy (na przykład siarczan żelazowy). Po zmieszaniu dwóch zasadniczych składników kompozycji, komponent cementujący uwadnia się po odpowiednim okresie, tworząc zestalony materiał, mający zadowalające właściwości masy wiążącej. Jednakże, ta prefabrykowana masa nie wykazuje odpowiedniej trwałości. Stwierdzono, że aktywność mieszanki inhibitora zestalania się w prefabrykowanym cementującym komponencie w miarę starzenia się degraduje się, powodując zestalanie się w opakowaniu komponentu cementującego bez dodawania przyspieszacza. Ponadto, jeśli prefabrykowany komponent cementujący starzeje się podczas przechowywania, czas zestalania się układu ulegał zasadniczemu, niekontrolowanemu i nieprzewidywalnemu skróceniu. A zatem, kompozycja ujawniona w opisie Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 661 161 nie nadaje się do handlu.

186 686

Celem wynalazku jest opracowanie prefabrykowanej masy wiążącej typu zestalającego się, która jest trwała przez co najmniej kilka miesięcy, natomiast po aktywacji przyspieszaczem ma stosunkowo krótki czas zestalania się, a ponadto, wykazuje niską kurczliwość po zastosowaniu. Celem wynalazku jest również opracowanie prefabrykowanej, cementującej kompozycji, przydatnej bądź jako masa wiążąca typu zestalającego się, jeśli zostanie zmieszana z przyspieszaczem, lub jako masa wiążąca typu wysychającego, jeśli zostanie użyta bez przyspieszacza.

Według wynalazku prefabrykowana kompozycja cementująca, zawierająca wypełniacz i wodę, charakteryzuje się tym, że jako wypełniacz zawiera półwodzian siarczanu wapniowego, w ilości 20 do 99% wagowych, w przeliczeniu na całkowitą zawartość składników stałych kompozycji, i ewentualnie węglan wapniowy, w ilości do 75% wagowych, a ponadto zawiera środek hamujący zestalanie, stanowiący bezwapniowy fosforan, w ilości 0,1 do 10% wagowych, oraz ewentualnie zawiera typowe składniki pomocnicze.

Korzystnie, środek hamujący zestalanie jest wybrany z heksametafosforanu cynkowego, tripolifosforanu potasowego, pirofosforanu tetrasodowego, tripolifosforanu sodowego, fosforanu monoamonowego i monozasadowego fosforanu potasowego, zaś zawartość środka hamującego zestalanie wynosi zwłaszcza od 0,1 do 1% wagowego, w przeliczeniu na całkowitą zawartość składników stałych kompozycji (tzn. nie licząc wody obecnej w kompozycji).

Ponadto, kompozycja może dodatkowo zawierać lepiszcze, w ilości 1 do 15%, oraz może zawierać zagęszczacz, w ilości 0,1 do 2%, w przeliczeniu na całkowitą zawartość składników stałych kompozycji.

Półwodzian siarczanu wapniowego, korzystnie, ma postać krystaliczną alfa lub postać krystaliczną beta.

Kompozycja cementowa, jako składnik dodatkowy, może również zawierać co najmniej 3%, a zwłaszcza 5 do 10%, niewrażliwego na wodę, ekspandowanego perlitu.

Korzystnie, kompozycja zawiera od 0,01% do 5% wagowych suchego włókna wzmacniającego.

Korzystnie, kompozycja cementowa zawiera komponent przyspieszający zestalenie kompozycji, w ilości 2,5 części wagowych na 100 części wagowych kompozycji, przy czym ten komponent zawiera związek mający kation o wartości log K większej niż jony wapnia.

Korzystnie, kompozycja zawiera siarczan cynkowy, jako komponent przyspieszający, oraz zawiera pirofosforan tetrasodowy, jako środek hamujący zestalanie.

Kompozycja według wynalazku, może nie zawierać dodatkowego wypełniacza, takiego jak węglan wapnia. W tym przypadku zawartość węglanu wynosi 0%, a kompozycja zawiera jako wypełniacz tylko półwodzian siarczanu wapniowego. Alternatywnie, jak wyżej podano, zawartość węglanu wapnia może wynosić do 75%.

Celem zapewnienia lekkości kompozycji, jako składnik dodatkowy stosuje się powyżej wymieniony perlit, zwłaszcza perlit obrobiony materiałem powodującym jego niewrażliwość wobec wody.

