SE520651C2 - Vattenhaltig cementkomposition - Google Patents

Description

l5 20 25 30 520 651 2 lång öppentid, en god adhesion och en hög styrka hos den härdade produkten. Mängden av metyletylcellulosaetern är lämpligen från 0,05-3%, företrädesvis 0,1-2%, och mest föredraget från 0,2-l,O% räknat på den ej hårdnade cement- kompositionens torrvikt.

Metyletylcellulosaetern har med fördel en flocknings- temperatur mellan 55°C och 85°C, företrädesvis mellan 60°C och 80°C, medan viskositeten lämpligen är mellan 200 mPa's och 20000 mPa's, mätt i en lösning innehållande 1 viktprocent vid 20C enligt Brookfield LV, spindel 1-4, 12 varv per minut.

Närvaro av både metyl- och etylgrupper i cellulosaetern förlänger öppentiden av den ej hàrdnade Cementkompositionen utan att i en olämplig grad reducera adhesionen och styrkan hos den härdade produkten. Närvaro av hydroxietyl- eller hydroxipropylgrupper undertrycker inte utan förbättrar normalt dessa egenskaper ytterligare. Dessutom resulterar användning av cellulosaetern enligt uppfinningen i cement- kompositionen i en luftporbildning som befrämjar en utom- ordentlig konsistens hos den ej hårdnade kompositionen och en god resistens mot bildning av sprickor i den härdade pro- dukten. Cementkompositionen enligt uppfinningen har egen- skaper, som gör den lämplig för användning som ett cement- bruk, exempelvis som puts, spackelmassa, golvbruk, fogbruk och kakelfix.

Metyletylcellulosaetern kan framställas genom att reagera en alkalicellulosa med metylklorid, etylklorid och om så önskas etylenoxid och/eller propylenoxid. Reaktionen ut- föres lämpligen i närvaro av ett inert organiskt reaktions- medium i temperaturer mellan 60-ll5°C i enlighet med de principer som finns angivna i textboken: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Fifth, Completely Revised Edition Volume A5, sid 468-474. 10 15 20 25 30 520 651 Enligt uppfinningen kan det hydrauliska cementet utgöras av vanlig Portlandcement, långsamhårdnande cement, vit Port- landcement, snabbhàrdnande cement, och aluminatcement eller blandningar därav. Lämpligen innehåller den hydrauliska cementen 75-100 viktprocent av vanlig Portlandcement eller vit Portlandcement. Den hydrauliska cementen kan även kombi- neras med O-25 viktprocent av kalk och/eller gips. I allmän- het innehåller cementkompositionen också fyllmedel, även om det för vissa applikationer, såsom cementlim för mosaik, inte erfordras eller är önskvärt med närvaro av fyllmedel. Fyll- medlen är vanligtvis ett oorganiskt material med en partikel- storlek av 5 mm eller mindre. De oorganiska materialen är företrädesvis valda från gruppen bestående av kiseloxid, kalciumkarbonat, olika typer av dolomit och expanderade mine- raler. Fyllmedlen för användning i putser omfattar lämpligen minst 98 viktprocent av partiklar med en partikelstorlek mindre än 4 mm, medan fyllmedel för kakelfix, fogbruk, spackelmassor och golvbruk normalt innehåller åtminstone 98 viktprocent av partiklar med en partikelstorlek mindre än 1,5 mm.

Förutom metyletylcellulosaeter kan cementkompositionen enligt uppfinningen även innehålla andra additiv, som påverkar reologin. Exempel på sådana andra additiv är andra polymerer bestående av en vattenlöslig eller vattendisperger- bar syntetisk organisk polymer, som är resistent mot alkali.

