CH618668A5

CH618668A5 - Hydraulic mortar composition

Info

Publication number: CH618668A5
Application number: CH10377A
Authority: CH
Inventors: Marc Deschamps
Original assignee: Solvay
Priority date: 1976-02-02
Filing date: 1977-01-05
Publication date: 1980-08-15
Also published as: FR2355787A1; NL7701084A; DE2701267A1; BE850903A; FR2355787B1; ES455547A1; IT1067962B

Description

La présente invention a pour objet des compositions de mortier hydraulique pouvant convenir notamment comme enduit mural à usage extérieur ou intérieur, pour la pose ou le jointoiement de carrelages tels que des carrelages de recouvrement muraux, et comme matériau de moulage.

Les enduits muraux et les mortiers utilisés pour la pose ou le jointoiement de carrelages sont préparés en général par gâchage à l'eau d'une composition comprenant un liant hydraulique tel qu'un ciment portland ou du plâtre, par exemple, éventuellement en mélange avec une matière de charge telle que du sable, par exemple, et un ou plusieurs additifs supplémentaires destinés à leur conférer des propriétés particulières.

Il est également connu de confectionner des objets moulés, par exemple des statuettes ou des moulures ornementales, à partir de plâtre ou d'autres liants hydrauliques.

Pour améliorer les propriétés mécaniques des mortiers, notamment leur résistance à la fissuration et aux chocs, ainsi que les propriétés rhéologiques des mortiers frais, on a déjà proposé de mélanger des fibres d'amiante au liant hydraulique.

Toutefois, l'incorporation d'amiante dans les compositions pour mortiers présente divers inconvénients. Il en résulte notamment un danger grave pour la santé du fabricant et de l'utilisateur de la composition de mortier à l'état de poudre, à cause du caractère toxique des fibres d'amiante.

Par ailleurs, lorsqu'on souhaite un mortier blanc, par exemple dans le but de réaliser un enduit mural blanc ou des joints blancs entre des carreaux céramiques, il est nécessaire d'incorporer aux constituants du mortier un pigment blanc de qualité supérieure,

par exemple du bioxyde de titane, de manière à compenser la teinte grise de l'amiante. L'addition de ce pigment grève évidemment le prix de revient du mortier, sans contribuer pour autant à en améliorer les caractéristiques mécaniques.

La titulaire a constaté à présent qu'il est possible de remédier à ces inconvénients des compositions connues pour mortiers, en y remplaçant l'amiante par des fibrilles d'un polymère synthétique.

En conséquence, l'invention concerne des compositions de mortier hydraulique convenant notamment comme enduit mural, pour la pose et/ou le jointoiement de carrelages et comme matériau de moulage, lesdites compositions comprenant un liant hydraulique et éventuellement une matière de charge et des additifs, le perfectionnement consistant en ce que les compositions contiennent entre 0,05 et 3% en poids de fibrilles d'un polymère synthétique et entre 0,05 et 0,5% en poids d'un agent mouillant du polymère. Le solde est normalement constitué par le liant, la matière de charge et les additifs éventuels, en proportions connues en soi pour les mortiers hydrauliques.

Les fibrilles dont il est question dans les compositions de mortier suivant l'invention sont une structure spécifique de la matière polymère. Elles consistent en un agrégat d'une multitude de filaments très ténus, d'aspect pelliculaire, connectés entre eux de manière à former un réseau tridimensionnel. D'aspect floconneux, les fibrilles ont une forme oblongue; leur longueur varie de 0,5 à 50 mm environ et leur diamètre de quelques microns à 5 mm environ. Elles sont caractérisées par une surface spécifique élevée, supérieure à 1 m2/g et même, dans beaucoup de cas, à 10 m2/g.

Les fibrilles utilisées dans la composition de mortier suivant l'invention ont de préférence une longueur sensiblement comprise entre 0,5 et 15 mm et un diamètre inférieur à 0,5 mm.

D'une manière générale, tous les polymères aptes à être filés conviennent pour la fabrication des fibrilles utilisées dans les compositions de mortier suivant l'invention. A titre d'exemple, on peut citer les polyoléfines, les polyamides, les polyesters thermoplastiques, les polyuréthannes, les polymères vinyliques et les polymères acryliques. On peut avantageusement utiliser des fibrilles en polyéthylène, en polypropylène ou en polyfluorure de vinylidène.

