Дисперсия для применения в бетонной смеси

ДИСПЕРСИЯ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В БЕТОННОЙ СМЕСИ Изобретение относится к дисперсии для применения в бетонной смеси, способам ее получения,кроме того к бетонной смеси, к ее применению для дорожного строительства, бетонным строительным элементам и строительным материалам, выполненным из бетонной смеси согласно изобретению, а также к способу их получения. Экологически безопасная бетонная смесь содержит(а) 0,5-2,0 вес.% от полного веса дисперсии, целлюлозы, (b) 0,1-0,3 вес.% от полного веса дисперсии, гидроксида натрия, (с) 0,9-1,5 вес.% от полного веса дисперсии, хлорида кальция и (d) 5-10 вес.% от полного веса дисперсии, бутадиенстирольного латекса и остальное до 100 вес.% вода. Изобретение относится к дисперсии для применения в бетонной смеси, кроме того, к бетонной смеси, способу ее получения, ее применению, строительным материалам и бетонным строительным элементам, выполненным из бетонной смеси, и способам их получения. По мере усиления индустриализации во многих странах мира и постоянно растущей потребности людей в передвижении людей все большее значение приобретает строительство дорог. Из документа ЕР 0868407 В 1 известна дисперсия для бетонной смеси рассматриваемого типа. Желательно усовершенствовать эту бетонную смесь, улучшить и расширить область ее применения. Из документа AU-A-35121/93 известна смесь веществ, которая добавляется к бетонной смеси, чтобы повысить ее эластичность и снизить ее усадку при отверждении. Эта смесь веществ состоит в основном из двух компонентов, из которых один компонент преимущественно состоит из хлоридных солей, а другой компонент является щелочным силикатом (растворимое стекло), предпочтительно силикатом натрия. Оба компонента заранее смешиваются и затем добавляются в бетонную смесь из цемента, воды и песка, чтобы использовать затем, например, для строительства дорог. Этот способ имеет тот недостаток, что оба компонента смеси реагируют друг с другом уже во время предварительного смешения, и силикат уже затвердевает, прежде чем войдет в контакт с бетонной смесью, так что собственный эффект этой смеси веществ в бетонной смеси ограничен. Кроме того, возникает еще несколько проблем из-за того, что растворимое стекло считается опасным веществом и поэтому должно обрабатываться с использованием перчаток, защитных очков и фартука, и при его транспортировке должны приниматься соответствующие меры предосторожности. Кроме того, из документа ЕР-А-460744 известна композиция для строительного раствора, которая приготовлена с помощью полимерной дисперсии. Основания, полученные из композиции строительного раствора, имеют высокую эластичность и в практическом применении выдерживают сильные колебания и изгибы. Однако композиция строительного раствора содержит высокую долю полимера (до 30 вес.%),так что она дороже в получении по сравнению с битумами. Кроме того, высокая эластичность оснований,полученных из этой композиции строительного раствора, не допускает ее применения в дорожном строительстве. Наконец, из японской патентной заявки под номером 85-167828 известна содержащая полимер цементная смесь, которая после отверждения имеет улучшенные эластичные свойства и подходит для применения в качестве жаростойкого эластичного наполнителя. Однако эта цементная смесь из-за высокого содержания в ней полимера также не годится для применения в дорожном строительстве. Задачей изобретения является разработать безопасную для окружающей среды бетонную смесь, которая имеет сниженную усадку при отверждении, повышенную гибкость конечного продукта после отверждения и долговременную стабильность. Эта задача решена дисперсией по п.1, содержащей а. 0,5-2,0 вес.%, от полного веса дисперсии, целлюлозы, b. 0,1-0,3 вес.%, от полного веса дисперсии, гидроксида натрия, с. 0,9-1,5 вес.%, от полного веса дисперсии, хлорида кальция, d. 5-10 вес.