Nieoczekiwanie stwierdzono, że kompozycja według wynalazku (tj. cementująca kompozycja typu zestalającego się) może być przechowywana w stanie prefabrykowanym (wstępnie wymieszanym z wodą), zaś po wprowadzeniu do niej przyspieszacza, w sposób powtarzalny może być doprowadzona do zestalenia się i stwardnienia w przewidywalnym czasie. Kompozycja według wynalazku, zawierająca półwodzian siarczanu wapnia jako podstawowy materiał wypełniający, może być wstępnie mieszana z wodą i pewnymi bezwapniowymi dodatkami fosforanowymi, które zapobiegają działaniu zestalającemu w obecności wody. Przyspieszacz może być dodany do prefabrykowanej bazy cementującej w celu zapoczątkowania działania zestalającego, lub prefabrykowana kompozycja cementująca może być użyta jako masa wiążąca typu wysychającego bez dodawania przyspieszacza.

Prefabrykowane, cementujące kompozycje według wynalazku są przydatne jako masy do wykańczania szczelin pomiędzy gipsowymi, suchymi płytami ściennymi, masy przeciwogniowe, zdobnicze i odlewane tynki, szybkoschnące masy i tynkowe powłoki bazowe i wykańczające (łącznie z wykańczaniem okleinowym), itp. Prefabrykowane, cementujące kompo186 686 zycje, jeśli sporządzone jako masy wiążące, mogą być również stosowane jako masy wiążące typu wysychającego bez dodawania przyspieszacza.

Dzięki niskiej kurczliwości kompozycja według wynalazku może być stosowana do wykańczania spoin pomiędzy stykającymi się płytami ściennymi.

Cementująca kompozycja jest trwała w stanie prefabrykowanym (wstępnie wymieszanym z wodą) dzięki obecności dodatku opóźniającego zestalanie. Środek hamujący zestalanie o długim czasie działania, utrzymuje prefabrykowaną, cementującą bazę w stanie nie zestalonym, podczas gdy obecność wody normalnie spowodowałaby zestalenie wypełniacza (tj. zestalenie półwodzianu siarczanu wapnia). Nieoczekiwanie stwierdzono, że dodatkami pozwalającymi na zapewnienia długiego czasu działania opóźniającego w prefabrykowanych kompozycjach cementujących, sąbezwapniowe fosforany.

W szczególności stwierdzono, że długi czas działania opóźniającego zapewniają (1) heksametafosforan cynku, i (2) tripolifosforan potasu, a najdłuższe działanie opóźniające zestalanie zapewnia (3) pirofosforan tetrasodowy. Do innych skutecznych opóźniaczy należą (4) tripolifosforan sodowy, fosforan monoamonowy i (6) monozasadowy fosforan potasowy.

Na ogół działanie opóźniające zestalanie się zapewnia dodatek fosforanowy na niskim poziomie, w ilościach mieszczących się w zakresie od 0,1 do 10% wagowych w stosunku do całej kompozycji, nie licząc wody.

Jak zaznaczono wyżej, zasadniczym składnikiem w cementującej kompozycji bazowej jest wypełniacz, w postaci półwodzianu siarczanu wapnia. Składnik ten umożliwia kompozycji działanie jako masa typu zestalającego się. Stwierdzono, że krystaliczna postać alfa półwodzianu siarczanu wapnia jest korzystna dla długiego utrzymywania nie zestalonej, prefabrykowanej kompozycji, zawierającej bezwapniowe fosforany. Na ogół co najmniej około dwadzieścia procent (20%) wagowych niezwilżonej, cementującej kompozycji bazowej stanowi półwodny siarczan wapnia, którego zawartość może sięgać do około dziewięćdziesiąt dziewięć (99%) wagowych. Ponadto jako wypełniacz może być również obecny węglan wapnia. Węglan wapnia może być obecny w ilościach sięgających około siedemdziesiąt pięć procent (75%) wagowych niezwilżonej, cementującej kompozycji bazowej.

Podczas preparowania cementującej kompozycji bazowej jako masy wiążącej, do kompozycji mogą być wprowadzane konwencjonalne składniki mas wiążących. Lepiszcze w postaci lateksowej emulsji jest ważnym składnikiem, dobrze znanym specjalistom w zakresie techniki mas wiążących. Może być użyte dowolne, konwencjonalne lepiszcze lateksowe, przy czym korzystne są emulsje octanu poliwinylu i octanu poliwinylowo-etylenowe. Na ogół, jeśli występuje, ilość lepiszcza lateksowego wynosi od około 1% do 15% wagowych kompozycji przed dodaniem wody.

Na ogół korzystne jest, jeśli cementująca kompozycja bazowa użyta jest jako masa wiążąca, zawiera niewielką ilość zagęszczacza celulozowego. W masach wiążących według wynalazku mogą być stosowane konwencjonalne zagęszczacze celulozowe, jak na przykład etylohydroksy-celuloza, hydroksypropylo-metyloceluloza, metylohydroksy-propyloceluloza i hydroksyetylo-celuloza. Ilość zagęszczacza celulozowego, jeśli jest obecny, może stanowić od około 0,1 do około 2% wagowych całości składników kompozycji (nie licząc wody dodanej do wytworzenia prefabrykowanej masy).