Les fibrilles utilisées dans les compositions de mortier suivant l'invention peuvent par exemple être fabriquées en soumettant un mélange biphasique d'un polymère à l'état fondu et d'un solvant, à une détente brusque au travers d'un orifice approprié, comme décrit notamment dans les brevets français N05 1596107 du 13 décembre 1968, 2148449 et 2148450 du 1er août 1972, et dans les brevets belges N°s 811778 du 1er mars 1974 et 824844 du 17 janvier 1975, tous au nom de la titulaire.

En variante, les fibrilles utilisées dans les compositions de mortier suivant l'invention peuvent évidemment être fabriquées par d'autres procédés, par exemple par l'un ou l'autre des procédés décrits dans les brevets français Nœ 1214157 du 10 juin 1958 et 1472989 du 24 septembre 1965, au nom de E.I. du Pont de Nemours and Co. Dans ces procédés de fabrication, on obtient toutefois des mèches fibrillées continues, qu'il convient ensuite de déchiqueter, par exemple par broyage, pour obtenir des fibrilles utilisables dans les compositions de mortier suivant l'invention.

L'agent mouillant utilisé suivant l'invention a pour fonction d'assurer une distribution homogène des fibrilles, lorsque les compositions de mortier sont gâchées à l'eau, au moment de leur utilisation. Il peut par exemple être choisi parmi les éthers cellulosiques, le polyacétate de vinyle, l'alcool polyvinylique et la caséine.

Le liant hydraulique peut comprendre n'importe quel liant habituellement utilisé dans les mortiers hydrauliques, par exemple de la chaux hydraulique, du plâtre, des ciments tels que le ciment portland, les ciments de hauts fourneaux, les clinkers.

Suivant le type de liant utilisé, il peut être nécessaire ou avantageux d'incorporer une matière de charge à la composition de mortier, en quantités variables suivant la nature du liant, sa

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granulométrie ainsi que la variété et la granulometrie de la matière de charge. D'une manière connue en soi, la matière de charge peut par exemple comprendre du sable, de la veriniculite, de la perlite, des particules de verre.

Le sable éventuellement utilisé dans les compositions de mortier suivant l'invention peut être un sable naturel (par exemple du sable de sablière) ou un sable artificiel tel qu'un poussier résultant du concassage de roches dures ou de la granulation d'un laitier de haut fourneau.

Dans les compositions de mortier suivant l'invention, la teneur en fibrilles est réglée en fonction des propriétés recherchées pour le mortier.

Suivant l'invention, la teneur en fibrilles est sensiblement comprise entre 0,05 et 3% en poids de la composition de mortier. La teneur limite inférieure correspond à celle pour laquelle l'action des fibrilles sur les propriétés du mortier devient perceptible, tandis que la teneur limite supérieure est celle au-delà de laquelle les fibrilles ont une action défavorable sur les performances mécaniques du mortier.

Suivant l'invention, la teneur en agent mouillant des compositions de mortier est sensiblement comprise entre 0,05 et 0,5% en poids de la composition de mortier. La teneur en agent mouillant dépend de la nature de l'agent mouillant, ainsi que de la nature des fibrilles, de leurs dimensions et de leur quantité dans la composition de mortier. Elle doit être suffisante pour assurer un mouillage efficace des fibrilles et leur dispersion sensiblement homogène dans l'eau.

Les compositions de mortier suivant l'invention peuvent éventuellement comprendre des additifs communément utilisés pour conférer des propriétés particulières aux enduits ou mortiers hydrauliques, par exemple des fluidisants, des accélérateurs ou retardateurs de prise, des épaississants, des plastifiants, des hydro-fuges, en quantités connues en soi dans les compositions de mortiers hydrauliques.

Les compositions de mortier suivant l'invention trouvent une application dans la préparation de mortiers hydrauliques destinés notamment à l'application d'enduits muraux intérieurs ou extérieurs, à la pose ou au jointoiement de carrelages, ainsi qu'au moulage d'objet tels que des statuettes ou des moulures ornementales.

Les compositions de mortier suivant l'invention présentent l'avantage appréciable de permettre l'obtention de mortiers dotés de propriétés mécaniques élevées, au moins égales à celles obtenues à partir de compositions de mortiers connues contenant de l'amiante, tout en supprimant les inconvénients inhérents à l'amiante.

Toutes autres choses étant égales, les mortiers obtenus à partir des compositions suivant l'invention présentent l'avantage supplémentaire d'être moins sujets à la fissuration que les mortiers ou enduits connus.