%, от полного веса дисперсии, бутадиенстирольного латекса, и е. воду - остальное до 100 вес.%., а также бетонной смесью по п.5 формулы изобретения, содержащей дисперсию согласно изобретению. Дисперсию согласно изобретению получают либо путем введения в смеситель сначала воды, после чего в смеситель медленно всыпают целлюлозу и полностью промешивают смесь, затем медленно вводят гидроксид натрия, затем медленно вмешивают хлорид кальция, и в заключение медленно вмешивают бутадиенстирольный латекс, после чего процесс перемешивания заканчивают, либо путем сушки компонентов a.-d., если они еще не находятся в сухой форме, смешения высушенных компонентов друг с другом и затем смешения полученной сухой смеси с водой, в частности, в весовом отношении 90 вес.% воды и 10 вес.% сухой смеси. Бетонную смесь согласно изобретению предпочтительно получают тем, что цемент, наполнитель и при необходимости воду смешивают друг с другом и затем добавляют водную дисперсию. Однако возможен также любой другой порядок. Следующим объектом изобретения является получение бетонных строительных материалов и бетонных строительных элементов, предпочтительно плит или блоков, из бетонной смеси согласно изобретению, которая содержит дисперсию. Такое получение включает залитие бетонной смеси согласно изобретению в формы, в которых она отверждается. При этом в качестве наполнителя для бетонной смеси используют вынутый грунт и/или наполнители, которые выбирают из обычного песка, почвы, боксита,латерита, вулканического пепла, пемзы и золы с установок сжигания. Бетонная смесь согласно изобретению может применяться, кроме того, для любого типа бетонных конструкций, предпочтительно для дорожного строительства и усиления дорожного покрытия. Поэтому следующим объектом изобретения является ее применение и соответствующие строительные мероприятия, предпочтительно в области усиления дорожного, шоссейного и грунтового полотна. Преимущество дисперсии согласно изобретению состоит в том, что ее можно с точностью получать на одном месте, удобно транспортировать и удобно обрабатывать на месте фактического применения и получать бетонную смесь. С бетонной смесью согласно указанному патенту ЕР 868407 В 1 снова приходят к тому, что исполь-1 021307 зуемый чистый акрилат из-за его высоких значений рН разъедает цементную матрицу. Эти проблемы больше не встречаются с новой дисперсией. Кроме того, бетонная смесь при применении дисперсии оказалась заметно более гибкой, чем известные ранее бетонные смеси. Бетонная смесь согласно изобретению быстро твердеет. Водная дисперсия безопасна для окружающей среды. Она не относится к классу опасных веществ, так что с ней можно обращаться без защитных мер. Дисперсия довольно хорошо сохраняется в течение длительного времени. С водной дисперсией можно получать бетонные смеси согласно изобретению с наполнителями, которые до сих пор считались ядами для цемента. В качестве наполнителя бетонной смеси могут применяться обычные пески, а также, кроме того,любые типы почв, загрязненные или незагрязненные, и/или такие материалы, как боксит, латерит, вулканический пепел, пемза и зола с установок сжигания. Если содержания воды в наполнителе достаточно, чтобы покрыть потребность в воде бетонной смеси согласно изобретению, то в бетонную смесь по изобретению не нужно добавлять никакой воды. С бетонной смесью согласно изобретению можно получать строительные материалы и бетонные строительные элементы любого вида, предпочтительно дорожные покрытия, используя в качестве наполнителей бетонной смеси грунт, вынутый на строительной площадке и/или подобные песку или почве материалы, какие имеются в зоне стройплощадки. В качестве воды можно использовать обычную воду, в частности питьевую воду. В качестве целлюлозы подходит, в частности, метилцеллюлоза. Предпочтительно предлагается Dow Methocell J 75 MS,производитель Dow Europe S.A., CH-8810 Horgen, Швейцария. Гидроксид натрия предпочтительно находится в виде белесых гранул. Это стандартный промышленный продукт. Хлорид кальция предпочтительно находится в виде белого порошка, здесь речь также идет о стандартном промышленном продукте. Бутадиенстирольный латекс предпочтительно имеет содержание твердых веществ 30-80 вес.