DE1571449A1 - Moertelmassen - Google Patents

Description

Esso Res. and Eng. Co,

Beschreibung

Esso Research and Engineering Company Elizabeth, New Jersey, V.St.A.

Mörtelmassen

PUr diese Anmeldung wird die Priorität vom 14.April I965 aus der amerikanischen Patentanmeldung Ser.No. 448 174 in Anspruch genommen.

Die vorliegende Erfindung betrifft :Mörtelmassen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine verbesserte Mörtelmasse mit einem geringen Gehalt an Methylcellulose, Ganz besonders betrifft die Erfindung eine Mörtelmasse mit einem Gehalt an Methylcellulose zur Verwendung bei Bauteilen, die einen organischen Bestandteil enthalten, beispielsweise Bauelementen aus einem Gemisch aus Asphalt und Boden, das wärmegebunden wurde, wobei die Natur des Asphalts verändert wurde.

Ee ist ein Problem in der Technik, dass die bekannten Mörtel keine wirksamen Bindemittel für Bauelemente sind, die einen

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hohen Prozentsatz an organischem mit Wasser unverträglichem Material enthalten. Bauelemente mit einem Gehalt von nur 3 oder 4 Gew.# Asphaltmaterial sind so wasserabstossend, dass sie die Bindekraft von normalen Üblichen Mörteln stark herabsetzen. Die üblichen Mörtel werden natürlich im allgemeinen mit Wasser vermischt. Mörtel, bei denen organische Lösungsmittel verwendet werden, sind recht teuer und werden im Baugewerbe wenig verwendet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung neuer vorteilhafter Mörtelmassen.

Es wurde überraschenderweise gefunden« dass bekannte Mörtel auf Wasserbasis, die eine Polymeremulsion enthalten, zu sehr wirksamen Bindemitteln für Bauelemente, die 35-20 Gew.% Asphalt, vermischt mit einem Füllstoff, enthalten, gemacht werden können. Die Erfindung bezieht sich darauf, dass gefunden wurde, dass durch die Zugabe von 0,01 - 0,lp5 Gew.^ eines Cellulosederivate zu Polymeremulsionen enthaltenden Zementmörtelmassen die Bindefestigkeit der Mörtel an dem Bauelement stark erhöht wird. Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, 0,03 - 0,1 Gew,# Cellulosederivat in der Mörtelmasse zu verwenden.

Zu Cellulosederivaten, die bei Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, gehören Methyloellulose, Hydroxypropylmethyloellulose, Hydroxyäthyloellulose, Carboxymethylcellulose oder Stärke.

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Bsi der Durchführung der Erfindung können verschiedene polymerväinulsion »modifizierte Mörtelmassen verwendet werden, d.h. Mörtel, die ein Gemisch von Zement, Füllstoffen, wie ■ z.B. Talkum, Flugasche, Kalk oder Kalkstein, Wasser, Sand und einen Polymerlatex, z.B. Latices von Vinyliden-Vinylchlorid-Acryl-Terpolymeren, Styrol-Butadien-Copolymeren, Polyvinylidenchlorid "oder Asrylat-Styrol-Asrylsäure-Terpolymeren oder anderen Emulsionen auf Acrylbasis-, enthalten.

Die Wirkung der Zugabe der Cellulosederivate zu den eine Polymereniulsion enthaltenden Mörteln ist in den Fig. 1 und 2 gezeigt.

Fig. 1 ist eine graphische Darstellung eines Vergleichs der Trockenbindefestigkeit von Mörteln mit und ohne geringe ,Mengen an Methylcellulose. In Fig. 1 sind zu Vergleichszwecken die Konzentration an Polymeremulsion im Mörtel gegenüber der Trockenbindefestigkeit des fertigen Mörtels, der einmal mit Methy!cellulose modifiziert und einmal unmodifiziert ist, aufgetragen. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass eine Zugabe von kleinen Mengen von Methylcellulose zu dem Mörtel dessen Bindefestigkeit wesentlich erhöht.

Fig. 2 ist eine graphische Darstellung zum Vergleich der Nassbindefestigkeit von Mörteln mit und ohne Zugabe geringer Mengen an Methylcellulose. Es ist ein direkter Vergleich der Konzentration der Emulsion, die in dem Mörtel enthalten ist, und dor entsprechenden Nassbindefestigkeit für Mörtel, die

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sehr geringe Mengen an Methylcellulose enthalten, und Mörtel, die nicht mit Methylcellulose modifiziert wurden, gezeigt. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass die Nassbindefestigkeit des mit Cellulosederivat modifizierten Mörtels wesentlich erhöht ist, und zwar auf bis zu etwa 200 # der Festigkeit des unraodifizierten Mörtels.

