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Liant pour plâtre et/ou mortier., et mélanges de mortier obtenue à partir de celui-ci-
D'une manière courante, on utilise du carbonate de calcium de la chaux hydraulique, du ciment de maçonnerie ou du ciment de Portland et leurs mélanges comme ciment des plâtres et mortiers.
En général, on mélange ces liants, ou plusieurs d'entre eux, sur le chantier avec les mêmes proportions en poids de sable quelles que soient les qualités du mortier à produire, c'est-à-dire que c'est le liant qui détermine la qualité du mortier obtenu. C'est pourquoi il est difficile sur un chantier de s'assurer qu'on Utilise bien les liants ou.leurs mélanges convenables de manière à obtenir la résistance requise du mortier.
Le fait que le plâtre ou mortier convienne est déterminé en partie par les caractéris- tiques du mortier frais, par exemple sa consistance, ses caracté- ristiques de travail, son temps de prise et. son pouvoir de réten- tion d'eau en fonction de l'action de succion de la base du mor- tier au bout d'un certain temps, et en partie par les caractéris-
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'tiques du mortier pris, par exemple sa résistance à la compression,; son modale de rupture, sa résistance de liaison avec des matériaux adjacents, l'égalité de la surface finie et la coït-traction du- mortier.
La présenta invention est relative à des liants pour plâtre et/ou, mortier qui donnent un mortier ayant des caractéristiques
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exuraordinairement bonnes pour ce qui concerne les considérations précitées. L'invention vise à produire toutes les qualités de mor- -vior requises sur le chantier> tout en n'utilisant qu'un seul xacai.sas sur ,a 'Gaut x:u.ti..â.sant tu.'tan, seü.
-liant et à o=. an3..r ces qualités en ajou-tant simplement des 'qGan;±t43îiffé=entes de sable. Cotte manière de procededer a été désirée longtemps, mais on ne pouVaLt pas la réaliser. On a trouvé :.,air.Ger.az G d'une manière surprenante citlîl est possible d'atteindre' 'le but de l'invention en préparant un liant contenant un liant hydraulique et une charge de gravillon' divisé extrêmement finement
EMI2.2
ainsi qu'éventuellement un agent t$ns.a-aat.', ergxiaonnant .9 a.x, , les dimeiisicns du gravillon étant inférieures à celles spécifiées par la courbe selon le tableau suivant
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<tb> 90 <SEP> % <SEP> moins <SEP> de <SEP> 10
<tb>
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50." Il n z Il 30 " 1 te 1 % te.
Il 0,111
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C'est-à-dire *que le gravillon incorpore se trouve à peu près dans la zone.I du diagramme ci-joint.* pour parvenir à certains buta, il est également possible, suivant l'invention d'incorporer du gravillon quelque peu plus grossier, ayant une dimension parti'- oulaire inférieure à 500 , mais il est nécessaire que les dimen- sions particulaires soient comprises, dans la zone II du diagramme
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et qu'un agent donnant de la cons istanoet'(Iu type dérivé de la oel- , lulose, soit ajouté.
L'extrême finesse du. gravillon signifie que
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la quantité de charge doit être maintenue à une valeur suffisamment basae pour permettre à la résistance du mortier en prise d'avoir les caractéristiques requises les plus élever et pour améliorer les caractéristiques de travail du mortier à une valeur suffisante pour permettre de le diluer aveo des aggrégats sans abaisser ses caractéristiques.
.Le ciment hydraulique peut être du ciment de portland, du ciment d'alumine, du ciment de laitier, du gypse-ciment de laitier, etc... ou leurs mélanges . Le gravillon extrêmement fin doit être exempt d'impureté organique et peut être par exem-ole de la pierre
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à chaux, du gypse, du sable, de la quartéite, au kieselguhr finement broyé, de la poudre de marbre, de la poudre de dolomite, du feld- spath, de la pyrophyllite, de la perlite, du granité, du gneiss pulvérulent, etc,...
La quantité de gravillons ajoutée au liant hydraulique doit représenter de 5 à 50 %, de préférence de 10 à 40% du poids de la composition. Suivant les caractéristiques désirées, une partie du matériau fin, d'une manière appropriée de 0 à 95% et mieux de 0 à
60% peut être remplacée par un matériau un peu moins fin dont la ; dimension de particule soit telle qu'au moins 90% des particules aient moins de 500 , Un tel matériau, se trouve dans la, zone II barrée sur le dassin. Si cependant on ajoute un tel matériau, il faut également ajouter un agent donnai de la consistance. Plus la quantité de matériau fin de la zone I remplacée par le matériau de la zone II est grande plus il faut une grande quantité d'agent donnant de la consistance.
Des agents donnant de la consistance appropriés sont des dérivés hydrosolubles de la cellulose, telle
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que 11-éthyl-hydroxy-éthyl cellulose, l'hydroxy-:éthyl cellulose,, l'hydroxy-propyl cellulose, la méthyl cellulose, la méthyl-hydroxy- éthyl oellulose, etc..Ceux-ci peuvent avoir une viscosité de 2000 à
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lQt?.040 centipoises mesurée dans une solution aqueuse à 2% suivant Brookfield. On peut mélanger le dérivé de cellulose à divers .
, autres, agents, par exomple à des ohlorophénolates, tels que 1ev trich.oxophén.olate 'de sodium, le tétrachlorophénolate de sodium et le pentachlorophénolate de sodium, qu'on peut a jouter, d'une manière appropriée, en des quantités représentant ' de 5 à 50% du
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poids du dérivé de cellulose, On obtient des effets particulië-" rement avantageux avec de l'éthyl hydroxy-éthyl cellulose associée à du pentachlorophénolate de sodium.