Exempel på sådana polymerer är polyvinylacetater, polyvinyl- alkoholer, polyakrylatamider, sampolymerer mellan vinylacetat och vinylalkohol, sampolymerer mellan vinylacetat, vinylklo- rid och vinyllaurat, sampolymerer mellan akrylater och metyl- metakrylater, anjoniska eller nonjoniska stärkelsederivat, polymera mjukgörare och blandningar därav. Andra exempel är leror, såsom kaolin, betonit och attapulgit och blandningar 10 15 20 25 30 520 651 4 därav. Dessa additiv har normalt en förtjockande effekt och förbättrar stabiliteten på den ej hårdnade cementkomposi- tionen och flexibiliteten av den härdade produkten, varigenom risken för sprickbildning reduceras. Ett lämpligt reologi- additiv för användning i en ej hàrdnad komposition enligt uppfinningen omfattar 10-100 viktprocent, företrädesvis 40-90 viktprocent av en metyletylcellulosaeter enligt uppfinningen, 0-90, företrädesvis 10-60 viktprocent av en annan polymer bestående av en vattenlöslig eller vattendispergerbar orga- nisk polymer som är resistent mot alkali, och O-90, företrä- desvis 0-50 viktprocent av lera.

Förutom de ovan nämnda komponenterna kan cementen även innehålla ett antal andra beståndsdelar såsom luftporbildande medel, retardatorer, acceleratorer, icke polymera mjukgörare, pigment, färgämnen och korrosionsinhibitorer.

En typisk ej hàrdnad cementkomposition enligt upp- finningen innehåller 0,05-3 viktprocent, företrädesvis 0,1-2 viktprocent och allra helst 0,2-1 viktprocent räknat på kompositionens torrvikt av ett reologiadditiv, som innehåller en metyletylcellulosaeter, som den ovan definierats, 8-99,5 viktprocent, företrädesvis 12-65 av kompositionens torrvikt av en hydraulisk cement, 0-91 viktprocent, företrädesvis 45-83 viktprocent av kompositionens torrvikt av ett fyllmedel med en partikel- storlek av 5 mm eller mindre, 0-10, företrädesvis 0,05-4 viktprocent av kompositionens vikt av andra beståndsdelar, och 10-60 viktprocent, företrädesvis 15-40 viktprocent räknat på den ej hårdnade cementkompositionen av vatten.

Den ej hårdnade kompositionen kan beredas genom att först blanda åtminstone en del av cementen med reologi- additivet och andra beståndsdelar, varpå den återstående 10 15 20 520 651 5 mängden cement och fyllmedlet tillsättes i ett eller flera steg och grundligt blandas till en homogen torr blandning.

Just före användningen av den ej hàrdnade cementkompositionen blandas en lämplig mängd av torrblandningen med önskad mängd vatten.

Föreliggande uppfinning illustreras ytterligare av följande exempel.

Exempel 1 Fem cementkompositioner lämpliga för användning som ett kakelfixbruk bereddes genom att blanda enligt DIN 18156 400 g av vanlig Portlandcement; 525 g sand med en partikelstorlek mindre än 0,5 mm och 75 g av kiselmjöl med en partikelstorlek mindre än 0,5 mm som fyllmedel; 4 g av någon av de nonjoniska cellulosaetrarna enligt Tabell I nedan; och 235 g vatten.

Tabell I. Nonjoniska cellulosaetrar använda i kompositionerna Kompositioner Egenskaper 1 2 A B C DS-metyl 1.35 1.35 1.5 1.5 1.6 DS-etyl 0.12 0.12 O O 0 MS-hydroxietyl 0.12 0.06 0.12 0.06 O MS-hydroxipropyl 0 O O 0 0.2 Viskositet 1), mPa's 7830 11800 11500 12400 3720 Flocknings- temperatur, °C 69 67 68 68 61 l)Viskositet mätt enligt Brookfield LV, spindel 1-4, vid 12 varv per minut i en lösning innehållande 1 viktprocent vid 20°C 10 15 520 651 6 Cementkompositionernas egenskaper undersöktes med avseende på lufthalt (genom densitetsmätningar), konsistens- mätning med slagbord (ASTM C280-68), glidning (UEATC), öppen- tid mätt som hållfasthet för porösa kakelplattor (DIN 18156, del 2). och hàllfastheten mättes efter 28 dagar. De erhållna resulta- Kakelplattorna applicerades efter 0,5 och 10 minuter ten visas i Tabell II nedan.