%, в частности, 40-60%, предпочтительно 50%, остальное вода. Содержание твердого вещества задается резиной. Предпочтительно применяется Dow Latex DL 455. Это белая жидкость, которая пахнет резиной. Поставщиком является уже названная фирма Dow Europe S.A. При получении дисперсии предпочтительно используется диссольвер со скоростью вращения от 1000 до 1500 об/мин. Диссольвер выгоден, так как не замешивается воздух. При получении нужно обязательно избегать образования пены. Ни в коем случае не следует использовать антивспениватели. Сначала в машину вливают всю воду, машину запускают, или она уже была включена заранее, и она работает непрерывно до конца производства. Затем медленно всыпают целлюлозный материал, при этом следует избегать образования комков. Ждут, пока все полностью не перемешается и не разойдутся все комочки. Затем медленно всыпают гидроксид натрия, который находится в форме белесых гранул,пока смесь не станет более густой. Ждут, пока не будет достигнута консистенция, близкая к консистенции обойного клейстера. Тогда имеет легкая зернистая структура, густая консистенция и ровная окраска. Теперь медленно вмешивают хлорид кальция, который находится в виде белого порошка, наконец, медленно вмешивают бутадиенстирольный сополимер. В заключении дополнительно медленно вмешивают консервант, при этом смесь становится несколько более жидкой. В заключении смесь продолжают перемешивать еще две-три минуты, затем машину выключают, и продукт можно разливать. Можно также приготовить дисперсию в два этапа. При этом сначала готовится сухая смесь. Ее легко транспортировать, так как отпадает вес воды. Эту сухую смесь на месте применения смешивают с водой, например, 1 к 9, то есть одна весовая часть сухой дисперсии на 9 вес.ч. воды. Сухую смесь можно также добавлять в цемент. Для получения сухой смеси компоненты b.-е. смешивают в сухой форме в указанных весовых долях. Из этих компонентов воду содержит вышеуказанный бутадиенстирольный латекс. Либо нужно применять сухой бутадиенстирольный сополимер, либо вышеуказанный бутадиенстирольный латекс нужно сушить перед приготовлением порошковой смеси, например, в сублимационной сушилке. В результате этого он также находится в виде порошка. Теперь смесь порошков сводится вместе в указанных весовых долях, смешение проводится в смесителе принудительного действия, например используется разминающее устройство. Если должен также вводиться консервант, он добавляется как неводный консервант,например вышеуказанный консервант, высушенный сублимационной сушкой. Альтернативно в качестве консерванта можно применять сорбат калия. Продукты, полученные из тонкодисперсной смеси согласно изобретению, не имели никаких трещин. Не было также никакого высола. Пример 1. Чтобы проверить, насколько механические свойства, в частности, эластичность и усадочные характеристики бетона, изменяются дисперсией согласно изобретению, и насколько можно было сократить усадку бетонной смеси, был проведен опыт с и без добавления водной дисперсии. Сначала была приготовлена бетонная смесь, которая была составлена следующим образом: 2,0 кг цемента,100 л песка и 5 л воды. Затем эта бетонная смесь была разделена в соотношении 1:1 и залита в два разных бака. Одна бетонная смесь была оставлена как есть, а в другую бетонную смесь был добавлен один литр дисперсии согласно изобретению, которая имела следующий состав:e. 7,4 вес.