EMI4.3
On peut utiliser, à titre d'agent tensio-actif, emprisonnanT l'air, du tall oil ou des résines ou* des'graissés su2s,tées ou sU. tOn4es-Dans certains cas,11 peut également être bon rajouter des substances qui n'ont que deseffets tens.oact.'s,par exemple ce qu'on appelle des tensides.
La quantité de dérivé de cellulose manière
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appropriée,de 0,005 à. 0,3, de préférence de t3a 0, à 0, 3.'n du poids de la composition.
.les exemples suivants illustrent l'invention sans la limiter.
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Les exemples 1 à 9' oi-'desaous donnent divers mélanges cou- venables..suivant l'invention dans lesquels la quantité de tall oil est choisie de manière à obtenir une teneur en air de 15 à 20% dans le plaire ou le mortier fini.
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Exemple 1 ¯
On broyé ensemble dans un broyeur à boulet 80% de ciment de Portland non broyé, 5% de gypse, 5% de pierre à chaux pulvérulente :
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dont 50 ont une dimension de particule inférieure à 2/< .1 1oid, de pierre à chaux pulvérulente dont la0$ ont une dimension inférieure à 500 p avec 0,03% de tall oil et 0,025% d' êthyl-hydroxy-é-Ghy1 cellulose ayant une viscosité de 8000-12000'' oontipoiaeset 0,003% de pentachlorophénolate de sodium.
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Exemple 2.
EMI5.1
01ment de Portland 90 P1erra à chaux :pulvérulente dont 30% ont une dimension de p&rce'tnféyiee 10
EMI5.2
<tb> à <SEP> 1 <SEP> .
<tb> Tall <SEP> oU. <SEP> 0,03%
<tb>
Exemple 3.
EMI5.3
<tb> Gypse-ciment <SEP> de <SEP> laitier <SEP> 80 <SEP> % <SEP>
<tb>
EMI5.4
pierre à ohaux pul-verulente dont 50. sont plus. fins que 2 ,, 20 .'
EMI5.5
<tb> Tall.oil <SEP> ... <SEP> 0,03%
<tb>
Exemple 4.
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Ciment de Portland . ' . 50 '$ Quartz pulvérulent dont 10CY ont une ..J . ' '
EMI5.7
<tb> dimension! <SEP> de <SEP> partioule <SEP> inférieure
<tb>
EMI5.8
à 500/± 45
EMI5.9
<tb> Quartz <SEP> pulvérulent <SEP> dont <SEP> 50 <SEP> % <SEP> ont <SEP> une
<tb>
<tb> dimension <SEP> de <SEP> particule <SEP> inférieure
<tb>
<tb>
<tb> à <SEP> 2 <SEP> <SEP> 5%
<tb>
<tb>
<tb> Ethyl-hydroxy-éthyl <SEP> cellulose <SEP> dont <SEP> la
<tb>
<tb> viscosité <SEP> est <SEP> de <SEP> 8000 <SEP> à <SEP> 12000 <SEP> oenti- <SEP> . <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> poises <SEP> 0,06%
<tb>
<tb> Tall <SEP> oil <SEP> 0,03%
<tb>
Exemple 5
EMI5.10
Ciment de Portiand 85
EMI5.11
<tb> Sable-finement <SEP> broyé <SEP> dont <SEP> 50% <SEP> ont <SEP> une'
<tb>
<tb> dimension <SEP> de <SEP> particule <SEP> intérieure <SEP> à
<tb>
EMI5.12
' ;
.5 rf, '..' , Sable finement dont 100%-ont "'';10 dimensions de particule inféyieupe.à 500 f ,t o
<Desc/Clms Page number 6>
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Ethyl-hydroxy-êthyl cellulose dont la , viscosité est de 8000 à 12000 op. 0,03 f, Pentachloro ophénolate de sodium OeOO3 %
EMI6.2
<tb> Tall <SEP> oil <SEP> 0,03 <SEP> %
<tb>
Exemple 6.
Cornac à l'Exempta 5, maïs avec de la méthyle cellulose de viscosité comprise entre 5000 et 10000 op et avec
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0003 de pentachlorouhénolate de sodium.
Exomple 7.
Comme à l'exemple 5,, mais avec de l'hydroxy-éthyl cellulose dont la viscosité va de 5000 à 10000 op et avec 0,003% de penta-
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chloro9hénolate de sodium.
Exemple 8.. ' Cosae à l'Exemple ornais avec de lehydroxy-propyl cellulose dont la viscosité va de 3000 à 8000 cp. et avec OeOO3 de'penta. chlorophénolate de sodium.
Exemple 9.
EMI6.5
Comme à l'Exemple 5,mais avec de la méthyl-hydroxy-éthyl cellulose dont la viscosité va de 4000 à 8000 op. et avec OjOO3% 'de tétrachloro hénolate de sodium et également avec J03% de lignine snlòna< de calcium remplaçant le tall oll.
On peut utiliser avantageusement les compositions -liantes des exemples 1 à 9 pouce produire du plâtre et du. mortier prêt à
EMI6.6
11 usage, denoKtné plâtre Boa qu'.0n mélange aveo de l'eau, sur le chantier.