Tabell II. Cementkompositionernas egenskaper Kompositioner Egenskaper 1 2 A B C Lufthalt, % 15.0 14.1 14.5 13.7 15.8 Konsistens slagbordsvärde, mm 160 159 158 157 167 Glidning, mm 1 l 2 2 1 Öppentid, mätt genom hållfast- het, kg/cmz O min 24.8 23.8 24.6 13.9 22.6 5 min 18.1 20.2 10.5 9.8 15.7 10 min 12.0 10.8 7.8 8.1 7.1 Av resultaten är det uppenbart att öppentiden under vilken en hög hàllfasthet kan erhållas är väsentligt längre för cement- kompositionerna 1 och 2 enligt uppfinningen än för jäm- förelsekompositionerna A, B och C.

Exempel 2 Tre cementkompositioner bereddes enligt formuleringen i Exempel 1, men mängden vatten ökades till 240 g. De nonjo~ niska cellulosaetrarna uppvisade följande egenskaper. 10 15 520 651 Tabell III. Nonjoniska cellulosaetrar använda i cement- kompositionerna Kompositioner Egenskaper 3 4 D DS-metyl 1.2 1.5 1.8 Ds-ecyl 0.25 0.25 o MS-hydroxietyl 0.12 0.12 0.12 Viskositet, mPa'S 16900 17700 18900 Flockningstemperatur, °C 64.5 61.7 64.6 Cementkompositionernas egenskaper undersöktes på samma sätt som i Exempel 1, men med det undantaget att lufthalten inte mattes. Följande resultat erhölls.

Tabell IV. Cementkompositionernas egenskaper Kompositioner Egenskaper 3 4 D Konsistens, slagbords- värde, mm 141 140 138 Glidning, mm 2 3 2 Öppentid, mätt genom hàllfaschet, kg/cm2 0 min 21.7 25.8 21.9 5 min 17.1 23.8 9.8 10 min 7.6 5.4 0.8 Kompositionerna 3 och 4 enligt uppfinningen uppvisade väsentligt battre öppentider än jämförelsekompositionen D.

Exempel 3 Två cementkompositioner bereddes i enlighet med Exempel 1, men vattenhalten justerades så att kompositionerna erhöll ett glidvärde av 0,5-1 mm. Dessutom framställdes två liknande cementkompositioner. Skillnaden var att dessa kompositioner 10 520 651 som reologiadditiv innehöll en blandning av 4 g av någon av cellulosaetrarna och 0,08 g av polyakrylamid. De reologiadditiv som användes i de fyra cementkompositionerna framgår av Tabell V.

Tabell V. Reologiadditiv använd i kompositionerna Kompositioner Komponenter 6 7 E F Cellulosaeter, g 4 4 4 4 Ds-metyl 0.9 0.9 - - DS-etyl 0.35 0.35 0.95 0.95 MS-hydroxietyl 0.9 O 9 2 35 2 35 Viskositet, CP 2100 2100 6000 6000 Flockningstemperatur, °C 70.1 70.1 69 69 Polyakrylamid, g - 0.08 - 0.08 Lufthalten, glidning, konsistens mätt med slagbord och öppen- tid hos de fyra cementkompositionerna bestämdes på samma satt som i Exempel 1. Dessutom bestämdes vattenretentionen enligt ASTM C91-71 (modifierad med en tratt med en diameter av 80 mm och evakuering under 10 minuter). Följande resultat erhölls.

Tabell VI. Cementkompositionernas egenskaper Kompositioner Egenskaper 6 7 E F Vattentillsats, g 220 250 225 255 Lufthalt, % 24 20 22 23 Konsistens, slagbords- Värde, mm 158 164 154 154 Glidning, mm 1 0.5 1 0.5 520 651 Öppentid, mätt som håll- fasthet, kg/cmz Omin 21.8 21.1 12.7 12.0 5 min 16.6 12.7 10.6 6.0 10 min 7.2 6.5 4.3 0.0 Vattenretention, % 97.1 96.7 97.2 96.1 Cementkompositionerna 6 och 7 enligt uppfinningen har väsentligt bättre öppentider än jämförelserna E och F.