Masa wiążąca według wynalazku, może również zawierać środek niewyrównujący taki jak glinka atapulgitowa. Ten składnik zapewnia niewyrównany poślizg i retencję wody, który dawniej zapewniał azbest. Stwierdzono, że glinka atapulgitowa daje masę mającą dobre właściwości robocze. Na ogół ilość środka niewyrównającego, jeśli jest obecny, stanowi od około 1% do około 10% wagowych kompozycji bazowej przed dodaniem wody.

W masie wiążącej mogą być stosowane inne glinki takie jak sepiolit, bentonit i montmorylonit.

Konwencjonalne prefabrykowane masy wiążące zawierają często mikę, talk serycyt w celu nadania odporności na pękanie podczas suszenia. Składniki takie mogą być pominięte w masach wiążących według wynalazku, które mają doskonałą odporność na pękanie bez użycia miki lub talku, jakkolwiek może być pożądane wprowadzenie do preparatu niewielkich ilości miki lub talku w celu zapewnienia lepszego poślizgu i podatności na obróbkę. Jeśli sto6

186 686 suje się w masach wiążących według wynalazku, mika lub talk mogą stanowić pomiędzy około 2% i około 15% wagowych kompozycji przed dodaniem wody.

Korzystne jest aby prefabrykowane masy wiążące według wynalazku miały wartość pH w zakresie 7-8. W pewnych przypadkach może być konieczne stosowanie dodatku, takiego jak kwas cytrynowy, w celu obniżenia wartości pH. Na ogół dodatek ograniczający wartość pH może być obecny w ilościach mieszczących się w zakresie 0,1-1% wagowego składu masy wiążącej.

Do często stosowanych składników dodatkowych należą środki konserwujące, środki zwilżające, środki przeciw pienieniu i plastyfikatory. Składniki te, jeśli są obecne, stosuje się również w niewielkich ilościach, generalnie, stanowiących od około 0,05% do około 1 % wagowego kompozycji przed dodaniem wody.

Jeśli potrzebna jest porowata prefabrykowana masa wiążąca, właściwości porowate można zapewnić przez wprowadzenie do preparatu specjalnie obrabianego ekspandowanego perlitu zgodnie z ujawnieniem patentu Stanów Zjednoczonych nr 4 454 267.

W stanie techniki dobrze wiadomo, że korzystne jest aby ekspandowany perlit, jeśli ma być wprowadzony do masy wiążącej, miał wielkość cząstek, które przechodzą przez sito 100 mesh.

Dla prefabrykowanej masy wiążącej ekspandowany perlit korzystnie poddawany jest obróbce czyniącej go niewrażliwym wobec wody. Istnieje szereg sposobów czyniących ekspandowany perlit niewrażliwym wobec wody, z których jeden ujawniony jest w patencie Stanów Zjednoczonych nr 4 525 388. Korzystną metodąjest obróbka ekspandowanego perlitu związkiem silikonowym lub silanowym, ale mogą być stosowane inne materiały, aby uczynić go niewrażliwym wobec wody. Specjalnie obrabiany ekspandowany perlit jest dostępny w handlu od takich dostawców jak Silbrico Corporation.

Dla osiągnięcia pożądanych właściwości porowatości, obrabiany ekspandowany perlit powinien być obecny w prefabrykowanej masie cementującej w ilościach co najmniej 3% wagowych wszystkich składników, z wyłączeniem wody. Jest szczególnie korzystne aby obrabiany ekspandowany perlit był obecny w masie wiążącej w ilościach pomiędzy około 5% i około 10% wszystkich składników, z wyłączeniem wody.

Prefabrykowana kompozycja cementująca według niniejszego wynalazku jest zdolna do działania jako masa wiążąca typu zestalającego się po zaktywowaniu przez przyspieszacz, który inicjuje działanie zestalające. Przyspieszacz niweluje działanie fosforanowego dodatku hamującego i umożliwia zestalenie się pólwodzianu wapnia. Odpowiednimi materiałami przyspieszającymi są związki mające kationy, które mają wyższa wartość log K niż wapń. W tabeli I wyliczono szereg jonów metali w kolejności ich wartości log K, mierzonej z użyciem jako środka chelatującego dla jonów wapnia kwasu dietyleno-triamino-pentaoctowego.