Par ailleurs, grâce à l'utilisation de fibrilles de polymère blanc, les compositions de mortier suivant l'invention présentent l'avantage de se prêter à la réalisation d'enduits muraux ou de joints de mortier entre carrelages dont le degré de blancheur est supérieur à celui des enduits ou mortiers connus contenant simultanément de l'amiante et un pigment blanc tel que du bioxyde de titane. L'invention permet en outre, dans ce cas, de s'affranchir de la présence de pigment blanc dans la composition de mortier, ce qui en réduit le prix de revient.

Il est toutefois bien évident que les compositions de mortier suivant l'invention se prêtent également à la réalisation d'enduits muraux colorés, de joints colorés entre carreaux céramiques et d'objets moulés, colorés. Il suffit en effet, dans ce cas, d'incorporer un pigment à la composition de mortier suivant l'invention, tel que par exemple, suivant la teinte recherchée, des particules d'oxyde chromique, d'oxyde plombique, de Chromate de plomb ou de noir de carbone.

En variante, les fibrilles peuvent être imprégnées d'un pigment.

Dans une forme de réalisation particulière des compositions de mortier suivant l'invention, une matière de charge est incorporée au polymère utilisé pour la fabrication des fibrilles, de manière à conférer à celles-ci l'une ou l'autre propriété particulière. A titre de matière de charge, on peut par exemple incorporer au polymère du kaolin, de la silice, des craies broyées ou un pigment.

Dans une autre forme de réalisation particulière des compositions de mortier suivant l'invention, destinée plus particulièrement à la fabrication de mortiers blancs, le liant hydraulique comprend du ciment blanc ou du plâtre, et la matière de charge éventuellement présente comprend du sable blanc.

Dans une forme de réalisation avantageuse des compositions de mortier suivant l'invention, la teneur en fibrilles de polymère est sensiblement comprise entre 0,2 et 1% en poids de la composition.

Dans une forme de réalisation préférée des compositions de mortier suivant l'invention, l'agent mouillant est un éther cellulosique, tel que de la méthylcellulose, qui présente l'avantage de constituer, par la même occasion, un épaississant du mortier.

La composition suivant l'invention trouve notamment une application dans le recouvrement des façades de bâtiments avec un enduit protecteur et décoratif blanc ou coloré.

La composition suivant l'invention est encore utilisable pour appliquer un revêtement de carreaux céramiques sur une cloison verticale en maçonnerie d'un bâtiment.

Dans l'utilisation suivant l'invention, la quantité d'eau de gâchage de la pâte ou du mortier malléable dépend de la nature et de la granulométrie du liant, de la nature et de la granulométrie de la matière de charge éventuellement utilisée, ainsi que des proportions pondérales de liant et de matière de charge.

Les quelques exemples d'application qui vont suivre ont pour but d'illustrer l'invention sans toutefois en limiter-la portée.

Première série d'essais

On a préparé trois enduits muraux à partir de trois compositions de mortier différentes, à base de ciment blanc et de sable blanc.

L'exemple 1 concerne une composition de mortier antérieure à l'invention, contenant de l'amiante, tandis que les exemples 2 et 3 concernent deux formes de réalisation particulières de la composition de mortier suivant l'invention, exemptes d'amiante.

Dans chaque essai, on a mesuré la résistance à la flexion et le module d'élasticité de l'enduit, 28 j après son application, et on a calculé le rapport de ces deux grandeurs, qui est une mesure de la résistance de l'enduit à la fissuration. On a par ailleurs relevé le degré de blancheur de l'enduit, exprimé par le rapport, en pour-cent du facteur de réflexion diffuse de l'enduit au facteur de réflexion diffuse de l'oxyde de magnésium pur, ces deux facteurs de réflexion étant mesurés dans la portion violette et bleue du spectre.

Exemple 1 (comparatif) :

On a appliqué un enduit sur un mur vertical en maçonnerie à partir d'une composition de mortier antérieure à l'invention, contenant :

ciment blanc : 460 g sable blanc : 460 g charge isolante: 40 g méthylcellulose: 5,5 g amiante : 27,5 g bioxyde de titane: 7,5 g eau de gâchage: 40%

en poids de la composition

28 j après son application, l'enduit a présenté les caractéristiques suivantes :

résistance à la flexion (Rf) : 36,5 kg/cm2

5

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35

40

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4

module d'élasticité (E) : 525 kg/cm2

rapport Rf/E: 6,9%

degré de blancheur: 69%

Exemple 2:

