Способ приготовления строительных материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК АЗ Мпи 1 Е 02 1) 3/12(5 НИЯ ЕТ ПАТЕНТУ 4027346/311.04.86850553212,04.85(21) (22) (31) (32) (33) (46) раст л.и.офобногоО 1 мерои с этом гид оличеств та, поли та, а от гидрофоб В каче-4 ОООООО п тва берут в от массы гр Х % т массы гр полимером ставляет 1 о вещества ное из груп ра, амин07.01.92, Бюл Сека С.А. (РК зате парле Ми Ложман, Лабор з Коссе (РК) Клод Бле Д честе гидроещество,реэ стеа выбр амин жира акие(5 (5 ание05-19 ни ТРОИТКЛЬ 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ1 Ю ИЗОБРЕП.КИЯМ И (ЛНРЫГИЯМПРИ ГКНТ ССОР САНИЕ ИЗ и лЭта Франсэ, стзр де л 11)рбанисмтуар Сантраль де(72) идье Иабер,Лоран Фруен, Жак-Луи Реймонеи Нгок Лан Тран (РК)3) 624. 138.4 (088.8)6) Авторское свидетельство СССРИ 1102853, кл, К 02 П 3/12, 1983.Стабираи 8778 . Прид непроницаемости грунтам М ВТ -90-07.Проспект фирмы "СЕКА", отделе е(54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СНЫХ МАТЕРИАЛОВ(571 Изобретение относится к областистроительства и может быть использовано при создании композиций длягражданских сооружений, в частностидля дорожных композиций. Цель изобретения - повыщение водостой 7 ости получаемого материала, Способ приготовления строительных материалов эакпючается в обработке иелкоэернистого,глинистого или илистого грунта катионным гидрофобным веществом в смесис анионактивным или неионогенныи вожи гидрированного и соли четвертичного аммония, т как диметилдистеариламмоний, диметилдижирный аммоний и диметилди(жирный гидрированный) аммоний, а в качестве полимера - лигносульфонаты, акриловые полимеры и сополииеры, полиакрилаты, полиметакрилаты, полиакриламиды,гидролизованные модифицированные целлюлозы, полимеры и сополимеры окиси алкилена, поливиниловые спирты и водорастворииые полисахариды, особенно камедЬ - кизельгур и склероглюкан. Кроме того, смесь катионного гидрофобного вещества с анионактивным или неионогенным водорастворимым полимером может включать поронкообразный минеральный наполнитель, соотноюение между которыми соответственно составляет от 1,5/1 до 3/50. Обработанный предлагаемым способом грунт имеет степень гидрофобности, характеризующуюся относительной диффузионной способностью, равной 0,90-0,995. 1 э,п, ф лыу 7 табл р11 чо 6 Ретс ние относится к (трпите(ьстну и может блггь использовано при создании композиции для гражданских сооружений, в частности, для до 5 рожних покрытий,11 с ьи изобретения является повлш 1 ение нодостойкости получаемого материала.Способ осуществляют следующим Образом.Обладающие малой гидрофобностьв грунты обрабатывают путем смешения с катионным гидрофобным веществом аминного типа, выбранного из группы, включающей амины, имеющие по крайней мере одну жирнуи цепь, или соли аминов, и анионактивныи или неионогенныи водорастворимым полимером с мол.м. ЗООО(1-4(1(1 О(1(1(1, взятыми соответственно в количестве О, 1-О, 2 и О, 1-О, 5 Х от массы грунта. Кроме того, грунт обрабатывают в отдельных случаях также порошкообразной смесьв катионактивного гидрофобного вещества с анионак-ч тивным полимером, включающей минеральный наполнитсль.Грунты, которые являются чувствительныии по отношению к воду и иогут быть эффективно обработаны совместно гидрофильным и гидрофобным веществами, могут быть мелкозернистыми, песчаными, гравелистыии, глинисто-песчаныии от суглинистых до очень илистых.