Pour illustrer l'effet de l'invention, on compare un liant selon l'exemple 1 à divers mélanges liants utilisés actuellement$ contenant du ciment de Portland et de la.chaux pulvérisée, dans
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lesquels . on produit le mortier- par hélapge aveç du sable'norma- lisé ayant la répartition de dimensions de 'Pa;r"t:i.oulà,su1v.ante :
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bzz infériere'à, 2 mm 67% " à 1 mm . 33% Il à il .1 33% 2
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<tb> 12% <SEP> " <SEP> à <SEP> 0,15 <SEP> mm <SEP> . <SEP>
<tb>
<tb>
2% <SEP> " <SEP> à <SEP> 0,08 <SEP> "
<tb>
On donne les caractéristiques de travail du mortier comme
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étant 'l'aptitaàe à retenir l'eau, et la résistance au. bout de 28 jours, elles sont déterminées suivant des procédés normalisés. Les résultats sont présentés au Tableau I ci-dessous. Sur ce tableau les qualités du mortier sont indiquées de A à D, A indiquant la qualité la plus élevée. Ces désignations correspondent à celles prescrites
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par les autorités suédoises en matière de constructions (rlçunJ..
By8gnadsaty.-elsons An-ieningar'till ByggnadsstadGan 1960:1 ('1L8 1960"). Les désignations de mortier correspondent également à celles données dans BABS 1960, oùK représente la chaux et C le ciment, et les nombres donnent dans l'ordre les parties en 'volume de chaux, de ciment et de sable.
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U[3TJ"8AU.. l :
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<tb> Qualité <SEP> Désigna- <SEP> Rapport <SEP> Aptitude <SEP> à <SEP> Résistance <SEP> au <SEP> bout <SEP> 2 <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> du <SEP> tion <SEP> du. <SEP> liant/sable <SEP> la <SEP> rétention <SEP> de <SEP> 28 <SEP> jours <SEP> en <SEP> Kg/cm
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> mortier <SEP> mortier <SEP> en <SEP> volume <SEP> de <SEP> l'eau <SEP> .
<tb>
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ompxossioz .a 7.xior,' Compression à la flexion ¯, - ... ,- jn-rr.t-T.######<-###.########.###'"""" A Xa 1 s4 s 20 l14 31 266 50 B Ka 3.;1s8 1:4 56 105 31 Ka 2:1:12 1:4 67 60 22
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<tb> D <SEP> K <SEP> 1:5 <SEP> 1:5 <SEP> 80 <SEP> 2
<tb>
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Exemple 192>5 76 216 ' 46 D lis 63 116 â5 suivant 1 ' l17 w 83 28
EMI7.10
<tb> D <SEP> l'invention <SEP> ' <SEP> 1:9 <SEP> 51 <SEP> 70 <SEP> 25
<tb>
<Desc/Clms Page number 8>
Le tableau, montre qu'on pont:
utiliser le mortier suivant' 1'invention dans toutes les olasses de qualité de mortier en le mélangeant à 2,5.à 9 fois autant de sable, sans perdre la résistan- ce et les caractéristiques de travail acceptables.Le pouvoir de rétention de l'eau, qui ne' doit pas descendre en dessous de 30% reste très proche de la limite acceptable pour'un mortier dont le
K/C est égal à 1/4, tandis que tous les mortiers suivant l'inven- ; tion présentent de très bonnes valeurs de ce point de vue, Dans la classe normale C on peut diminuer la quantité de liant de.35% grâ- be à 1''invention, cette classe est celle utilisée normalement pour :
des zones à climat tempéré.
Les exemples 10 à 14 montrent le pouvoir de rétention de l'eau et de séparation de l'eau pour certaines compositions de mortier suivant l'invention, comparés à des mortiers normalisés.,
Tous les mortiers comprennent du tall oil comme agent tensio-actif, et de l'air est entraîné onces quantités telles que la teneur en ; air mesurée dans le mortier frais soit de 20% pour une consistance ; de 20 mo. Après prélèvementd'un échantillon et contrôle, on ajuste donc la consistance à 20 mo aveo de l'eau. La quantié de tall oil' nécessaire pour ajuster la teneur en air à 20% est de 0,03 envi- ron. Dans certains exemples, on ajoute également des dérivés de cellulose associés à du pentachlorophénolate de sodium.
Le gra- villon finement divisé utilisé dans l'exemple 12 correspond à la courbe limite de la Fig.1. Le pouvoir de rétention de l'eau, est l'aptitude du mortier à retenir l'eau, quand une couche fraîche de mortier est soumise à une aspirationsous un vide de 50mm de mercure pendant 60 secondes* pour que le mortier soit considéré comme bon, il doit toujours avoir une aptitude à retenir l'eau d'au moine 30%.
La séparation de l'eau est l'écoulement de l'eau, qui se sépare du mortier frais cependant ou.'il est au. repos. La quantité d'eau, sé-
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parée est donnée en millialitres et est mesurée à partir de 600 millilitres'de-mortier après deux heures. 'Une séparation d'eau, ac- ceptable est inférieure à 10 millilitres. On mesure là consistance du. mortier dans un appareil dénommé Momètre.
Exemple 10.
On broyé'ensemble 75% de ciment de Portaland non broyé, 5% de,gypse ot 15 % de pierre à chaux pulvérulente finement broyée dont 100% ont une dimension de particule inférieure à 500 , et, de la pierre à chaux pulvérulente encore plus fine dont 90% .ont une dimension inférieure à 10 m ainsi qu'avec 0,025 % d'éthylhydroxy-éthyl cellulose ayant une visoosité de 8000 à 12000 centi- .' poises,dans 'laquelle'sont mélangée 10% de pentaohlorophénolate de sodium, calculé sur le poids du: dérivé de cellulose.
Onmélange en suite cette composition liante avec diverses quantités de sable . de qualité, normalisée et également avec de 2' eau pour former un mortier'dont la teneur en'air -est ajustée à 20% par du tall oil.
Après ceci, on mesure la rétention d'eau, et la séparation d'eau. du mortier.
.On obtient les résultats suivants '
EMI9.1
<tb> Parties <SEP> en <SEP> Parties <SEP> .en <SEP> Rétention <SEP> Séparation
<tb>
<tb> poids <SEP> de. <SEP> poids <SEP> de <SEP> 'd'eau, <SEP> d'eau.