On a appliqué un enduit sur un support vertical en maçonnerie, à partir de la composition de mortier suivante, conforme à l'invention:

ciment blanc:

460 g sable blanc:

460 g charge isolante:

40g méthylcellulose:

5,5 g fibrilles de polyéthylène:

10 g eau de gâchage:

42%

résistance à la flexion (Rf) : 34 kg/cm2 module d'élasticité (E) : 450 kg/cm2

rapport Rf/E: 7,6%

degré de blancheur: 72,5%

Exemple 3 :

On a répété l'essai de l'exemple 2 avec une composition de s mortier conforme à l'invention, contenant :

ciment blanc:

460 g sable blanc:

460 g charge isolante:

20 g méthylcellulose:

5,5 g fibrilles de polyéthylène:

10 g eau de gâchage:

40%

15 résistance à la flexion (Rf) : 38 kg/cm2

module d'élasticité (E) : 530 kg/cm2

rapport Rf/E: 7,2%

degré de blancheur: 72%

20 On a consigné, au tableau 1, les résultats obtenus avec les enduits des exemples 1 à 3.

Tableau I

Exemple

Résistance

Module

Rapport

Degré

N°

à la flexion d'élasticité

Rf: E

de blancheur

(kg/cm2)

(%)

1

36,5

525

6,9

69

2

34

450

7,6

72,5

3

38

530

7,2

72

On observe que les enduits obtenus à partir des compositions de mortier conformes à l'invention (exemples 2 et 3) présentent une résistance à la fissuration (exprimée par le rapport Rf/E) supérieure à celle de l'enduit obtenu à partir de la composition de mortier de l'exemple 1, antérieure à l'invention.

Par ailleurs, les enduits des exemples 2 et 3 (conformes à l'invention) présentent un degré de blancheur supérieur à celui de l'enduit de l'exemple 1 (antérieur à l'invention), contenant de l'amiante et du bioxyde de titane.

Deuxième série d'essais

Cette série d'essais a porté sur des mortiers adhésifs à base de ciment, destinés à la pose de carrelages. Dans chaque essai, on a relevé les caractéristiques mécaniques suivantes du mortier:

1. l'aptitude du mortier à l'écrasement, propriété qui conditionne la facilité d'application de carrelages sur une paroi; pour mesurer l'aptitude du mortier à l'écrasement, on a disposé, sur un support recouvert d'une feuille de papier, des bandes parallèles de mortier de 6 mm de largeur sur 4 mm de hauteur, espacées de 6 mm, on a écrasé ces bandes contre une plaque de verre de 5 x 5 cm et on a noté l'effort nécessaire pour que la totalité de la plaque en verre soit recouverte de mortier;

2. le retrait linéaire du mortier au cours d'un séchage de 28 j ;

3. l'adhérence du mortier aux carrelages, exprimée par l'effort de cisaillement nécessaire pour rompre une couche de mortier de 20 cm2 de superficie et de 3 mm d'épaisseur, liant entre eux deux carreaux de 5 x 5 cm. Dans chaque essai, on a procédé à deux mesures d'adhérence du mortier après 28 j de séchage, respectivement avec des carreaux en faïence et avec des carreaux en grès.

Parmi les exemples qui suivent, l'exemple 4 concerne une composition de mortier antérieure à l'invention, contenant de l'amiante, tandis que les exemples 5, 6 et 7 se rapportent à trois

35 compositions de mortier conformes à l'invention, exemptes d'amiante.

Exemple 4 (comparatif):

On a préparé un mortier adhésif à partir de la composition 40 suivante, antérieure à l'invention, contenant de l'amiante:

ciment: 400 g sable : 600 g méthylcellulose: 6 g amiante: 6,6 g eau de gâchage: 23%

Le mortier adhésif obtenu à partir de cette composition a présenté les propriétés suivantes, telles que définies ci-dessus:

so 1. aptitude à l'écrasement:

— après 5 mn de séchage:

— après 15 mn de séchage:

— après 30 mn de séchage:

5S 2. retrait linéaire après 28 j :

3. adhérence après 28 j :

— sur faïence:

— sur grès:

60 Exemple 5:

On a préparé un mortier adhésif à partir de la composition de mortier suivante, conforme à l'invention:

ciment: 400 g

« sable: 600 g méthylcellulose : 6 g fibrilles de polyéthylène : 2,2 g eau de gâchage : 25%