Один из реагентов согласно предла 35 гаемоиу способу представляет собой вещество или сиесь веществ, выбран- Фных из группы катионных гидрофобных веществ. Такими продуктами являются жирные амины с длинными цепями общей формулы К(ККЯ, где один из радикалов К по крайней иере представляет собой линейнув или разветвленную, насыщенную или ненасыщенную, содержащую 1(1-24 атомов углерода углеводородную цепь, другие с идентичными или различья(ми целями, когда они не являются целями указанного типа, представляют собой короткие углеводородные радикалы с 1-4 атомами углеро50 да, или водород, причем предпочтительными веществами являются первичные моноалкиламины: лауриламин, олеиламин, стеариламий, в их чистой нли технической форме, как амин копры или амин сала и гидрираванного кира, Кроме того используют водорастворииые соли этих аминов, например хлориды,ацетаты, Аорми (ты, а также производныечетв ртичого а;иония оГ;щей формулыБ 1+ Ви х,где по крайней мере один из радикалов К означает линейнуи или разветвленнув, насыщенную или ненасыщенную углеводородную цепь с 1 Оатомами углерода. а другие радикалы К, когда они не представляют собой цепей такого же типа, являются короткими углеводородными радикалами, одинаковыми или разными, содержа(рии 1-4 атома углерода, причем Х представляет собой анион, такой как С 1 , Вг илиБОС 11, причем предпочтительныии веществами являются соли диалкнлдиметилаимония, дистеарилдиметиламмонийхлорид, в чистой или технической форме, ди(жиры)диметиламмонийхлорид или ди(гидрированный жир)-дииетиламмоний,Другой, используемый согласно изобретению реагент, проявляющий синергизм с первым агентом, представляет собой гидроАильный полимер и нейтральнув или анионнув макромолекулу. Известно существование явлений адсорбции таких структур глинами, адсорбции, сильно отличной от квази- необратимой адсорбции катионных, мономерных или полимерных соединений, результатои которой является флоккуляция, т.е. механическая агрегация частиц, которая модифицирует структуру материала, Такие продукты, не носящие ограничительный характер, выбирают среди следувщих веществ;лигносульфонаты, полиакрилаты, полиметакрилаты, гидролизованные полиакриламиды, поливиниловые спирты; полимеры и сополимеры алкиленоксидов, модифицированные целлюлозы, оксиалкилцеллвлозы, карбоксиалкилцеллилозы; полисахариды, камедь гуара, альгинаты, ксантан, каррагенаны.Существует большой диапазон в выборе этих гидрофильных полимеров ввиду того, что их молекулярная масса составляет 2(1(1(И 1-5(1(1(10(1 О, причем регулируют ее так, чтобы предел приемлемого минииуиа для молекулярной массы бып тем более низким, чем более резко выражен анионный характер этого полимера, например 3(1(1(1(1(1(1 дн . с овершенно неионной оксиэтилцеллюлозы иЗОООО для кдрбоксим т)ц(е(:(и.(озы, ( тестепень здмещения которой О,9,В обычных условия х с тр оитеч ь (хплощадок легко поучат(т )(редлдгдеематериалы стойкие к ноде, если доокончательной укладки осуществляютсмешение глинистых или илистых грунтов с поро(пкоЬбразными компози(рями,образованными смесью катионных гидрофобных веществ с указанными гидрофильными полимерами и минеральнымипорошками. Эти минеральные порошкипредпочтительно выбирают среди пычевидных фракций, обычно используемыхпри общественных работах, а именномелочи, получаемой за счет дроблениймягких пород (например, некристаллическне известняки) или крепких скальных пород (например, диоксид кремния,базальты). Особенно дешевы наполнители, образованные отходами от первичного измельчения песков, которыечасто выбрасывают из-за значительногосодержания в них глинистых элементов, 25В предлагаемом способе используютпорошкообразные смешанные композиции,получаемые путем пульверизации принагревании в смесителе катионногогидрофобного вещества в расплавленном З 0виде или в виде концентрированногораствора, смешивания и при необходимости повторного измельчения, затемсмешивания с нужным количеством гндрофильного полимера, взятого такжев порошкообразной форме.35Степень повьш(ения водостойкостиполучаемого материала оценивают почувствительности контрольных и обработанных материалов к капиллярному40поднятию в тонком слое, 1(ля проведения этого опыта наносят тонкий слойматериалов на соответствующую основу,После полного высушивания погружаютего в жидкость своим основанием и45измеряют перемещение фронта смдчивания в зависимости от времени, Кзмерение проводится по величине диэЬузионной способностиг1) 504где г - высота фронта смдчивдния,достигаемая за времяОценка материала осу(честя)(я етсяпри сравнении его с тем же самымнеобработанным мдтеридлом через от 55носительную Д исфхп у 3 3 5 о н н у к) способность:1) -1)1)г 1) где 1) - дифдузионндч с сонностьмдтеридлд по пред.