Tabela I

Jon metalu	Wartość log K
Żelazowy	28,6
Rtęciowy	26,7
Miedziowy	21,03
Niklowy	20,21
Kobaltowy	19,0
Kadmowy	18,93
Ołowiowy	18,87
Cynkowy	18,14
Żelazawy	16,66
Glinowy	16,0

186 686

Manganowy

Wapniowy

15,11

10,63

Znaleziono szereg materiałów, które będą inicjowały zestalanie się prefabrykowanych kompozycji cementujących, które zostały ustabilizowane fosforanowym środkiem hamującym. Stwierdzono, że siarczan cynku jest najlepszym materiałem do stosowania jako przyspieszacz w kompozycjach cementujących według niniejszego wynalazku. Pewne materiały, które mają wysokie wartości log K i kwalifikują się jako przyspieszacze, mogą szkodliwie wpływać na właściwości przyspieszanych mieszanin i dlatego nie są korzystne. Tymi szkodliwymi działaniami mogą być słaba trwałość wymiarów, brak wiązania, wydzielanie wilgoci i zwiększona lepkość. Siarczan glinu jest przyspieszaczem, który nie jest korzystny dzięki takim szkodliwym oddziaływaniom jeśli stosuje się go do przyspieszania preparatów zawierających węglan wapnia. Przyspieszacze zawierające jony żelazawe nie są również do rekomendowania ze względu na plamienie gotowych ścian i sufitów, jeśli zastosowano masy wiążące, zawierające takie jony. Może być pożądane wprowadzenie pigmentu wraz z komponentem przyspieszającym w celu zapewnienia wizualnej indykacji jednorodnego wymieszania przyspieszacza z prefabrykowaną kompozycją cementującą. Korzystną mieszankę przyspieszającą stanowi 95% wagowych siarczanu cynku i 5% czerwonego tlenku żelaza.

Zaobserwowano też, że preparowana kompozycja cementująca, jeśli stosuje się ją bez dodatku przyspieszacza będzie działać jako masa wiążąca typu wysychającego. Ponadto prefabrykowane kompozycje cementujące według niniejszego wynalazku przydatne są w różnych zastosowaniach, obejmujących, ale nie ograniczonych do nich, masy wiążące do wykańczania szczelin pomiędzy gipsowymi panelami suchych ścian, masy przeciwogniowe, tynki ozdobne i odlewane, tynki formowane, szybkoschnące masy i bazowe powlekające i wykańczające tynki (łącznie z wykańczaniem okleinowym), po zmieszaniu z odpowiednimi dodatkowymi składnikami.

Przy stosowaniu jako masy przeciwogniowe, korzystne jest wprowadzenie do kompozycji włókien wzmacniających, takich jak włókna celulozowe. Włókno wzmacniające stanowi na ogół od około 0,01% do około 5% suchej masy kompozycji.

Prefabrykowane kompozycje cementujące według niniejszego wynalazku mogą zawierać następujące składniki:

Tabela II

Składnik

Ilość (% wagowy)

Wypełniacz:

Półwodzian siarczanu wapnia Węglan wapnia

20-90

0-75

Lepiszcze: (w miarę potrzeby) Emulsja lateksowa

1-15

Środek niewyrównujący:

(w miarę potrzeby)

Glinka atapulgitowa

1-10

Zagęszczacz: (w miarę potrzeby) Materiał celulozowy

Środek hamujący:

Związek fosforowy

Środki konserwujące

0,1-2

0,1-10 0,05-1

186 686

Składnik spulchniający (w miarę potrzeby)

Obrabiany, ekspandowany perlit 3-25

Woda według potrzeby

Prefabrykowana kompozycja cementująca może być wytworzona przez wprowadzenie mieszaniny materiałów wypełniających, środków spulchniających, w miarę potrzeby, zagęszczacza, środka niewyrównującego i dodatku hamującego do mieszalnika zawierającego wodę, lepiszcze lateksowe i środki konserwujące. Mieszaninę można mieszać do ujednolicenia po czym pakuje się do pojemników plastykowych. Dla pewnych mas wiążących szczególnie takich które nie zawierają składnika spulchniającego, może być pożądane poddanie mieszanej mieszaniny działaniu próżni przed pakowaniem. Na ogół dodaje się tyle wody do kompozycji aby zapewnić końcową lepkość Brabendera około 300 - 600 BU, mierzoną w temperaturze pokojowej (około 25°C) stosując 250 centymetr-gramową głowicę skrętną przy szybkości wrzeciona 75-78 obr/min.

Stosownie do wymagań 35 U.S.C. 112, następujące przykłady wykonania ujawniają najlepszy sposób wykonania wynalazku aktualnie znany twórcom. W tych przykładach wykonania do określania czasu zestalania się zastosowano 32 kanałowy rejestrator Molytek Data Acąuisition System Product. Instrument Molytek wykreśla temperaturę w stosunku do czasu. Jako zestalenie masy wiążącej według Molytek uważa się maksymalny wzrost temperatury. Skurcz i test na pękanie 0,32 cm przeprowadzano zgodnie z ASTM C474. Przyspieszaczem użytym w przykładach wykonania była mieszanka 95% siarczanu cynku i 5% czerwonego tlenku żelaza. Ponieważ w technice mas wiążących dobrze wiadomo, że masy typu zestalającego się mają dobre właściwości skurczu i odporność na pękanie, testów tych nie przeprowadzano z masami typu zestalającego się.