<tb> liant <SEP> -sable <SEP> ml
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 100 <SEP> 350 <SEP> 84 <SEP> 0
<tb>
<tb>
<tb> 100 <SEP> 650 <SEP> 75 <SEP> 0,9
<tb>
<tb>
<tb> 100 <SEP> 900 <SEP> 56 <SEP> 1,2
<tb>
<tb>
<tb> 100 <SEP> 1150 <SEP> 32 <SEP> 1,3
<tb>
Exemple 11.
On mélange'du. ciment de Portland à 0,03% de tall oil et à du sable en diverses proportions jusqu'à obtention d'une teneur ''en air de 20% à une consistance de 20 mo. On mesure.ensuite'la rétention d'eau et la séparation d'eau du mortier.
On obtient les
<Desc/Clms Page number 10>
résultats suivante
EMI10.1
<tb> Parties <SEP> ,en <SEP> parties <SEP> en <SEP> Rétention <SEP> séparation
<tb>
<tb> poids <SEP> de <SEP> poids <SEP> de <SEP> d'eau, <SEP> d'eau..
<tb>
<tb>
<tb> liant <SEP> sable <SEP> % <SEP> ml
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 80- <SEP> 350 <SEP> .. <SEP> 41 <SEP> 7,6
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 80 <SEP> 650 <SEP> 16 <SEP> ' <SEP> 13,1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 80 <SEP> 900 <SEP> < <SEP> 10 <SEP> 13,2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 80 <SEP> 1150. <SEP> < <SEP> 10 <SEP> 15,8
<tb>
Exemple 12.
On mélange 80% de ciment de Portland 20% de pierre à chaux pulvérulente finement broyée dont 90% ont une dimension de particule inférieure à 10 ,et à 0,03 % de tall.oil et on dilue avec du sable de qualité normalisée et de l'eau, jusqu'à formation d'un mortier, dont on détermine la rétention d'eau et la sépara- . tion d'eau. On obtient les résultats suivants
EMI10.2
<tb> Parties <SEP> en- <SEP> Parties <SEP> ,en. <SEP> Rétention' <SEP> Séparation
<tb>
<tb> poids <SEP> de <SEP> -poids <SEP> de <SEP> d'eau..
<SEP> d'eau.
<tb>
<tb> liant <SEP> sable <SEP> % <SEP> ml
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 100 <SEP> 3350 <SEP> 86 <SEP> 0
<tb>
<tb>
<tb> 100 <SEP> 650 <SEP> 61 <SEP> 3,1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 100 <SEP> 900 <SEP> 50 <SEP> 3,1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 100 <SEP> 1100 <SEP> 32 <SEP> 9,5
<tb>
Exemple 13.
On prépare un mortier normalisé, contenant du ciment de Portland, de la chaux hydratée, 0,03% de tall oil et diverses quantités de sable.On détermine ensuite la rétention d'eau, et la séparation d'eau pour une teneur en air de 20 % et une consistance de 20 mo.
On obtient les résultats suivants ;
<Desc/Clms Page number 11>
EMI11.1
<tb> Parties <SEP> ',.en <SEP> Parties <SEP> :en¯, <SEP> Parties <SEP> en <SEP> Rétention <SEP> Séparati@
<tb>
<tb> poids <SEP> de <SEP> poids <SEP> de <SEP> ' <SEP> poids <SEP> de <SEP> d'eau <SEP> d'eau.
<tb>
<tb> chaux <SEP> hydratée <SEP> '.ciment <SEP> de <SEP> sable <SEP> , <SEP> % <SEP> ml
<tb>
<tb> Portland
<tb>
<tb>
<tb> 10 <SEP> 90 <SEP> 450 <SEP> 41, <SEP> 11,6
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 35 <SEP> 65 <SEP> 550 <SEP> 55 <SEP> 5,4
<tb>
<tb>
<tb> 50 <SEP> 50, <SEP> 625. <SEP> 65 <SEP> 2,1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 100 <SEP> 0 <SEP> 1050. <SEP> 68 <SEP> 3,7
<tb>
Exemple 14.