Fig. 1 und 2 zeigen die Wirkung von Methylcellulose auf die Trockenbindefestigkeit (Fig.1) bzw. die Nassbindefestigkeit (Fig.2) von Mörtel. Auf der Abszisse ist jeweils die Konzentration an Polymeremulsion im Mörtel in Gew.# aufgetragen und auf der Ordinate die Bindefestigkeit in psi (1 psi «■ 0,07 kg/cm ) (Fig.1 Trockenbindefestigkeit, Fig. 2 Nassbindefestigkeit). Die obere Kurve (Kreise) bezieht sich auf einen Mörtel, des* 0,1 # Methylcellulose enthielt, und die untere Kurve (Dreiecke) bezieht sich auf einen Mörtel, der keine Methyloellulose enthielt. Der ausgefüllte Kreis bedeutet dabei, dass der Formling brach. Der viereckig dargestellte Messpunkt bezieht sich auf einen Mörtel mit 0,05 Gew.% Methylcellulose.

Die erfindungsgemäss hergestellten Mörtelmassen mit einem geringen Gehalt an Cellulosederivat zeigen sowohl erhöhte Bindefestigkeit in trockenem wie in nassem Zustand zwischen dem Mörtel und den Bauelementen.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung ohne sie zu beschränken.

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Beispiel 1

Neun Mörtelmassen wurden zubereitet, um die Wirksamkeit des erfindungsgemässen Mörtels zu untersuchen. Die Mörtelrezepturen sind in der folgenden Tabelle I angegeben.

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Tabelle I

Mörtel

	Bestandteile,	A	B	C	B	E	P	G	H	τ
σ	Sand[-20 mesh (US-Siebgrösse;]	53,0	53,7	55,6	56,5	55,1	55,2	53,6	57,0	52,1
σ	Portlandzement	22,5	27,0	22,5	22,2	22,0	22,0	22,0	20,2	22,0
8 507 ί	Talcum Methyloellulose	3,5	3,3 0,05	3,3 0,1	3,3	3,3 0,1	3,3 0,05	3,3 0,1	3,3	3,3 0,1
	Emulsion*1*	5,0	5,0	5,0	9,5	7,0	10,0	10,C	15,0	15,0
ο	Wasser	11,0	11,0	13,5	8,5	12,5	9,5	11,0	4,5	7,5

+) Terpolymer auf der Basis von Vinylidenchlorid, 50. # Peststoffe in Wasser

Diese neun Mörfce!Zubereitungen wurden dann als Mörtel zum Verbinden von Bauelementen verwendet, die aus einem Gemisch aus Asphalt und Boden hergestellt waren, das 16 Stunden bei etwa 204°C (²K)O⁰F) wärraegebunden worden war. Die Bindefestigkeit der Mörtel wurde nach dem modifizierten ASTM C-321-57-Test geprüft. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle II wiedergegeben.

Tabelle II Bindef estlfskeit^ν '', kg /cm (psi)

Trocken	(180)
12,7	(220)
15,5	(240)
16,9	(190)
13,4	(360)
25,3	(440)
*Ίω	(370)
	(320)
22,5

6,33	( 90)
9,84	(140)
9,84	(140)
7,73	(110)
11,2	(160)
12,7,	(180)
8,09	.(115)

Mörtel Trocken Nass

A B C D E F

(1) Mittelwert von drei Proben.

(2) Bestimmt nach 24-stündigem Eintauchen in Wasser. (j5) Formling brach.

Aus Tabelle II ist klär ersichtlich, dass die Zugabe von Methylcellulose die Trockenbindefestigkeit um zumindest 20$ und die Nassbindefestlgke.it um zumindest etwa 4o# erhöht . Es wurde während der Versuche auch gefunden, dass die Behandelbarkeit der Methylcellulose enthaltenden Mörtel wesentlich verbessert war.

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Beispiel 2

Neun Mörtelmassen mit verschiedenen organischen Emulsionen wurden untersucht, um die Wirksamkeit der Zugabe von Methylcellulose zu der Masse zu bestimmen. Die Mörtelzusammensetzungen sind in der folgenden Tabelle III angegeben.