Przykład 1

Prefabrykowaną, lekką masę wiążącą typu zestalającego się wytworzono z użyciem korzystnego środka hamującego - pirofosforanu tetrasodowego (TSPP) i korzystnego przyspieszacza z siarczanem cynku. Komponent cementujący wytworzono według następującej receptury:

Składnik	ZawaZaść (gramy)	Na sucho % wagowy
Półwodzian siarczanu wapnia (alfa)	996,8	66,45
Wypełniacz-węglan wapnia	225	15
Glinka atapulgitowa	Ί‘5	5
Zagęszczacz-hydroksypropylo-celuloza (Methocel 250S)	5,25	0,35
Przykład 2 Inną prefabrykowaną, lekką masę wiążącą typu zestalającego się wytworzono stosując jako środek hamujący heksametafosforan cynku i korzystny przyspieszacz z siarczanem cynku. Składniki i ilości były dokładnie takie same jak w przykładzie 1, z tą różnicą, że środek

hamujący TSPP zastąpiono 6 gramami heksametafosforanu cynku. Użyta końcowa ilość wody wynosiła 815 centymetrów sześciennych, dając końcowa lepkość Brabendera (z zatyczką) 500 BU. Kompozycję mieszano do stanu jednorodnego, a następnie zapakowano do plastykowego pojemnika do przechowywania.

Starzenie kompozycji prowadzono w temperaturze pokojowej. Po 175 dniach kompozycja nie zestaliła się.

Część kompozycji testowano jako masę wiążącą typu wysychającego, bez stosowania przyspieszacza. W teście na pękanie 0,32 cm wystąpiły jedynie lekkie ślady pęknięć. W teście skurczu wystąpił skurcz 22,3%.

186 686

Dwie 100 gramowe porcje kompozycji testowano jako masę wiążącą typu zestalającego się stosując proszkowy przyspieszacz z siarczanem cynku. 2,5 grama mieszanki przyspieszacza dodano do jednej porcji, która zestaliła się (Molytek) w ciągu 57 minut, ale kompozycja była jakby ciężka podczas mieszania z przyspieszaczem. 1,5 grama mieszanki przyspieszacza dodano do innej 100 gramowej porcji, która zestaliła się (Molytek) w ciągu 92 minut, przy czym kompozycja była jakby ciężka podczas mieszania.

Przykład 3

Prefabrykowaną, lekką, masę wiążącą typu zestalającego się wytworzono, stosując tripolifosforan sodowy jako środek hamujący i korzystny przyspieszacz z siarczanem cynku. Składniki i ilości były takie same jak w przykładach 1 i 2, z tą różnicą. że jako środek hamujący zastosowano 6 gramów tripolifosforanu sodowego. Całkowita ilość użytej wody wynosiła 900 centymetrów sześciennych, dając końcową lepkość Brabendera (z zatyczką) 325 BU. Kompozycję mieszano do stanu jednorodnego, a następnie zapakowano do plastykowego pojemnika do przechowywania.

Część kompozycji testowano jako masę wiążącą typu wysychającego bez stosowania przyspieszacza. W teście na pękanie 0,32 cm wystąpiły jedynie lekkie ślady pęknięć. W teście skurczu wystąpił skurcz 24,2%.

Dwie, 100 gramowe porcje kompozycji testowano jako masę wiążącą typu zestalającego się stosując przyspieszacz proszkowy z siarczanem cynku. 2,5 grama mieszanki przyspieszacza dodano do jednej porcji, która zestaliła się (Molytek) w ciągu 64 minut, ale kompozycja była jakby ciężka podczas mieszania z siarczanem cynku. 1,5 grama mieszanki przyspieszacza dodano do innej 100 gramowej porcji, która zestaliła się (Molytek) wciągu 113 minut, a kompozycja pozostawała jednorodna i kremowała podczas mieszania z siarczanem cynku.

Przykład 4

Prefabrykowaną, lekką masę wiążącą typu zestalającego się wytworzono stosując jako środek hamujący tripolifosforan potasowy i korzystny przyspieszacz z siarczanem cynku. Składniki i ilości były takie same jak w przykładach 1-3, z tą różnicą, że jako środek hamujący zastosowano 6 gramów tripolifosforanu potasu. Całkowita ilość użytej wody wynosiła 875 centymetrów sześciennych dając końcową lepkość Brabendera (z zatyczką) 480 BU. Kompozycję mieszano do stanu jednorodnego i następnie zapakowano do plastykowego pojemnika do przechowywania.

Część kompozycji testowano jako masę wiążącą typu wysychającego bez stosowania przyspieszacza. W teście na pękanie 0,32 cm wystąpiły jedynie lekkie ślady pęknięć. W teście skurczu wystąpił skurcz 23%.