On mélange SODA de aiment de Portland, 15% de pierre à chaux pulvérulente dont 100% ont une dimension de particule inférieure à 500 , 5% do pierre à chaux pulvérulente dont
90% ont une dimension. de particule inférieure à 10 ,et 0,0 de tall oil à 10% de pentachlorophénolate de sodium, caloulés sur le poids du dérivé de cellulose:
On dilue 100 parties en poids de la composition avec 900 parties en poids de sable no malisé et également de 1'eau pour former un mortier dont on . ajuste la teneur en air à 20% à une consistance de 20 mb. on détermine ensuite la rétention d'eau et la-séparation d'eau e on obtient les résultats suivants ;
EMI11.2
<tb> Dérivés <SEP> de <SEP> cellulose <SEP> Rétention <SEP> Séparation
<tb>
<tb>
<tb> d'eau. <SEP> % <SEP> d'eau, <SEP> en <SEP> ml
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Aucun <SEP> 37 <SEP> 8,7
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ethyl <SEP> -hydroxy-éthyl <SEP> cellulose <SEP> ayant
<tb>
<tb>
<tb> une <SEP> viscosité <SEP> de <SEP> 8000-12000 <SEP> centi- <SEP> 41 <SEP> 4,4
<tb>
<tb>
<tb> poises
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Méthyl <SEP> cellulose <SEP> ayant <SEP> une <SEP> viscosité
<tb>
<tb>
<tb> de <SEP> 5000 <SEP> à,10000 <SEP> centipoises <SEP> 40 <SEP> 1,5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Hydroxy-éthyl <SEP> cellulose <SEP> ayant <SEP> une
<tb>
<tb>
<tb> viscosité <SEP> de <SEP> 5000 <SEP> - <SEP> 10000 <SEP> contipoises <SEP> 30 <SEP> 4,
6
<tb>
<Desc/Clms Page number 12>
EMI12.1
Eydroxy>rôpyl aelllose aynn% ane ' ' Hydroxypr6py3/ oellnloae ayant une viscosité de 3000-8000 oentipoiaes 5'2 0,0 Mfthyl-ïydxoxy-btxy: cellulose ayant
EMI12.2
<tb> une <SEP> viscosité <SEP> de <SEP> 4000-8000 <SEP> centipoises <SEP> 41 <SEP> 0,8
<tb>
Les essais montrent que si on utilise.'..- seulement du ciment de portland comme liant hydraulique avec du. tall oil / et de l'eau., on n'obtient des valeurs acceptables pour la ré- tention d'eau et la séparation d'eau que si la quantité de
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sable est 68ale à environ 3,5 fois celle du ciment (Exemple 11):
Si, suivant l'invention, on ajoute du gravillon très finn on obtient des valeurs acceptables'et on peut diluer le liant avec, du sable en de grandes quantités sans abaisser les caractéris- . tiques. On obtient des valeurs acceptables même si on mélange le ciment de Portland d'une manière connue avec de la chaux hydratée (chaux pulvérulente), mais la résistance est alors
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très bàase comparée à celle des compositions suivant Ilinventïoul
Si on :
remplace une partie du gravillon divisé d'une ma- nière extrêment fine par du gravillon un pen moins finement divisé et si on ajoute de petites quantités de dérivés de cel- lulose suivant l'invention, on obtient de très bonnes valeurs de rétention d'eau et de séparation d'eau, tandis qu'en même temps on obtient de bonnes valeurs de la résistance.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de , réalisations décrite et représentés qui n'ont été choisis qu'à titre d'exemples.
<Desc / Clms Page number 1>
Binder for plaster and / or mortar., And mortar mixtures obtained from it-
Commonly, calcium carbonate, hydraulic lime, masonry cement or Portland cement and their mixtures are used as plaster and mortar cement.
In general, these binders, or more of them, are mixed on the site with the same proportions by weight of sand whatever the qualities of the mortar to be produced, that is to say that it is the binder which determines the quality of the mortar obtained. Therefore, it is difficult on a job site to ensure that the correct binders or mixtures are used to achieve the required strength of the mortar.
Whether the plaster or mortar is suitable is in part determined by the characteristics of the fresh mortar, for example its consistency, its working characteristics, its setting time and. its water retention power as a function of the sucking action of the base of the mortar after a certain time, and in part by the characteristics
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ticks of the set mortar, for example its compressive strength; its modal of rupture, its bond strength with adjacent materials, the equality of the finished surface and the coitus-traction of the mortar.
The present invention relates to binders for plaster and / or mortar which give a mortar having characteristics
EMI2.1
extraordinarily good with regard to the above considerations. The invention aims to produce all the qualities of mor- -vior required on the site> while using only one xacai.sas sur, a 'Gaut x: u.ti..â.sant tu.'tan , seü.
-binding and at o =. an3..r these qualities by simply adding 'qGan; ± t43îiffé = entes of sand. This way of proceeding has been desired for a long time, but it cannot be achieved. Surprisingly, it has been found:., Air.Ger.az G, it is possible to achieve the object of the invention by preparing a binder containing a hydraulic binder and an extremely finely divided gravel charge.
EMI2.2
as well as possibly an agent t $ ns.a-aat. ', ergxiaillant .9 a.x,, the dimeiisicns of the gravel being lower than those specified by the curve according to the following table
EMI2.3
<tb> 90 <SEP>% <SEP> minus <SEP> of <SEP> 10
<tb>
EMI2.4
50. "Il n z Il 30" 1 te 1% te.
It 0.111
EMI2.5
That is to say * that the gravel incorporated is found approximately in zone I of the attached diagram. * To achieve certain buta, it is also possible, according to the invention, to incorporate some gravel somewhat coarser, having a partial dimension less than 500, but it is necessary that the particle dimensions are included, in zone II of the diagram
EMI2.6
and that an agent giving cons istanoet '(Iu type derived from ol-, lulose, is added.
The extreme finesse of the. gravel means that
<Desc / Clms Page number 3>
the amount of filler must be kept at a value sufficiently low to allow the strength of the mortar in engagement to have the highest required characteristics and to improve the working characteristics of the mortar to a value sufficient to allow it to be diluted with aggregates without lowering its characteristics.
The hydraulic cement can be portland cement, alumina cement, slag cement, gypsum-slag cement, etc., or their mixtures. Extremely fine gravel must be free from organic impurities and can be, for example, stone
EMI3.1
lime, gypsum, sand, quartite, finely ground kieselguhr, marble powder, dolomite powder, feldspar, pyrophyllite, perlite, granite, powdered gneiss, etc, ...
The amount of chippings added to the hydraulic binder should represent 5 to 50%, preferably 10 to 40%, of the weight of the composition. Depending on the desired characteristics, some of the fine material, suitably from 0 to 95% and better still from 0 to
60% can be replaced by a slightly less fine material including; particle size is such that at least 90% of the particles are less than 500. Such a material is found in zone II crossed out on the dassin. If, however, such a material is added, an agent must also be added to give consistency. The greater the quantity of fine material of zone I replaced by the material of zone II, the greater the quantity of agent which gives consistency is required.