(дгдеоуспособу;1) - диффузионная способностьисходного мдтеридлд.Кз ндблкдений за поведением грунтана строительной площддке и при сравнении этих результатов с таковыми,которые дает опыт по капиллярномуподнятию, вытекает правило оценки,применимое к предлагаемым материалам.Затем отбрасывают любую систему, которая по отношению к исходному грунту не обладает относительной диффузионной способностью, по крайней мереравной 0,90,П р и м е р 1. Обрабатывают мдтериал типа В О, 1 мас,/ карбоксиметилцеллюлозы (,КЮ 1), характеризующейсямол.м. 9 ОООО и степенью замещения 0,7,а затем О, 1 мас.Х гидрофобной композиции на основе стеариламина, называемой Стабирам 677.Аналогично обрабатывают материалтипа А 0,5 мас.Х такой же ККЦ иО, мас.М Стабирама 677. Результатыпримера представлены в табл.1.Из приведенных в табл,1 данныхвидно преимущество катионно-полимерной ассоциации. Кроме того, данныеуказывают, как можно обрабатыватьсильно глинистый материал с помощьюобогащенной полимером рецептуры.П р и м е р 2. Готовят материализ природного суглинка (ил) путем обработки этого материала, О,ТХ КЮ попримеру 1 и ,1 У, гидрофобного вещества (Стабирам 677).Качество материала оценивают попоказателю консистенции (густоты):1,АУС1 Р где С - рассчитанный показатель консистенции;11, предел жидкого состояния;1 М - коэффициент пластичности;И - массовое содержание воды,выраженное по отношению ксухому материачу (в данномслучае берут вонь) 3(Ю),Сравнительный пример осуществляютс грунтом, обработанным по известному способу одним гидрофобш(м агентом Стабирамом в дозе ,21. 11 днне приведены в табл.2,Материал, получак)(Ш(йся н результатете смешанной обработки, )з д(с(ержияд 1 1)461655 см 1 х углоццчх влажности, црцстанля тбой тердй грунт в цротицоположцос ть ИсходОму млтерилу илц толькогдрособ 1 зров;ццому матер,ыу,арактерпгтцка которого цеизмецца цриэтом игцытации,П р И м е р 3. Погтупаит аналогично, как цри получении различныхматериалов путем использоваця различных гдроАильньх попимеров и раз-личных гидроАобных агентов, исходяиз того же грунта и в тех же количествах, что в примере 1.Используют следующие гидроильныеполимеры, влияние которых на водостойкость материала указано н табл3,ч) ясор)ч НЧ 10 ОТ представляет собойкамедь гуара (Мего-Коц яяе 1 о-ЫаС 1 аЫ.А.);1)г 1 ярас Ъцрег 1 о представляет собойкарбоксиметилцеллвлозу (1)г 1111 пдпрес).а 11 С 1 е з Сограпу);Магго яо 1 250 СК представляет собойоксиэтилцеллвлозу (Негсц 1 ея);Сеса 1 рич 815 представляет собойальгинат (Мего-Коц зяе 1 ой-Баг).а Ы.А.);АсС 1 рн СЫ 11 представляет собойсцерогликан (Мего-Коц яяе 1 ог-Сас;1 аВ.А.);АссгВцч СХ 9 представляет собойксантан (Мего-Коцззе 1 оС-Загса Ы,А.);АцЪуяцч Х 23 представляет собойкаррагенан (Мего-Коцязе 1 ог,-НаСа Б.А.),полиакриламид М 4 ЬВ 1 представляетсобой частично гидролиэованный полимерполиакрилат НЧКА представляетсобой натриевую Ьориу и состав гидроФобных агентов СККА С.А.Стабирам 677 на основе стеариламинацетата;Иогач 1 цш МИН, диметилди(гидрированный Жир)аммонийхлорид;"11 огагпас Ы, стеариламицацетат.П р и м е р 4. Кллистрация значения молекулярной массы полимера, которая представляет собой один изпараметров адаптации продукта длячастного случая обрабатываемогогрунта,Исходным материалом, как в примере 1, является- грут класса В , полученный из 9 П/ песка и 11)/ каолина, добавляит 1),11 КЩ и 1),11 Стабирама 677.