Dwie, 100 gramowe porcje kompozycji testowano jako masy wiążące typu zestalającego się stosując proszkowy przyspieszacz z siarczanem cynku. 2,5 grama mieszanki przyspieszacza zmieszano z jedną porcją która zestaliła się (Molytek) wciągu 68 minut, a kompozycja pozostawała jednorodna i kremowata podczas mieszania z siarczanem cynku. 1,5 grama mieszanki przyspieszacza dodano do innej 100 gramowej porcji, która zestaliła się wciągu 93 minut, równie łatwo mieszając się z mieszanką przyspieszacza.

Przykład 5

Prefabrykowaną, lekką masę wiążącą typu zestalającego się wytworzono stosując jako środek hamujący fosforan monoamonowy i korzystny przyspieszacz z siarczanem cynku. Składniki i ilości były takie same jak w przykładach 1-4, z tą różnicą, że jako środek hamujący zastosowano 6 gramów fosforanu monoamonowego. Całkowita ilość użytej wody wynosiła 800 centymetrów sześciennych, dając końcową lepkość Brabendera (z zatyczką) 510 BU. Kompozycję mieszano do stanu jednorodnego i następnie zapakowano do plastykowego pojemnika do przechowywania. Starzenie kompozycji prowadzono w temperaturze pokojowej. Po 175 dniach kompozycja nie zestaliła się.

186 686

Część kompozycji testowano jako masę wiążącą typu wysychającego bez stosowania przyspieszacza. W teście na pękanie jednej 0,32 cm wystąpiły jedynie lekkie ślady pęknięć. W teście skurczu wystąpił skurcz 21,7%.

Dwie 100 gramowe porcje kompozycji testowano jako masy wiążące typu zestalającego się stosując przyspieszacz proszkowy z siarczanem cynku. 2,5 grama mieszanki przyspieszacza zmieszano z jedną porcją, która zestaliła się (Molytek) wciągu 34 minut, a kompozycja była ekstremalnie ciężka podczas mieszania z siarczanem cynku. 1,5 grama mieszanki przyspieszacza zmieszano z inną 100 gramową porcją która zestaliła się (Molytek) wciągu 37 minut, a kompozycja była ciężka i lepka podczas mieszania.

Przykład 6

Dwie prefabrykowane, lekkie masy wiążące typu zestalającego się wytworzono stosując jako środki hamujące trójzasadowy fosforan wapnia w jednej masie, i dwuzasadowy fosforan wapnia w drugiej masie. Składniki i ilości były takie same jak w przykładach 1-5, z tą różnicą że w masach jako środek hamujący użyto 6 gramów fosforanu wapnia. Całkowita ilość użytej wody wynosiła 800 centymetrów sześciennych. Obie masy wiążące w temperaturze pokojowej zestaliły się w czasie krótszym niż 16 godzin, a test przerwano.

Przykład 7

Prefabrykowaną, lekką masę wiążącą typu zestalającego się stosując jako środek hamujący monozasadowy fosforan potasu i korzystny przyspieszacz z siarczanem cynku. Składniki i ilości były takie same jak w przykładach 1 - 6, z tą różnicą że jako środek hamujący zastosowano 6 gramów monozasadowego fosforanu potasu. Całkowita ilość użytej wody wynosiła 800 centymetrów sześciennych, dając końcową lepkość Brabendera (z zatyczką) 485 BU. Kompozycję mieszano do stanu jednorodnego, a następnie zapakowano do plastykowego pojemnika do przechowywania.

Część kompozycji testowano jako masę wiążącą typu wysychającego bez stosowania przyspieszacza. W teście na pękanie 0,32 cm wystąpiły jedynie lekkie ślady pęknięć. W teście skurczu wystąpił skurcz 20,6%.

Dwie 100 gramowe porcje kompozycji testowano jako masy wiążące typu zestalającego się stojąc przyspieszacz proszkowy z siarczanem cynku. 2,5 grama mieszanki przyspieszacza zmieszano z jedną porcją która zestaliła się (Molytek) w ciągu 32 minut, a kompozycja była ekstremalnie ciężka podczas mieszania z siarczanem cynku. 1,,5 grama mies/zmki przyspieszacza zmieszano z inną 100 gramową porcją która zestaliła się (Molytek) w ciągi 35 minut, a kompozycja była ciężka i lepka podczas mieszania.