Suitable consistency-giving agents are water-soluble derivatives of cellulose, such as
EMI3.2
as 11-ethyl-hydroxy-ethyl cellulose, hydroxy-: ethyl cellulose ,, hydroxy-propyl cellulose, methyl cellulose, methyl-hydroxy-ethyl oellulose, etc. These can have a viscosity of 2000 at
<Desc / Clms Page number 4>
EMI4.1
1040 centipoise measured in 2% aqueous solution according to Brookfield. The cellulose derivative can be mixed with various.
Other agents, for example, to chlorophenolates, such as sodium trichoxophenolate, sodium tetrachlorophenolate and sodium pentachlorophenolate, which may be added, in a suitable manner, in amounts representing '' from 5 to 50% of
EMI4.2
weight of the cellulose derivative. Particularly advantageous effects are obtained with ethyl hydroxy-ethyl cellulose combined with sodium pentachlorophenolate.
EMI4.3
As the surface active agent, it is possible to use, as the surface active agent, trapping the air, tall oil or resins or de'greasers on, or on,. tOn4es-In certain cases, it may also be good to add substances which only have tens.oact.'s effects, for example what are called tensides.
The amount of cellulose derivative way
EMI4.4
appropriate, 0.005 to. 0.3, preferably t3a, to 0.3'n, by weight of the composition.
.the following examples illustrate the invention without limiting it.
EMI4.5
Examples 1 to 9 'oi-'desaous give various mixtures which can be used according to the invention in which the amount of tall oil is chosen so as to obtain an air content of 15 to 20% in the plaire or the mortar. finished.
EMI4.6
Example 1 ¯
80% unground Portland cement, 5% gypsum, 5% limestone powder are ground together in a ball mill:
EMI4.7
50 of which have a particle size of less than 2 / <.1 1oid, of powdery limestone of which the 0 $ has a dimension of less than 500 p with 0.03% tall oil and 0.025% ethyl-hydroxy-é- Ghy1 cellulose having a viscosity of 8000-12000 '' oontipoiaeset 0.003% sodium pentachlorophenolate.
<Desc / Clms Page number 5>
Example 2.
EMI5.1
01ment de Portland 90 P1erra à lime: powdery 30% of which has a dimension of p & rce'tnféyiee 10
EMI5.2
<tb> to <SEP> 1 <SEP>.
<tb> Tall <SEP> or. <SEP> 0.03%
<tb>
Example 3.
EMI5.3
<tb> Gypsum-cement <SEP> from <SEP> slag <SEP> 80 <SEP>% <SEP>
<tb>
EMI5.4
pulverulent lime stone of which 50. are more. ends as 2 ,, 20. '
EMI5.5
<tb> Tall.oil <SEP> ... <SEP> 0.03%
<tb>
Example 4.
EMI5.6
Portland cement. '. 50 '$ Powdered quartz of which 10CY have a ..J. ''
EMI5.7
<tb> dimension! <SEP> of <SEP> lower part <SEP>
<tb>
EMI5.8
at 500 / ± 45
EMI5.9
<tb> Quartz <SEP> powder <SEP> of which <SEP> 50 <SEP>% <SEP> have <SEP> a
<tb>
<tb> <SEP> dimension <SEP> lower particle <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> to <SEP> 2 <SEP> <SEP> 5%
<tb>
<tb>
<tb> Ethyl-hydroxy-ethyl <SEP> cellulose <SEP> including <SEP> the
<tb>
<tb> viscosity <SEP> is <SEP> from <SEP> 8000 <SEP> to <SEP> 12000 <SEP> oenti- <SEP>. <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> poises <SEP> 0.06%
<tb>
<tb> Tall <SEP> oil <SEP> 0.03%
<tb>
Example 5
EMI5.10
Ciment de Portiand 85
EMI5.11
<tb> Sand-finely <SEP> crushed <SEP> of which <SEP> 50% <SEP> have <SEP> a '
<tb>
<tb> dimension <SEP> of <SEP> particle <SEP> inner <SEP> to
<tb>
EMI5.12
';
.5 rf, '..', Fine sand of which 100% -ont ""; 10 particle sizes inféyieupe. To 500 f, t o
<Desc / Clms Page number 6>
EMI6.1
Ethyl-hydroxy-ethyl cellulose, the viscosity of which is from 8000 to 12000 op. 0.03 f, Sodium pentachloro ophenolate OeOO3%
EMI6.2
<tb> Tall <SEP> oil <SEP> 0.03 <SEP>%
<tb>
Example 6.
Cornac to the Exempta 5, corn with methyl cellulose with a viscosity between 5000 and 10000 op and with
EMI6.3
0003 of sodium pentachlorouhenolate.
Exomple 7.
As in Example 5, but with hydroxy-ethyl cellulose, the viscosity of which ranges from 5,000 to 10,000 op and with 0.003% of penta-
EMI6.4
sodium chloro9henolate.
Example 8 Cosae to Example ornais with lehydroxy-propyl cellulose, the viscosity of which ranges from 3000 to 8000 cp. and with OeOO3 de'penta. sodium chlorophenolate.
Example 9.
EMI6.5
As in Example 5, but with methyl-hydroxy-ethyl cellulose, the viscosity of which ranges from 4000 to 8000 op. and with 1003% sodium tetrachlorohenolate and also with 1003% calcium lignin replacing tall oll.
The binding compositions of Examples 1 to 9 can be advantageously used to produce plaster and. mortar ready to
EMI6.6
11 use, denoKtné plaster Boa that mixes with water, on the site.
