RU2822846C1 - Powdered polymer-modified additive for concrete and process of concrete preparation - Google Patents
Powdered polymer-modified additive for concrete and process of concrete preparation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2822846C1 RU2822846C1 RU2022110756A RU2022110756A RU2822846C1 RU 2822846 C1 RU2822846 C1 RU 2822846C1 RU 2022110756 A RU2022110756 A RU 2022110756A RU 2022110756 A RU2022110756 A RU 2022110756A RU 2822846 C1 RU2822846 C1 RU 2822846C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- weight
- concrete
- additive
- cement
- components
- Prior art date
Links
- 239000000654 additive Substances 0.000 title claims abstract description 51
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 title claims abstract description 45
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 title description 4
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 38
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 claims abstract description 14
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 claims abstract description 14
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 11
- 229920005646 polycarboxylate Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 claims abstract description 6
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 4
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 16
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 4
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims description 4
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 4
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000011388 polymer cement concrete Substances 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 31
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 14
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 14
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 9
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 6
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- -1 ethylene, propylene, butylene, isoprene Chemical class 0.000 description 3
- 229920001477 hydrophilic polymer Polymers 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 3
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 3
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 3
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 3
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 2
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 239000011384 asphalt concrete Substances 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 2
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- GOXQRTZXKQZDDN-UHFFFAOYSA-N 2-Ethylhexyl acrylate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C=C GOXQRTZXKQZDDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002016 Aerosil® 200 Inorganic materials 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 229920001479 Hydroxyethyl methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 241001076195 Lampsilis ovata Species 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000881 Modified starch Polymers 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N Vinyl ether Chemical class C=COC=C QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920004482 WACKER® Polymers 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M acrylate group Chemical group C(C=C)(=O)[O-] NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 125000005250 alkyl acrylate group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011280 coal tar Substances 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000000113 differential scanning calorimetry Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000007720 emulsion polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- GLVVKKSPKXTQRB-UHFFFAOYSA-N ethenyl dodecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)OC=C GLVVKKSPKXTQRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 239000001341 hydroxy propyl starch Substances 0.000 description 1
- 235000013828 hydroxypropyl starch Nutrition 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000019426 modified starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к порошкообразной модифицированной полимером добавке для бетона, которая особенно подходит для слоев дорожного строительства, и к способу получения этого бетона.The invention relates to a powdered polymer-modified concrete admixture that is particularly suitable for road construction layers, and to a method for producing this concrete.
Уровень техникиState of the art
Слои, консолидированные или стабилизированные гидравлическими вяжущими веществами - цементом или вяжущим для основания, имеют большое значение при строительстве дорожных магистралей. Эти слои используются как для изготовления основания, так и для изготовления надстройки дорожных сооружений в дорожных сетях высокого класса, а также при строительстве проезжей части. Структурная прочность и усталостная прочность слоев, стабилизированных гидравлическими вяжущими, особенно важны для срока службы надстройки дорожных покрытий.Layers consolidated or stabilized by hydraulic binders - cement or base binders - are of great importance in the construction of highways. These layers are used for both the base and superstructure of road structures in high-end road networks, as well as in the construction of roadways. The structural strength and fatigue resistance of layers stabilized with hydraulic binders are particularly important to the service life of pavement superstructures.
Добавки для стабилизации грунтов известны. В частности, известно использование полимерных дисперсий для улучшения цементных вяжущих свойств. Однако добавление известных полимерных дисперсий имеет недостатки, поскольку они должны быть высокодозированными для значительного снижения пористости и водопоглощения, а также для увеличения прочности при растяжении на гладком основании. На сегодняшний день дисперсные системы с содержанием активных ингредиентов менее 10% по массе в основном используются в качестве добавок для армирования грунтовых оснований на основе гидравлически связанных оснований (ГСО). Эти дисперсные системы часто являются вязкими, поэтому время выгрузки или ожидания контейнеров с этими дисперсными системами на строительной площадке может быть длительным. Кроме того, из-за транспортировки большого количества воды, помимо всего прочего, оценки жизненного цикла этих продуктов нуждаются в значительном улучшении. Наконец, водостойкость этих дисперсионных систем ограничена из-за содержания в них хлоридсодержащих солевых добавок и гидрофильных полимеров.Additives for stabilizing soils are known. In particular, it is known to use polymer dispersions to improve cement binding properties. However, the addition of known polymer dispersions has disadvantages since they must be highly dosed to significantly reduce porosity and water absorption, as well as to increase tensile strength on a smooth substrate. Today, dispersed systems containing less than 10% active ingredients by weight are mainly used as additives for reinforcing soil foundations based on hydraulically bonded bases (HBS). These dispersions are often viscous, so unloading or waiting times for containers of these dispersions at the construction site can be lengthy. In addition, due to transporting large amounts of water, among other things, life cycle assessments of these products need significant improvement. Finally, the water resistance of these dispersion systems is limited due to the content of chloride-containing salt additives and hydrophilic polymers.