Przykład 8

Wytworzono próbną na skalę produkcyjną partię prefabrykowanej, lekkiej masy wiążącej typu zestalającego się stosując następującą recepturę:

Surowiec Ilość (kg)

Półwodzian siarczanu wapnia (alfa) 306

Wypełniacz-węglan wapnia 68

Glinka atapulgitowa 22,7

Zagęszczacz-hydroksypropylo-metyloceluloza 1,6

Obrabiany ekspandowany perlit (Silbrico 43-23) 39

Środek hamujący-pirofosforan tetrasidowy 1,8

Kwas cytrynowy 0,45

Lepiszcze-polimer etylen-octan winylu (55% stałych) 45,4

Środek grzybobójczy (Fungitrol 158) 0,45

Środek bakteriobójczy (Nuosept 91) 0,45

Woda 280

Surowce odważano oddzielnie i mieszano z wodą w horyzontalnym, łopatkowym mieszalniku szybowym do stanu jednorodnego zdyspergowania. W próbie tej użyto na początku 189 litrów wody, a dalsze 24 litry wody dodawano okresowo do korygowania lepkości. Końcowa lepkość mieszaniny Brabendera (z zatyczką) wynosiła 260 BU. Gotową mieszaninę

186 686 zapakowano do pojemników, przy czym po 12 miesięcznym przechowywaniu w temperaturze pokojowej, kompozycja nie zestaliła się.

Gramowe próbki gotowej mieszanki testowano na czas zestalania się (Molytek) przed przechowywaniem, stosując zmienne ilości mieszanki przyspieszacza z siarczanem cynku. Wyniki były następujące:

Przyspieszacz Czas zetaalania się

Ilość (g) Molthek (n^int^ty)

2.5 39

2,0 44

1.5 62

1,0 93

Po kilku dniach przechowywania, badano właściwości części kompozycji w zastosowaniu jej jako nieprzyspieszana masa wiążąca. Mieszanka miała nadal niską lepkość (260 BU). Po nałożeniu 25,4 centymetrowym nożem, masa wiążąca wykazywała miękkie, wilgotne smarowanie, ale bez problemów płynięcia.

Przykład 9

Według niniejszego wynalazku wytworzono kompozycję przydatną jako materiał przeciwogniowy o następującej recepturze:

Surowiec Zawartość (kg)

Półwodzian siarczanu wapnia (alfa) 330

Wypełniacz-węglan wapnia 68!

Glinka atapulgitowa 722,1

Lepiszcze-polimer etylen-octan winylu (55% stałych) 4I>,,)

Zagęszczacz-hydroksypropylo-metylo-celuloza 1,6

Kwas cytrynowy 0,45

Obrabiany ekspandowany perlit (Silbrico 35-23) 33

Środek hamujący-pirofosforan tetrasodowy 1,1

Środek bakteriobójczy (Nuosept 91) 0,45

Środek grzybobójczy (Fungitrol 158) 0,,)5

Woda 246

Tę przeciwogniową masę poddano testowi ogniowemu według ASTM E 814, który to test ona przeszła.

Przykład 10

Wytworzono kompozycję masy wiążącej według niniejszego wynalazku, stosując następującą recepturę:

Surowiec	Ilość (gramy)	Na sucho % wagowy
Półwodzian siarczanu wapnia (alfa)	987,8	65,85
Wypełniacz-węglan wapnia	225	1750)
Glinka atapulgitowa	775	5^
Zagęszczacz-hydroksypropylo-metylo-celuloza	5,25	0,35
Obrabiany ekspandowany perlit (Silbriko 35-23)	110	7,7
Środek hamujący-TSPP	11	1,1
Kwas cytrynowy	U5	0011
Lepiszcze-polimer etylen-octan winylu (55% saafych)	110	5,50
Środek grzybobójczy (Fungitrol 158)	1,5	0,10
Środek bakteriobójczy (Nuosept 91)	1,5	0,10

186 686

Wyżej wymienione składniki wprowadzono do mieszalnika zawierającego wodę, polimerowe lepiszcze oraz środki grzybobójczy i bakteriobójczy. Końcowa ilość wody wynosiła 960 centymetrów sześciennych, dając gotową lepkość Brabendera (z zatyczką) 460. Mieszaninę mieszano do stanu jednorodnego, a następnie zapakowano do plastykowego pojemnika do przechowywania. Po czterech tygodniach kompozycja nie zestaliła się.

Część kompozycji testowano jako masę wiążącą typu wysychającego bez stosowania przyspieszacza. Kompozycja miała gęstość wstanie wilgotnym 1,29 grama na centymetr sześcienny. W teście na pękanie 0,32 cm wystąpiły jedynie nikłe ślady pęknięć. W teście skurczu wystąpił skurcz 19,1%. Jej właściwości aplikacyjne były dość ciężkie, ze słabym rozsmarowywaniem, ale miała lekki kształt i dawała dobre krawędzie.

Dwie, 100 gramowe porcje kompozycji testowano jako masy wiążące typu zestalającego się, stosując przyspieszacz proszkowy z siarczanem cynku. 2 gramy mieszanki przyspieszacza dodano do jednej porcji, która zestaliła się (Molytek) w ciągu 37 minut, ale kompozycja była ciężka podczas mieszania. 1 gram mieszanki przyspieszacza dodano do innej 100 gramowej porcji, która zestaliła się (Molytek) w ciągu 83 minut, a kompozycja pozostała jednorodna podczas mieszania z siarczanem cynku.

