BE712416A

BE712416A -

Info

Publication number: BE712416A
Authority: BE
Priority date: 1968-03-19
Filing date: 1968-03-19
Publication date: 1968-09-19

Description


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   La présente invention concerne des mortiers à base de ciment et, en particulier, un mortier à base de ciment qui présente de grandes forces de liaison. La présente invention concerne spécialement une composition particulière de mortier à base de ciment, où   l'on     ajoute à   un ciment, une charge et de l'eau, une émulsion'd'un terpolymère pour former un mortier. 



  La présente invention concerne plus spécialement un mortier à base de ciment contenant du ciment, une charge, de l'eau et un   terpolyrnère   d'acrylate d'alkyle, de styrène et d'acide acryli- que. 



   On sait qu'il existe un grand nombre de mortiers dont la plupart servent à lier ensemble des matières particulières. 



  Il existe de nombreux mortiers anciens et bien connus pour bien des briques d'argile cuite, certains de ces mortiers étant éga- lement des liants efficaces pour des blocs de ciment, des blocs de cendre et des blocs d'argile. Cependant, pour obtenir la plus grande force de liaison, la plus grande résistance à la compres- sion et la plus grande résistance à l'état humide, il a été nécessaire, en pratique, de préparer des mortiers particuliers convenant pour certains travaux particuliers. Une des difficul- tés qu'on a rencontrée a été la formation d'un mortier pour lier efficacement des éléments de construction constitués partielle- ment d'un liant bitumineux.

   Ce problème est compliqué car les matières qui lient efficacement ensemble des matières bitumi- neuses sont fort coûteuses par rapport au mortier ordinaire 

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 pour lier des blocs de ciment et des briques d'argile cuite. 



  Ainsi, pour que ces éléments de construction, dont le liant est une matière bitumineuse, puissent être compétitifs par rapport aux éléments de construction généralement employés, on doit utiliser, par nécessité, une matière à forte résistance et peu coûteuse comme liant entre les éléments structuraux contenant du bitume. De plus, la matière à utiliser doit pouvoir être appliquée aisément. Ainsi, il est évident qu'on ne peut pas demander à un chimiste ou un ingénieur fort qualifié de devoir formuler cette matière sur le chantier. 



   Or, on a trouvé qu'on peut obtenir selon la présente invention un mortier à base de ciment fort efficace. Les mor- tiers décrits plus loin sont compétitifs du point de vue coût par rapport aux matières connues sur le marché. Le mortier selon la présente invention est constitué d'un mortier ordi- naire de sable, de ciment et d'eau auquel on a ajouté une émul- sion d'un terpolymère. On a préparé le terpolymère en polyméri- sant une émulsion d'acrylate d'alkyle, de styrène et d'acide acrylique. L'émulsion est constituée principalement d'environ 
20 à 55% en poids de matières polymérisables et de 80 à 45% en poids d'eau. 



   Le terpolymère qu'on utilise pour la présente inven- tion est constitué d'un acrylate d'alkyle à chaîne alkylée ayant de 1 à 12 atomes de carbone, de styrène et d'acide acrylique. ' 
On mélange les composés organiques dans de l'eau avec une matiè- re qui diminue la tension superficielle de l'eau et qui permet ainsi d'y introduire les composés organiques. Une telle matière est choisie parmi des agents tensio-actifs ayant un indice HLB de 11 à 18 environ, de préférence de 12,5 à 17,8 environ, 

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 EMI3.1 
 Les agents tenqio-actifs à utiliser sont, .de préfé- rence, des matières non ioniques. Cependant, on peut utiliser un mélange d'agents tensio-actifs anioniques et non ioniques si le rapport entre l'agent non ionique et l'agent   anionioue   est supérieur à 1.

   On doit ajouter au mélange aqueux, en plus des matières précédentes, un catalyseur pour permettre'la polymérisation des trois constituants organiques,   c'est-à-dire   l'acrylate, le styrène et l'acide acrylique. 



   Les agents tensio-actifs qu'on peut utiliser pour la mise en oeuvre de la présente invention englobent les con- densats non ioniques d'esters d'acides gras, des éthers-esters, des éthers d'alcools gras, des éthers alkylaryl polyglycol, des amides gras éthoxylés et des dérivés fluorés des groupes de composés susdits,   c'est-à-dire   la partie lipophyle de la molécule dont l'hydrogène ordinaire a été remplacé par le fluor. 