Кроме того, хорошо известны модифицированные полимерами продукты строительной химии. Например, цементы, в которые добавляются так называемые дисперсионные или редисперсионные порошки, используются в плиточных клеях. Дисперсионные или редисперсионные порошки представляют собой тонко разделенные полимерные частицы, которые образуют устойчивые дисперсии при добавлении воды. Эти дисперсионные порошки обычно получают путем распылительной сушки полимерных дисперсий и в порошкообразных плиточных клеях и выравнивающих составах обеспечивают лучшую обрабатываемость, адгезию и гибкость на критических основаниях. Чувствительные к давлению дисперсии с температурой стеклования < -10°С, как правило, не могут быть высушены распылением, так как частицы слипаются.In addition, polymer-modified construction chemical products are well known. For example, cements to which so-called dispersive or redispersive powders are added are used in tile adhesives. Dispersible or redispersible powders are finely divided polymer particles that form stable dispersions when water is added. These dispersion powders are typically produced by spray drying polymer dispersions and in powdered tile adhesives and leveling compounds provide better workability, adhesion and flexibility on critical substrates. Pressure-sensitive dispersions with glass transition temperatures < -10°C generally cannot be spray-dried because the particles clump together.
Большинство редисперсионных порошков, имеющихся на рынке, основаны на сополимерах этиленвинилацетата, стабилизированных поливиниловыми спиртами и имеющих температуру стеклования > 0°С. При последующем смешивании редиспергированного порошка с водой эти смеси, как правило, расслаиваются уже через несколько часов. По этой причине редисперсионные порошки обычно используются только для порошкообразных составов на основе цемента и гипса.Most redispersible powders available on the market are based on ethylene vinyl acetate copolymers stabilized with polyvinyl alcohols and having a glass transition temperature > 0°C. When the redispersed powder is subsequently mixed with water, these mixtures, as a rule, separate within a few hours. For this reason, redispersible powders are typically used only for cement and gypsum based powder formulations.
В публикации WO 2010/105979 А1 описан модифицированный полимерами цемент. В частности, описан процесс производства особенно сухого, модифицированного полимерами гидравлически, скрыто-гидравлически или пуццоланово-твердеющего строительного химического продукта путем смешивания по меньшей мере одного винилового полимера с по меньшей мере одним гидравлически, скрыто-гидравлически или пуццоланово-твердеющим веществом, или его минеральным прекурсором. В этом процессе общее количество винилового полимера составляет от 0,6 до 10 масс. % от общего веса гидравлически, латентно-гидравлически или пуццоланически схватывающегося строительного химического продукта, а виниловый полимер выбирается из полимеров на основе винилацетата, акриловой кислоты и их производных, стирола, этилена, винил версатата, винил лаурата, винил хлорида или их смесей, за исключением гомополимера стирола и полимеров, содержащих имидированные акрилатные единицы.WO 2010/105979 A1 describes polymer-modified cement. In particular, a process is described for the production of a particularly dry, polymer-modified hydraulically, fluidically or pozzolanically hardening construction chemical product by mixing at least one vinyl polymer with at least one hydraulically, fluidically or pozzolanically hardening substance, or a mineral thereof. precursor. In this process, the total amount of vinyl polymer ranges from 0.6 to 10 wt. % of the total weight of the hydraulically, latently hydraulically or pozzolanically setting construction chemical product, and the vinyl polymer is selected from polymers based on vinyl acetate, acrylic acid and their derivatives, styrene, ethylene, vinyl versatate, vinyl laurate, vinyl chloride or mixtures thereof, excluding styrene homopolymer and polymers containing imidated acrylate units.
В публикации US 7968642 В2 описан редиспергируемый полимер, включающий в качестве вспомогательного средства для редиспергирования вместо поливинилового спирта защитную коллоидную систему, содержащую от 30% до 100% по весу низкомолекулярного полиакриламидного коллоида, имеющего вязкость в диапазоне от 200 до 800 сантипуаз в 20% растворе в воде. Редиспергируемый полимер может включать полимер, образованный эмульсионной полимеризацией полимера на основе винил (мет)акрила. Полимер также может быть в форме порошка или жидкости.US 7,968,642 B2 describes a redispersible polymer comprising, as a redispersing aid, instead of polyvinyl alcohol, a protective colloidal system containing from 30% to 100% by weight of a low molecular weight polyacrylamide colloid having a viscosity in the range from 200 to 800 centipoise in a 20% solution in water. The redispersible polymer may include a polymer formed by emulsion polymerization of a vinyl (meth)acrylic polymer. The polymer can also be in powder or liquid form.