Przykład 11

Wytworzono masę wiążącą o standardowej gęstości (nie spulchnianą) stosując następującą recepturę:

Surowiec	Ilość (gramy)	Na sucho % wagowy
Półwodzian siarczanu wapnia (alfa)	1269	633,4
Wypełniacz-węglan wapnia	300	15,0
Mika	200	10,0
Glinka atapulgitowa	100	5,0
Zagęszczacz-hydroksypropylo-metylo-celuloza	7	0,35
Środek hamujący TSPP	8	0,40
Kwas cytrynowy	2	0,10
Lepiszcze-polimer etylen-octan winylu (55% stałych)	200	5,5
Środek grzybobójczy (Fungitrol 158)	2	0,10
Środek bakteriobójczy (Nuosept 91)	2	0,10

Suche składniki wprowadzono do mieszalnika zawierającego wodę, lepiszcze polimerowe oraz środek grzybobójczy i bakteriobójczy. Końcowa zawartość wody wynosiła 900 centymetrów sześciennych, dając lepkość Brabendera (z zatyczką) w gotowym produkcie 530. Mieszaninę mieszano do stanu jednorodnego, a następnie zapakowano do plastykowego pojemnika do przechowywania. Po czterech tygodniach kompozycja nie zestaliła się.

Część kompozycji testowano jako masę wiążącą typu wysychającego bez stosowania przyspieszacza. Kompozycja miała gęstość wstanie wilgotnym 1,58 grama na centymetr sześcienny. W teście na pękanie 0,32 cm wystąpiły umiarkowane szczeliny i ślady pęknięć. W teście skurczu wystąpił skurcz 25,9%. Dała ona łagodne, wilgotne maślane rozsmarowywanie przy nakładaniu na połączenia płyt ściennych.

Trzy, 100 gramowe porcje kompozycji testowano jako masy wiążące typu zestalającego się, stosując mieszankę przyspieszacza z siarczanem cynku. 2 gramy mieszanki przyspieszacza dodano do jednej porcji, która zestaliła się (Molytek) w ciągu 67 minut, ale kompozycja była jakby ciężka podczas mieszania. 1,5 grama mieszanki przyspieszacza dodano do innej 100 gramowej porcji, która zestaliła się (Molytek) wciągu 99 minut, a kompozycja pozostawała miękka podczas mieszania. 1 gram mieszanki przyspieszacza dodano do trzeciej 100 gramowej porcji, która zestaliła się (Molytek) w ciągu 181 minut, a i ta kompozycja również pozostała miękka podczas mieszania.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

I. Prefabrykowana kompozycja cementująca, zawierająca wypełniacz i wodę, znamienna tym, że jako wypełniacz zawiera półwodzian siarczanu wapniowego, w ilości 20 do 99% wagowych, w przeliczeniu na całkowitą zawartość składników stałych kompozycji, i ewentualnie węglan wapniowy, w ilości do 75% wagowych, a ponadto zawiera środek hamujący zestalanie, stanowiący bezwapniowy fosforan, w ilości 0,1 do 10% wagowych, oraz ewentualnie zawiera typowe składniki pomocnicze.

~
2. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że środek hamujący zestalanie jest wybrany z heksametafosforanu cynkowego, tripolifosforanu potasowego, pirofosforanu tetrasodowego, tripolifosforanu sodowego, fosforanu monoamonowego i monozasadowego fosforanu potasowego.
3. Kompozycja według zastrz. 2, znamienna tym, że zawartość środka hamującego zestalanie wynosi od 0,1 do 1% wagowego, w przeliczeniu na całkowitą zawartość składników stałych kompozycji.
4. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera lepiszcze, w ilości 1 do 15%, oraz zawiera zagęszczacz, w ilości 0,1 do 2%, w przeliczeniu na całkowitą zawartość składników stałych kompozycji.
5. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że półwodzian siarczanu wapniowego ma postać krystaliczną alfa.
6. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że półwodzian siarczanu wapniowego ma postać krystaliczną beta.
7. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera co najmniej 3%, a zwłaszcza 5 do 10%, niewrażliwego na wodę, ekspandowanego perlitu.
8. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera od 0,01% do 5% wagowych suchego włókna wzmacniającego.
9. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera komponent przyspieszający zestalenie kompozycji, w ilości 2,5 części wagowych na 100 części wagowych kompozycji, przy czym ten komponent zawiera związek mający kation o wartości log K większej niż jony wapnia.
10. Kompozycja według zastrz. 9, znamienna tym, że komponent przyspieszający zawiera siarczan cynkowy.

II. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że jako środek hamujący zestalanie zawiera pirofosforan tetrasodowy.