   Les agents tensio-actifsnon ioniques représentatifs qu'on peut citer comprennent les composés répondant aux formules : 
RO(CH2CH2O)n H 
 EMI3.2 
 RR'O(CH2cH20)n H RR'CH20{CH2CH20)n H RO(CH(CH3)CHZO)n (CH2CH2O)m H où R représente un radical alkyle, R' un radical phénylène et où n et m sont des nombres positifs; les valeurs de n et m ainsi que le nombre d'atomes de carbone dans R sont tels qu'on obtient des proportions conformes aux exigences requises pour les agents   tensio-actif s   mentionnés plus haut. 



   Les matières qu'on polymérise pour former le terpoly- mère sont les suivantes : l'acide acrylique, le styrène et un acrylate d'alkyle tel que l'acrylate d'éthyle, l'acrylate de 

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 butyle, l'acrylate d'hexyle, l'acrylate d'octyle, l'acrylate d'heptyle, l'acrylate de décyle, l'acrylate de dodécyle, l'acry- late de tétradécyle, l'acrylate d'hexadécyle, l'acrylate d'hep- tadécyle, l'acrylate d'octadécyle et l'acrylate de hendécyle. 



   Les catalyseurs qu'on utilise dans la polymérisation des trois composés en vue de former les   terpolymères   peuvent être n'importe quel catalyseur reconnu comme étant efficace. 



  Bien que le catalyseur puisse agir dans un milieu aqueux, il est évidemment préférable qu'il soit soluble, partiellement soluble ou compatible avec de l'eau. Les types de catalyseur qu'on préfère utiliser dans la présente invention sont   évidem-   ment les catalyseurs du type peroxyde, c'est-à-dire un cata- lyseur ayant une quantité en excès d'oxygène disponible. Les persulfates de métaux alcalins et le peroxyde d'hydrogène sont compris parmi ces composés. On peut utiliser ces peroxydes soit seuls, soit avec des agents réducteurs, tels que les métabisulfite de sodium, sulfite de sodium ou thiosulfate .de sodium. 



   Conformément à la présente invention la polymérisa- tion en émulsion se fait avec environ 25 à 60% en poids de styrène, 75 à 40% en poids d'acrylate et 0,5 à   6%   en poids d'acide acrylique. Le total des % en poids des trois consti- tuants est environ égal à   100%   du terpolymère. La polymérisa- tion des trois constituants se fait en présence d'eau de telle manière que la concentration des constituants du terpo- lymère soit égale à   20-65%   en poids de l'émulsion qui comprend les trois constituants du terpolymère et de l'eau. 



   A ce mélange des trois constituants et d'eau, on ajoute un agent tensio-actif pour émulsionner les trois consti- tuants dans l'eau. Les agents tensio-actifs qu'on peut utiliser 

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 peuvent être choisis parmi un agent tensio-actif non ionique, un mélange d'agents tensio-actifs non ioniques ou un mélange d'agents   tensio-actifs   non ioniques et anioniques dont le rap- port entre l'agent tensio-actif anionique et l'agent   tensio..   



  ,actif non ionique est inférieur à   1,   A l'aide d'un catalyseur de polymérisation on provoque la polymérisation des trois constituants du   terpolymère   dans l'eau. La polymérisation des trois constituants de terpolymère a lieu avant l'addition de l'émulsion au ciment et au sable pour former le mortier. 



   On peut utiliser l'émulsion du terpolymère pour les mortiers ordinaires connus. Ceux-ci se composent d'un agrégat, normalement de sable, d'un ciment, tel que le ciment de Portland, et de l'eau, le rapport en volume entre le ciment et le sable .   étant de 1 :2 1 :9. ce mélange on ajoute de l'eau et l'émul-   sion selon la présente invention. 



   Les exemples suivants sont donnés à titre illustratif seulement et il est évident que l'invention n'est nullement limitée par ceux-ci. 



   EXEMPLE 1. 



   On lie ensemble des éléments de construction obtenus par un liant bitumineux et du sable, en utilisant des mortiers selon la présente invention, le mortier de ciment ordinaire et un mortier ordinaire qu'on a modifié en y ajoutant de l'acé- tate de polyvinyle. Le mortier selon la présente   invention'   a été obtenu en mélangeant avec du sable et du ciment de Portland une émulsion comprenant 40% en poids de polymère et 60% en poids d'eau et contenant un agent tensio-actif constitué de nonyl- phénol polyéthoxylé ayant 50 moles d'oxyde d'éthylène, ledit polymère de l'émulsion comprenant 65% en poids d'acrylate d'éthy- le, 35% en poids de styrène et 1% en poids d'acide acrylique, On 

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 a utilisé le mélange constitué de l'émulsion, du sable, du ciment de Portland et 'de l'eau comme mortier.