Vattenretentionsvärden mellan 94% och 98% är utmärkta.

Claims (10)

10 15 20 25 30 520 651 lO PATENTKRAV

1. En ej hårdnad vattenhaltig cementkomposition inne- hållande ett hydrauliskt cement och en cellulosaeter, kännetecknad därav, att kompositionen innehåller en metyl- etylcellulosaeter med en DS-metyl av 0,4-2,2, en DS-etyl av 0,05-0,8 och en MS-hydroxi-(C2-C3)-alkyl av 0-2.

2. Cementkomposition enligt krav 1, kännetecknad därav, att metyletylcellulosaetern har en DS-metyl av 0.6-1.8, en DS- etyl av 0,1-0,5 och en MS-hydroxi-(C2-C3)-alkyl av 0,1-1,2.

3. Cementkomposition enligt krav 2, kännetecknad därav, att hydroxialkylgruppen är en hydroxietylgrupp.

4. Cementkomposition enligt krav 2, kännetecknad därav, att hydroxialkyl är en hydroxipropylgrupp.

5. Cementkomposition enligt krav 1-4, kännetecknad därav, att den innehåller 0,05-3 viktprocent av metyletyl- cellulosaetern räknat på torrvikten.

6. Cementkomposition enligt något av kraven 1-5, känneteck- nad därav, att den innehåller 0,05-3 viktprocent beräknat på kompositionens torrvikt av en metyletylcellulosaeter som den är definierad i kraven 1-4, 8-99,5 viktprocent på komposi- tionens torrvikt av ett hydrauliskt cement, O-91 viktprocent på kompositionens torrvikt av ett fyllmedel med en partikel- storlek av 5 mm eller mindre, O-10 viktprocent av komposi- tionens torrvikt av andra beståndsdelar och 10-60 viktprocent av kompositionen av vatten.

7. Cementkomposition enligt krav 6, kännetecknad därav, att den innehåller 0,1-2 viktprocent på torrvikten av en metyletylcellulosaeter som den är definierad i kraven 1-4, 12-65 viktprocent på kompositionens torrvikt av ett hydrau- liskt cement, 45-83 viktprocent räknat på kompositionens torrvikt av ett fyllmedel med en partikelstorlek av 5 mm 10 15 20 25 520 651 11 eller mindre, 0,05-4 viktprocent av kompositionens torrvikt av andra beståndsdelar och 15-40 viktprocent av komposi- tionens vikt av vatten.

8. En torrblandning lämplig för användning vid beredning av en ej hårdnad cementkomposition enligt krav 1-7, kännetecknad därav, att den innehåller 0,05-3 viktprocent av torrvikten av en metyletylcellulosaeter som den är definierad i kraven 1-4, 8-99,5 procent av torrvikten av ett hydrauliskt cement, O-91 procent av torrvikten av ett fyllmedel med en partikelstorlek av 5 mm eller mindre och 0-10 procent av torrvikten av andra beståndsdelar.

9. Torrblandning enligt krav 7, kännetecknad därav, att den innehåller 0,1-2 procent på torrvikten av en metyletyl- cellulosaeter som den är definierad i kraven 1-4, 12-65 procent på torrvikten av ett hydrauliskt cement, 45-83 procent på torrvikten av ett fyllmedel med en partikelstorlek av 5 mm eller mindre och 0,05-4 procent på torrvikten av andra beståndsdelar.

10. Ett reologiadditiv lämpligt för användning i en ej hårdnad cementkomposition eller torrblandning enligt kraven 1-8, kännetecknat därav, att det innehåller 40-98,5 procent på torrvikten av en metyletylcellulosaeter som den är definierad i kraven 1-4, 1,5-60 viktprocent av en annan polymer bestående av vattenlöslig eller vattendispergerbar syntetisk organisk polymer resistent mot alkali, och O-50 procent lera.