To illustrate the effect of the invention, a binder according to Example 1 is compared with various binder mixtures currently used containing Portland cement and pulverized lime, in
EMI6.7
which . the mortar is produced by helapge with standardized sand having the size distribution of 'Pa; r "t: i.oulà, su1v.ante:
<Desc / Clms Page number 7>
EMI7.1
bzz less than, 2 mm 67% "to 1 mm. 33% Il to il .1 33% 2
EMI7.2
<tb> 12% <SEP> "<SEP> to <SEP> 0.15 <SEP> mm <SEP>. <SEP>
<tb>
<tb>
2% <SEP> "<SEP> to <SEP> 0.08 <SEP>"
<tb>
The working characteristics of the mortar are given as
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being 'the aptitaàe to retain water, and resistance to. after 28 days, they are determined according to standardized methods. The results are shown in Table I below. In this table the qualities of the mortar are indicated from A to D, A indicating the highest quality. These designations correspond to those prescribed
EMI7.4
by the Swedish building authorities (rlçunJ ..
By8gnadsaty.-elsons An-ieningar'till ByggnadsstadGan 1960: 1 ('1L8 1960 "). The mortar designations also correspond to those given in BABS 1960, where K stands for lime and C for cement, and the numbers are in order parts by volume of lime, cement and sand.
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U [3TJ "8AU .. l:
EMI7.6
<tb> Quality <SEP> Designation <SEP> Report <SEP> Suitability <SEP> to <SEP> Resistance <SEP> to <SEP> end <SEP> 2 <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> of <SEP> tion <SEP> of. <SEP> binder / sand <SEP> <SEP> retention <SEP> of <SEP> 28 <SEP> days <SEP> in <SEP> Kg / cm
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> mortar <SEP> mortar <SEP> in <SEP> volume <SEP> of <SEP> water <SEP>.
<tb>
EMI7.7
ompxossioz .a 7.xior, 'Flexural compression ¯, - ..., - jn-rr.tT. ###### <- ###. ########. ### '"" "" A Xa 1 s4 s 20 l14 31 266 50 B Ka 3.; 1s8 1: 4 56 105 31 Ka 2: 1: 12 1: 4 67 60 22
EMI7.8
<tb> D <SEP> K <SEP> 1: 5 <SEP> 1: 5 <SEP> 80 <SEP> 2
<tb>
EMI7.9
Example 192> 5 76 216 '46 D lis 63 116 â5 according to 1' l17 w 83 28
EMI7.10
<tb> D <SEP> the invention <SEP> '<SEP> 1: 9 <SEP> 51 <SEP> 70 <SEP> 25
<tb>
<Desc / Clms Page number 8>
The table shows that we bridge:
use the mortar according to the invention in all grades of mortar quality by mixing it with 2.5 to 9 times as much sand, without losing strength and acceptable working characteristics. 'water, which must not' drop below 30% remains very close to the acceptable limit for a mortar whose
K / C is equal to 1/4, while all mortars according to the invention; tion have very good values from this point of view, In the normal class C the amount of binder can be reduced by 35% thanks to the invention, this class is that normally used for:
areas with a temperate climate.
Examples 10 to 14 show the power of water retention and water separation for certain mortar compositions according to the invention, compared to standard mortars.
All mortars include tall oil as a surfactant, and air is entrained in such quantities as the content of; air measured in the fresh mortar is 20% for a consistency; of 20 mo. After taking a sample and checking, the consistency is therefore adjusted to 20 mo with water. The amount of tall oil required to adjust the air content to 20% is about 0.03. In some examples, cellulose derivatives associated with sodium pentachlorophenolate are also added.
The finely divided chunk used in Example 12 corresponds to the limit curve in Fig.1. The water-holding power, is the ability of the mortar to retain water, when a fresh layer of mortar is sucked under a vacuum of 50mm of mercury for 60 seconds * for the mortar to be considered good , it must always have an ability to retain water at least 30%.
Water separation is the flow of water, which separates from fresh mortar however where it is. rest. The amount of water,
<Desc / Clms Page number 9>
trimmed is given in millialiters and is measured from 600 milliliters of mortar after two hours. 'An acceptable water separation is less than 10 milliliters. We measure the consistency of. mortar in a device called a Mometer.
Example 10.
We ground together 75% unground Portaland cement, 5% gypsum ot 15% finely ground powdery limestone of which 100% have a particle size less than 500, and, powdery limestone even more fine of which 90% .have a dimension less than 10 m as well as with 0.025% of ethylhydroxy-ethyl cellulose having a visoosity of 8000 to 12000 centi-. poises, in which are mixed 10% of sodium pentaohlorophenolate, calculated on the weight of the cellulose derivative.
This binder composition is then mixed with various amounts of sand. quality, standardized and also with 2 'water to form a mortar whose air content is adjusted to 20% by tall oil.
After this, water retention, and water separation is measured. mortar.
.We obtain the following results'
EMI9.1
<tb> Parts <SEP> in <SEP> Parts <SEP>. in <SEP> Retention <SEP> Separation
<tb>
<tb> weight <SEP> of. <SEP> weight <SEP> of <SEP> 'of water, <SEP> of water.
<tb> binder <SEP> -sable <SEP> ml
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 100 <SEP> 350 <SEP> 84 <SEP> 0
<tb>
<tb>
<tb> 100 <SEP> 650 <SEP> 75 <SEP> 0.9
<tb>
<tb>
<tb> 100 <SEP> 900 <SEP> 56 <SEP> 1,2
<tb>
<tb>
<tb> 100 <SEP> 1150 <SEP> 32 <SEP> 1.3
<tb>
Example 11.
We mix 'du. Portland cement at 0.03% tall oil and sand in various proportions until an air content of 20% is obtained at a consistency of 20 mo. The water retention and water separation from the mortar are then measured.
We get the
<Desc / Clms Page number 10>
next results
EMI10.1
<tb> Parts <SEP>, in <SEP> parts <SEP> in <SEP> Retention <SEP> separation
<tb>
<tb> weight <SEP> of <SEP> weight <SEP> of <SEP> of water, <SEP> of water ..