% бутадиенстирольного латекса. Затем бетонная смесь согласно изобретению и обычная бетонная смесь были залиты в деревянные формы размерами 50201 см (длина; ширина; глубина), в которых бетонная смесь отверждалась. Всего было отлито 10 плит. Визуальная оценка бетонных плит дала, что бетонные плиты согласно изобретению усаживались меньше, чем обычные бетонные плиты. Затем соответствующие 10 бетонных плит прочно закрепляли в испытательной машине с одного борта, а на другом борту, удаленном на 45 см от места закрепления, нагружали все больше и больше посредством гидравлической стойки до тех пор, пока плиты не ломались. Во время этого опыта оптически измеряли деформацию бетонной плиты. Оказалось, что бетонные плиты согласно изобретению в среднем имели в 2,5 раза большую деформацию до излома. Пример 2. Как уже упоминалось, с дисперсией согласно изобретению можно в качестве наполнителей бетонных смесей применять вещества, которые до этого считались ядами для цемента. Чтобы проиллюстрировать это, были приготовлены три бетонные смеси, каждая из которых содержала по 20 кг цемента и 5 л воды. В качестве наполнителя смесь 1 содержала 100 л товарного крупнозернистого песка, смесь 2-100 л естественного грунта, вынутого со строительного участка, а смесь 3 содержала 100 л золы с установки сжигания. Бетонные смеси сначала тщательно перемешивали в бетономешалке и затем каждую смешивали в баке с одним литром дисперсии согласно примеру 1 и отливали в описанные в примере 1 формы для получения плит, где бетонные смеси отверждались. Визуальная оценка всех 10 бетонных плит дала, что усадка бетонных смесей при отверждении во всех случаях была низкой. Затем плиты подвергали самым разным способам механических испытаний, как, например, прочность на сжатие, деформируемость и твердость поверхности, причем оказалось, что механические свойства всех бетонных плит были сравнительно хорошими. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Водная дисперсия для добавления в бетонную смесь, содержащая:a) 0,5-2,0 вес.%, от полного веса дисперсии, целлюлозы,b) 0,1-0,3 вес.%, от полного веса дисперсии, гидроксида натрия,c) 0,9-1,5 вес.%, от полного веса дисперсии, хлорида кальция,d) 5-10 вес.%, от полного веса дисперсии, бутадиенстирольного латекса иe) воду - остальное до 100 вес.%. 2. Дисперсия по п.1, отличающаяся тем, что содержит гидроксид натрия в виде гранул. 3. Дисперсия по п.1 или 2, отличающаяся тем, что содержит хлорид кальция в виде порошка. 4. Дисперсия по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что содержит бутадиенстирольный латекс в виде белой жидкости. 5. Бетонная смесь для дорожного строительства, содержащая цемент,наполнитель и при необходимости, воду,отличающаяся тем, что она дополнительно содержит дисперсию по любому из пп.1-4. 6. Способ получения дисперсии по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что сначала воду вводят в смеситель, затем медленно всыпают целлюлозу и полностью промешивают, затем медленно вводят гидроксид натрия, затем медленно вмешивают хлорид кальция и в заключение медленно вмешивают бутадиенстирольный латекс, после чего процесс перемешивания заканчивают. 7. Способ получения дисперсии по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что компоненты a)-d), если они еще не находятся в сухой форме, сушат, высушенные компоненты a)-d) смешивают и полученную сухую смесь затем смешивают с водой, в частности, в весовом отношении 90 вес.% воды и 10 вес.% сухой смеси. 8. Способ получения бетонных строительных материалов и бетонных строительных элементов любого типа для дорожного строительства, который включает залитие бетонной смеси по п.5 в формы, в которых бетонная смесь отверждается, отличающийся тем, что в качестве наполнителя для бетонной смеси по п.5 используют вынутый грунт и/или наполнители, которые выбирают из обычного песка, почвы, боксита, латерита, вулканического пепла, пемзы и золы с установок сжигания. 9. Бетонный строительный элемент, представляющий дорожное покрытие, выполненный из отверждаемой бетонной смеси по п.5. 10. Строительный материал, представляющий плиту или блок, выполненный из отверждаемой бетонной смеси по п.5. 11. Применение бетонной смеси по п.5 для дорожного строительства.