   Le mortier or- dinaire comprenait   21,4%   en poids de ciment de maçonnerie, 64% en poids de sable et   14,6%   en poids d'eau. Le mortier modifié d'acétate de polyvinyle comprenait   62,4%   en poids de sable, 21,8% en poids de ciment de Portland et   10,5%   en poids d'eau auquel on a ajouté 5% en poids d'émulsion d'acétate de poly-   vinyle.   Ensuite on a examiné les trois mortiers selon l'essai   ASTM     E-149.   Les résultats obtenus sont montrés au tableau qui   suit :

   :   
TABLEAU. 
 EMI6.1 
 
<tb> force <SEP> de <SEP> liaison,
<tb> 
<tb> Mortier <SEP> à <SEP> base <SEP> de <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> d'émul- <SEP> en <SEP> kg/cm2
<tb> 
<tb> 
<tb> ciment <SEP> sion <SEP> dans <SEP> le <SEP> mortier <SEP> à <SEP> l'état <SEP> à <SEP> l'état
<tb> 
<tb> ¯¯ <SEP> sec <SEP> humide
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Mortier <SEP> avec <SEP> le
<tb> 
<tb> terpolymère <SEP> 6 <SEP> 11,59 <SEP> 4,42
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> idem <SEP> 13 <SEP> 21,79 <SEP> 7,03
<tb> 
<tb> 
<tb> idem <SEP> 13* <SEP> 22,49 <SEP> 5,97
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Mortier <SEP> avec <SEP> l'acé-
<tb> 
<tb> 
<tb> tate <SEP> de <SEP> polyvinyle <SEP> 5 <SEP> 21,09 <SEP> 2,81
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Mortier <SEP> ordinaire <SEP> - <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> 
 * Emulsion formulée dans une   installation   d'essai,

   La force de liaison à l'état humide a été déterminée conformé- ment à   l'essai   ASTM   E-149,   après que les mortiers furent trem- pés dans de l'eau pendant 24 heures. 



   EXEMPLE 2. 



   On a essaya plusieurs compositions de mélange d'acé- tate de polyvinyle   avec;du   sable et du ciment de Portland. Il   s'est   révélé que la résistance   à   l'état humide reste identique lorsque le % en poids de l'acétate de polyvinyle augmente. 



  Comme on peut le voir au tableau ci-dessus, la composition ter- polymère selon la présente invention donne de bonnes forces 

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   .. CI    de liaison à   l'état   sec et à l'état humide, Les résultats      mentionna plus haut obtenus dans les installations d'essai   indiquent   qu'on peut mélanger les matières à l'échelle indus- trielle et qu'elles présentent les mêmes propriétés que celles mélangées en laboratoires. 



   REVENDICATIONS. 



   1,- Composition de mortier à base de ciment compre- nant un agrégat, du ciment, une émulsion de   terpolymbre   et de l'eau, cette émulsion de terpolymère étant constituée par le terpolymère d'acrylate d'alkyle ayant de 1 à 18 atomes de car. bone, de styrène et d'acide acrylique.

Claims

2.- Composition de mortier à base de ciment compre- nant un agrégat, du ciment et une émulsion aqueuse de terpoly.. mère, celle-ci étant constituée essentiellement par de l'acide acrylique, du styrène, de l'acrylate d'alkyle ayant de 1 à 18 : atomes de carbone, un agent tensio-actif non ionique et un peroxyde comme catalyseur de polymérisation, 3.- Composition suivant la revendication 2, caracté- risée en ce nue l'acrylate d'alkyle est l'acrylate d'éthyle.

4.- Composition suivant la revendication 2, caracté- risée -ce que le catalyseur est un mélange d'un persulfate ,de métal alcalin et d'un métabisulfite de métal alcalin.

5.- Composition de mortier à base de ciment constituée .

.essentiellement de'sable, de ciment de Portland, d'une émulsion de terpolymère et d'eau, ladite émulsion de terpolymère compre- nant principalement de l'eau, de l'acide acrylique, du styrène, de l'acrylate d'éthyle, un agent tensio-actif non ionique et un catalyseur comprenant essentiellement du K2S2O8 et du Na2S2O5 dans de l'eau.

6.- Mortier, en substance, tel que décrit plus haut, notamment à l'aide des exemples.