1,6 kg 2,5 kg 3,2 kg

0,78 mm/m

13 kg/cm2 3,4 kg/cm2

618 668

Le mortier a présenté les propriétés mécaniques suivantes :

1. aptitude à l'écrasement:

— après 5 mn de séchage:

1,5 kg

— après 15 mn de séchage:

2,5 kg

5

— après 30 mn de séchage:

3,4 kg

2. retrait linéaire après 28 j :

0,92 mm/m

3. adhérence après 28 j:

— sur faïence:

13 kg/cm2

10

— sur grès:

3,4 kg/cm2

Exemple 6:

On a répété l'essai de l'exemple 5, avec la composition de

15

mortier suivante, conforme à l'invention :

ciment :

400 g

sable :

600 g

méthylcellulose:

6g

20

fibrilles de polyéthylène:

4,4 g eau de gâchage:

29%

Le mortier obtenu avec cette composition a présenté les

propriétés suivantes:

1. aptitude à l'écrasement :

25

— après 5 mn:

1,5 kg

— après 15 mn:

2,4 kg

2. retrait linéaire après 28 j : 0,75 mm/m

3. adhérence après 28 j :

— sur faïence: 21 kg/cm2

— sur grès: 3,1 kg/cm2

Exemple 7:

On a répété les essais des exemples 5 et 6 avec la composition de mortier suivante, conforme à l'invention :

ciment:

400g sable:

600 g méthylcellulose :

6g fibrilles de polyéthylène :

6,6 g eau de gâchage:

33%

Le mortier préparé à partir de cette composition a présenté les caractéristiques mécaniques suivantes :

1. aptitude à l'écrasement :

— après 5 mn de séchage :

— après 15 mn de séchage:

— après 30 mn de séchage:

2. retrait linéaire après 28 j :

3. adhérence après 28 j :

— sur faïence:

— sur grès:

1.6 kg

2.7 kg 3,3 kg

0,70 mm/m

18 kg/cm2 3,3 kg/cm2

après 30 mn:

3,8 kg

On a consigné dans le tableau 2 les résultats obtenus avec les mortiers adhésifs des exemples 4 à 7.

Tableau II

Exemples Aptitude à l'écrasement (kg) Retrait Adhérence après séchage linéaire après 28 j après 28 j (kg/cm2)

N°

5 mn

15 mn

30 mn

(mm/m)

Faïence

Grès

4

1,6

2,5

3,2

0,78

13

3,4

5

1,5

2,5

3,4

0,92

13

3,4

6

1,5

2,4

3,8

0,75

21

3,1

7

1,6

2,7

3,3

0,70

18

3,3

On observe que les mortiers adhésifs des exemples 5, 6 et 7, Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées à

conformes à l'invention, présentent des propriétés comparables à la description qui précède, donnée à titre d'exemple non limitatif,

celles du mortier adhésif de l'exemple 4, antérieur à l'invention, sans sortir du cadre de l'invention.

tout en évitant la présence d'amiante. 50 — —

R

Claims

618 668

1. Composition de mortier hydraulique convenant notamment comme enduit mural, comprenant un liant hydraulique, caractérisée en ce qu'elle contient entre 0,05 et 3% en poids de fibrilles d'un polymère synthétique et entre 0,05 et 0,5% en poids d'un agent mouillant du polymère.

2. Composition suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle contient entre 0,2 et 1% en poids de fibrilles.

2

REVENDICATIONS

3. Composition suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les fibrilles sont en polyéthylène.

4. Composition suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les fibrilles contiennent une matière de charge.

5. Composition suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'agent mouillant comprend un éther cellulosique.

6. Composition suivant la revendication 5, caractérisée en ce que l'agent mouillant comprend de la méthylcellulose.

7. Composition suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les fibrilles ont une longueur comprise entre 0,5 et 50 mm, un diamètre au maximum égal à 5 mm et une surface spécifique supérieure à 1 m2/g.

8. Composition suivant la revendication 7, caractérisée en ce que les fibrilles ont une longueur comprise entre 0,5 et 15 mm et un diamètre inférieur à 0,5 mm.

9. Utilisation d'une composition suivant la revendication 1 comme mortier, caractérisée en ce qu'on ajoute de l'eau à la composition.

10. Utilisation suivant la revendication 9 pour la pose et le jointoiement de carrelages.

11. Utilisation suivant la revendication 9 pour la préparation d'un enduit mural.

12. Utilisation suivant la revendication 9 comme matériau de moulage.