КЯ характеризуется своей средней чнсловой молекулярной массой и своей стеценьв замещения, т,е. числом карб 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 оксцмт ци,ццх групп ца зо цгидрогликоэы,ЭЮсктц 1 с 1 с гь системы иэмеряетгяс цомощьи испытания цо капцллярномуподнятии, 11 риемлемые молекулярныемассы представляит собой те, которыепридают предлагаемому материалу относительнуи димузионнув способность1), по крайней иере равнуи О,Ч 5(табл, 4),П р и м е р 5. Глинисть грунтобрабатывавт эа один прием путем смешения с раствором, включающим гидрофильныи полимер и катионный гидройобньп агент. Такой раствор легко получить, если сначала ввести полимер вхолоднув или теплую воду, затем добавлять гидройобный агент, лучше в видераствора, и переменивать до гомогенности.При обработке грунта, кроме ве"ществ, указанных в примере 3, используют К 1 оооо).о 1 25/140, представлявщий собой поливиниловый спирт смол.м, 81)001), и полиокс (Ро 1 уох) 18 Рполиоксиэтилен с мол.и. 41)1)Ф)ОО, Результаты приведены в табл. 5.П р и м е р 6. 11 редлагаемые порощ-кообразные смеси готовят в смесителетипа Ледига по следующему методу.Вводят мелочь в аппарат, нагреваютдо 71)-80 С при перемешивании, вводяткатионный продукт в расплавленномсостоянии при той же температуре,продолжают перемешивание в течение30 иин, поддерживая температуру при70-811 С, охлаждают до комнатной темо,пературы и вводят полимер, продолжаясмешивать в течение 10 иин. Таким образом получают готовый для использования порошок.В табл.Ь, в которой описываетсяэмектвность этих смесей, используемые термины имеют следуищие значения:катионный гидродобный агент - НогаяВН - амин гидрированного жира, гидроАильнье полимеры "РАА" - гидролцзованный на 2 Я полиакриламид с иол.м.около 6 ф 11) , КМЦ - карбоксиметилцел 6люлоза с мол.м, около 131)М и степенью замещения 0,7. Для обозначения мелочи термин "Силикатная мелочь" означает полностьв силикатцый порошок, "известковая мелочь" означает мел и "порароняя меночь" означает материал, отделе- ный путем просеивания через гцто с)(.и 1 ив)ость б)р,(ботни ц ,(у ртовв сог 1 с цо цэоГ)рт(цР) контр.1 цро 5В;1)1(С Ь ИСЙТ;1 ЦИЯМЫ ЦО К,) 1 Ц 1: 51 Р ЦОМУподнятию (т(1 Гл,6),Результаты, цривденны в таГлокдзывают не тоько э)ективност,предлагаемых порошкообрдэных композиций, но и свидетельствуют оГ, цхбольшом удобстве при выборе минеральной компоненты Г)ез ущерба для нечувствительности к воде обработанногомдтеридлд. Кроме того, достигнутавозможность обработки тяжелых грунтов, кдк грунт А, относительновысокими доздми полимра, которыеиначе трудно э(обективно оГработдтьца строительной площадке либо иэ-эаслишком высокой вязкости даже желатиццрования коццнтрировдцных растворов, либо из-за введения с разГавленными растворами неприемлемых количеств воды, 2511 р и м е р 7. Готовят порошкообразные композиции, предназначенные для обработки грунтов согласно предлагдемому способу, смешивая тщательно КХ 1, мол,м. 9(ОО( и степеньв замещения ,7, с дминированными наполнителями.Кспольэувт Г 1 Ы).гап) ХИ 21)0 и Е 1 иЛга1 КВ 30, которые представляют собой порошки, содержащие соответст 35 венно 20 и 3/ амина гидрировднного 1(ира для получения смеси К( (16,7/ КЮ 1 и 83,3/ У 1 ц).(1 гав КУ) /ОО) и смеси М (3/ КИ( и 9 П 1 цЫ дгая КВ 3( .Грунт Ипримера 1 тщательно смешивают с тем или другим иэ этих поро- ков и подвергают как в примере 1 опыту на капиллярное поднятие.Рэультаты, приведенные в табл,7, описывают свойства грунта, обрдГотднного количествами реагентов, эквивалентными ,1/ полимера и ,1/ катион- ного гидрофобного агента в свободном виде.1П р и м е р 8, Обрабатывают сме(11 нный грунт, образованный иэ 5(1/ ила Орли и 50/ кдолина, который классифицируется к категории грунтов А 1,)тот тяжелый материал особенно труден для исправления и ца практике можно предусмотреть только обработку порощкообразным вещством, когда го)ржание в нм природной воды грац(чцт с его пределом пластичности. ТКИМ (Г)р,М 1, (ц;1,1 с, 4 /.