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Tabell· III

Nortel

	Bestandteile, Gew.^	A	2	B	C	D	E	F	7	0	G	H	I	0
ο O	Sand	54,	2	5^,2	54,1	60,0	60,9	55,	2	1	55,4	62,0	62,	0 1
9850/	Portlandzement Methylcellulose	27,	5	27,2 0,05	26,2 0,1	22,0	22,0 0,05	27,	0	27,0 0,05	22,0	22, 0,
ο *- «	Emulsion 1	9,		9,5	9,5	6,0	6,0	6,	*	6,0	—-	—	0
ts) VO ° I	Emulsion 2	—	0	—	—	6,0	6,0	—	—	9,0	9,	0
	Wasser	9,	1	9,0	10,0	5.0	5,0	11,	11,5	7,0	7,	1
	Antischaummittel	0,	0,1	——	0,1	0,1	0,	0,1	0,1	0,

Die Emulsion 1 ist eine Emulsion mit einem Feststoffgehalt von 50$ Vinyliden-Vinylchlorid-Acryl-Terpolymer. Die Emulsion 2 1st eine Emulsion mit 50$ Feststoffgehalt Styrol-Butadien-Copolyraer. Das Antischaummittel kann irgendeines der im Handel erhältlichen Materialien sein, das die Schaumbildung während des Mischens vermindert. Solche Materialien sind Antischaummittel auf Siliconbasis.

Die Mörtel wurden zur Verbindung von Baumaterialien verwendet, die ein Gemisch von Asphalt und Boden enthielten, das 16 Stunden bei etwa 204⁹C (400"F) wärmegebunden worden war. Di· Bin<Jefe8tigkeiten wurden nach dem modifiziert«! ASTM C-321-57-Test geprüft. Die Testergebnisse sind in der folgenden Tabelle IV wiedergegeben.

	Tabelle	(240)	kg/cm (psi)	(120)
	i IV	(>58O+)	Nass	050)
Mörtel	Bindefestigkeit	(>420+)	8,44	(150)
A	Tocken	(27Oj	10,5	(100)
B	16,9	(350)	10,5	(130)
C	>26,7+	(190)	7,03	(100)
D	>29,5+	(510)	9,14	(130)
E	19,0	(240)	7,03	( 65)
F	24,6	(300)	9,14	( 90)
0	12,4		4,57
H	21,8		6,33
I	16,9
21,1

+) Formling brach.

Aus der Tabelle IV ist ersichtlich, dass die Zugabe von Methyloellulose zu den Mörtelzusammensetzungen die Binde

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festigtelten der Mörtel ijesentlioh erhöht. Es wurde ausserdem gefunden* dass die Behände lbarke it der Mörtel durch d:le Zugabe eier Ms'fchylcellulose wesentlich verbessert; war.

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Claims (3)

0^S.'*. 22. März 1566 Patentansprüche PATENTANSPRÜCHE

1. Hydraulischer Zementmörtel, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Portlandzement, Füllstoff, Wasser und einen kleinen Mengenanteil einer Polymeremulsion zusammen mit 0,01 - 0,5 Gew.# eines Cellulosederivate.

2. Mörtel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

die Polymeremulsion eine wässrige Emulsion oder ein Latex von Vinyliden-Vinylchlorid-Acryl-Terpolymer, Styrol-Butadien-Copolymer, Vinylchlorid-Latex oder Acrylat-Styrol-Acrylsäure-Terpolymer ist.

3. Mörtel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Cellulosederivat Hydroxypropylmethylcellulose, Hydroxyäthylcellulose, Carboxymethylcellulose, Methylcellulose oder Stärke ist.

k, Mörtelmasse, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 5^,2 Gew.% Sand, 27,2 Gew.# Portlandzement, 0,05 Gew.# Methylcellulose, 9*5 Gew.% Vinyliden-Vinylchlorid-Acryl-Terpolymöf, . %Q Gew.% Wasser taad Antischaummittel zur Verminderung der Blasenbildung.

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5« Mörtelmasse, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 54,1 Gew.# Sand, 26,2 Gew.# Portlandzement, 0,1 Gew.$> Methyloellulose, 9*5 Gew.$ Vinyliden-Vinylchlorid-Acryl-Terpolymer und 10,0 Gew.# Wasser.

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