<tb>
<tb>
<tb> binder <SEP> sand <SEP>% <SEP> ml
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 80- <SEP> 350 <SEP> .. <SEP> 41 <SEP> 7.6
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 80 <SEP> 650 <SEP> 16 <SEP> '<SEP> 13.1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 80 <SEP> 900 <SEP> <<SEP> 10 <SEP> 13.2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 80 <SEP> 1150. <SEP> <<SEP> 10 <SEP> 15.8
<tb>
Example 12.
80% Portland cement, 20% finely ground powder limestone of which 90% has a particle size less than 10, and 0.03% tall oil, are mixed and diluted with standard grade sand and water, until a mortar is formed, the water retention and separation of which is determined. tion of water. The following results are obtained
EMI10.2
<tb> Parts <SEP> en- <SEP> Parts <SEP>, en. <SEP> Retention '<SEP> Separation
<tb>
<tb> weight <SEP> of <SEP> -weight <SEP> of <SEP> of water ..
<SEP> of water.
<tb>
<tb> binder <SEP> sand <SEP>% <SEP> ml
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 100 <SEP> 3350 <SEP> 86 <SEP> 0
<tb>
<tb>
<tb> 100 <SEP> 650 <SEP> 61 <SEP> 3.1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 100 <SEP> 900 <SEP> 50 <SEP> 3.1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 100 <SEP> 1100 <SEP> 32 <SEP> 9.5
<tb>
Example 13.
A standardized mortar is prepared, containing Portland cement, hydrated lime, 0.03% tall oil and various amounts of sand, followed by determination of water retention, and water separation for an air content. of 20% and a consistency of 20 mo.
The following results are obtained;
<Desc / Clms Page number 11>
EMI11.1
<tb> Parts <SEP> ', .en <SEP> Parts <SEP>: en¯, <SEP> Parts <SEP> in <SEP> Retention <SEP> Separation @
<tb>
<tb> weight <SEP> of <SEP> weight <SEP> of <SEP> '<SEP> weight <SEP> of <SEP> of water <SEP> of water.
<tb>
<tb> lime <SEP> hydrated <SEP> '. cement <SEP> of <SEP> sand <SEP>, <SEP>% <SEP> ml
<tb>
<tb> Portland
<tb>
<tb>
<tb> 10 <SEP> 90 <SEP> 450 <SEP> 41, <SEP> 11.6
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 35 <SEP> 65 <SEP> 550 <SEP> 55 <SEP> 5.4
<tb>
<tb>
<tb> 50 <SEP> 50, <SEP> 625. <SEP> 65 <SEP> 2.1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 100 <SEP> 0 <SEP> 1050. <SEP> 68 <SEP> 3.7
<tb>
Example 14.
Portland lime SODA, 15% powdery limestone of which 100% has a particle size less than 500.5% of powdery limestone of which
90% have one dimension. of particle less than 10, and 0.0 of tall oil containing 10% sodium pentachlorophenolate, based on the weight of the cellulose derivative:
100 parts by weight of the composition are diluted with 900 parts by weight of nonmalized sand and also water to form a mortar which is formed. adjusts the air content to 20% at a consistency of 20 mb. the water retention and the water separation are then determined and the following results are obtained;
EMI11.2
<tb> Cellulose <SEP> <SEP> derivatives <SEP> Retention <SEP> Separation
<tb>
<tb>
<tb> of water. <SEP>% <SEP> water, <SEP> in <SEP> ml
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> None <SEP> 37 <SEP> 8.7
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ethyl <SEP> -hydroxy-ethyl <SEP> cellulose <SEP> having
<tb>
<tb>
<tb> a <SEP> viscosity <SEP> of <SEP> 8000-12000 <SEP> centi- <SEP> 41 <SEP> 4.4
<tb>
<tb>
<tb> poises
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Methyl <SEP> cellulose <SEP> having <SEP> a <SEP> viscosity
<tb>
<tb>
<tb> from <SEP> 5000 <SEP> to, 10000 <SEP> centipoise <SEP> 40 <SEP> 1.5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Hydroxy-ethyl <SEP> cellulose <SEP> having <SEP> a
<tb>
<tb>
<tb> viscosity <SEP> of <SEP> 5000 <SEP> - <SEP> 10000 <SEP> contipoise <SEP> 30 <SEP> 4,
6
<tb>
<Desc / Clms Page number 12>
EMI12.1
Eydroxy> ropyl aelllose aynn% ane '' Hydroxypr6py3 / oellnloae having a viscosity of 3000-8000 oentipoiaes 5'2 0.0 Mthyl-ïydxoxy-btxy: cellulose having
EMI12.2
<tb> a <SEP> viscosity <SEP> of <SEP> 4000-8000 <SEP> centipoise <SEP> 41 <SEP> 0.8
<tb>
Tests show that if only portland cement is used as a hydraulic binder with. tall oil / and water., acceptable values for water retention and water separation are obtained only if the amount of
EMI12.3
sand is 68ale to about 3.5 times that of cement (Example 11):
If, according to the invention, very fine gravel is added, acceptable values are obtained and the binder can be diluted with sand in large quantities without lowering the characteristics. ticks. Acceptable values are obtained even if Portland cement is mixed in a known manner with hydrated lime (powdered lime), but the resistance is then
EMI12.4
very basic compared to that of the compositions according to Ilinventïoul
If we :
replaces part of the extremely fine divided chippings with less finely divided chippings and if small amounts of cellulose derivatives according to the invention are added very good retention values are obtained. water and water separation, while at the same time good resistance values are obtained.
Of course, the invention is not limited to the embodiments described and shown which have been chosen only as examples.