ц1 Р)зм 1 ц(1т Г 11 оР( чк (Р 1 эцЙ11 РД,1(11 М1 КОО (ЦЦ 1( ( Г М(Г 11об)р(11 о яд ц ной и 3 )(1, (1.1) 1111ам,КИЛОО и )г, КЮ 1 (мол.м, Ч(1( т( -пень эдм( щения , 7),Полученные ддцц н;11)у (цоццойспособности пр.ведены в т(1 Г.о.Этот пример иллвстрирут обработкугрунта порошкообраэной компоэциейс соотношением органических соединений к минеральному ндцолццтелв 1, 5/ 1,при этом количество гидро(лобного (ещества и полимера берут по , 2/ к(1 ждого от массы грунт; ,Кдк следует из результатов обработки грунтов, предлдгдемьп) способ обеспечивает достижение высокой водо- стойкости получаемоГо мдтеридлд. Формула изобретения 1. Способ приготовления строительных материалов, предндзначенцых для строительства объектов гражданских сооружений, в частности дорожных покрытий, включающий обрдГотку мелкозернистого или глинистого, или илистого грунта катионным гидролобным веществом аминного типа в количестве О, 1-0, 2 М от массы грунта, о т л и - ч а в щ и й г я тем, что, с целью повышения водостойкости получаемого материала, в качестве кдтионного гидрофобного вещества используют вещество, выбранное иэ групи: стериламин, амин жира, амин гидрировднного )(лра и соль из группы: диметилдистеариламмоний, диметилдижирный дммоний и диметилди(жирный гилриров нный(, дммоний, причем обработку грунта ведут одновременно с аниондктпвным или неионогенным водордстворимым полимером с мол, м, 8(О1О, выбрд ццым из группы: лигносульфонаты,;(криловые полимеры и соцолимеры, поц(дкрилат.1, полиметдкрилаты, полиакрилдмиды, гидролиэовднные модифицированцы целлюлозы, окси- и карбоксиалки(цел)влозь, полимеры и сополимеры .окиси д(киценд, поливициловые спирты и водорстцоримье полисахариды в количеств (1,1 - , 5/ от массы грунта, д от ощ(ц. м)еду полиимидом и кдтиоцц, гц,(ро - фобным веществом составляет 1-5.2, Способ по п,1, о тщ и й с я тем, что смес, ),)т., цц г)(/ каолнна 56 10 2 Табли Парамет углинк ан 37 37 14 показатель консистен 1, 5 и,1 О 11 СС 1 ННТР.11 НО ГОДЕРТТ Г(ОРИ(1 КОО 1 РД 3 ИсхолнмйКонтрольнь(й с 0,2/Стабирама 677Контрольнь(й обработаний ,2/ КЕЦМатериал, нолученныйпутем смеанной обрботки (1,1/ Гтабирама67) + ,1/ КМЦИсхолныйМатериал, полученнь(йпутем сменанной обработки , 1/ СтабирамаЬ 77 1. 0,5/ КИЦ Гидрод 1 и(ьнь(й ГНЛрОАОбн полимер ЧВСОРО(тВгарасБ(1 Ре г 1 оСеса 1рнч 515Ас Е 1(,о(чС 511Ас Г 1(,ц(чЛЬу(с(нч нмй м 11 нерал ьннй нап 011 нител ьс Оотнс (ЦЕННО МЕЖДУ КОТОРЬПО 1 СООТВЕТСТВЕННО состдВляет от 1,5/1 ло 3/5(14 Полиакриламидгидролизованный ЮЬВТ Стабирам 6/7ПолиакрилатН)/ВА(1 Х)Водный раствор, содермащийСтабирам6/7 (2 Х) Вявкий 5 и Катрозол50 ЬК (2 Х) 0,97 10 0,99 10 0,97 В (песок90%каолин10%) 0,985 ФОбрабатываемый раствор (массовые проценты по отношению к сухому грунту). Т а б л и ц а 6 2200 10 КонтрольСиликатная мелочь 90/Ног нч 5/Н 5 У,РАА 90 10 0,96 Известковая мелочь 91%Хогав С 11 5 М РАА 5/ 28 ф 10 0,99 11 орйн 1 о ва ямвон 90/Ьоыи 511ГЛА 5/ 5/ 10 0.97(1,9 Ц 5 Я(11 нтроль л 31( азных пртавляит м е выражеухой мас лица 7 440 ф 1 а-(5 ф 1(1 Т ц а онная споь,;(с Исходныи Материал,брабомеси Мз(1,53 1 анныи Состапитель Е,1 икбулатТехред Л,Кравчук КоррекПалю едактор И.Дерба Тираж Подписноетвепного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, И, Раушская наб., д, 4/5 Заказ 72 ВНИИПИ Г ственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагари ои Известковая мелочь 7(Суглинокил 1 5%КМ 1 25/ Известковая мелочь 7/Мота(ч КН 5/КМ 1 25% ИсходныйМатериал, обрботанный (1,6%смеси М(Материал, обрботанный 3,4%смеси М Дозы поровко обработки пр массовые доз отноиении кР Ч дуктовобойе погрунта.