На этом фоне задачей настоящего изобретения является обеспечение порошкообразной добавки для бетона, которая уже в виде порошка может быть добавлена в цемент, используемый для бетона, и которая дополнительно обеспечивает высокую низкотемпературную гибкость и водостойкость. В этом контексте порошкообразная добавка предпочтительно должна иметь улучшенное поведение оседания, т.е. более длительное время оседания (>12 часов), при смешивании с водой перед использованием этой смеси для смешивания цемента/бетона. Кроме того, предпочтительно, чтобы эта добавка также подходила для производства слоев, укрепленных или стабилизированных гидравлическими вяжущими веществами для использования в дорожном строительстве, где она предпочтительно имеет эффект повышения усталостной прочности слоев, скрепленных гидравлическими вяжущими веществами. Задачей изобретения также является обеспечение способа производства такого бетона.Against this background, it is an object of the present invention to provide a powdered concrete admixture which, already in powder form, can be added to cement used for concrete and which additionally provides high low temperature flexibility and water resistance. In this context, the powder additive should preferably have improved settling behavior, i.e. longer settling time (>12 hours) when mixed with water before using this mixture for mixing cement/concrete. In addition, it is preferred that this additive is also suitable for the production of layers strengthened or stabilized by hydraulic binders for use in road construction, where it preferably has the effect of increasing the fatigue strength of layers held together by hydraulic binders. It is also an object of the invention to provide a method for producing such concrete.
Согласно настоящему изобретению, решение этой задачи достигается с помощью порошкообразной полимерно-модифицированной добавки для бетона, а также способа производства этого бетона, обладающего признаками независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления добавки согласно изобретению изложены в соответствующих зависимых пунктах формулы. Предпочтительные варианты осуществления добавки согласно изобретению соответствуют предпочтительным вариантам осуществления способа согласно изобретению и наоборот, даже если это не указано в данном документе в явном виде.According to the present invention, the solution to this problem is achieved using a powdered polymer-modified additive for concrete, as well as a method for producing this concrete, which has the features of independent claims. Preferred embodiments of the additive according to the invention are set out in the corresponding dependent claims. Preferred embodiments of the additive according to the invention correspond to preferred embodiments of the method according to the invention and vice versa, even if this is not explicitly stated herein.
Таким образом, объектом изобретения является порошкообразная полимерно-модифицированная добавка для бетона, включающая в качестве компонентовThus, the object of the invention is a powdered polymer-modified additive for concrete, including as components
(a) от 55 до 99,5% по весу, предпочтительно от 60 до 90% по весу, более предпочтительно от 65 до 75% по весу, полиакрилата с оболочкой ядра, имеющего температуру стеклования Tgk ядра ≤ -10°С, предпочтительно Tgk ≤ 20°С, и более предпочтительно Tgk ≤ -30°С, и температуру стеклования Tgs оболочки >0°С;(a) from 55 to 99.5% by weight, preferably from 60 to 90% by weight, more preferably from 65 to 75% by weight, core shell polyacrylate having a core glass transition temperature Tgk ≤ -10°C, preferably Tgk ≤ 20°C, and more preferably Tgk ≤ -30°C, and glass transition temperature Tgs of the shell >0°C;
(b) от 0,5 до 5% по весу, предпочтительно от 1 до 3% по весу, более предпочтительно от 1,5 до 2,5% по весу фумированного или коллоидного кремнезема;(b) 0.5 to 5% by weight, preferably 1 to 3% by weight, more preferably 1.5 to 2.5% by weight of fumed or colloidal silica;
(c) от 0 до 8% по весу, предпочтительно от 3 до 7% по весу, более предпочтительно от 4 до 6% по весу модифицированного поликарбоксилатного эфира; и(c) 0 to 8% by weight, preferably 3 to 7% by weight, more preferably 4 to 6% by weight of modified polycarboxylate ester; And
(d) от 0 до 35% по весу, предпочтительно от 5 до 25% по весу, более предпочтительно от 18 до 22% по весу, мела, имеющего значение d50 ≤ 8 мкм, предпочтительно значение d50 ≤ 5 мкм и наиболее предпочтительно значение d50 ≤ 4 мкм; где % по массе в каждом случае относится к сумме компонентов добавки, т.е. здесь от (а) до (d).(d) from 0 to 35% by weight, preferably from 5 to 25% by weight, more preferably from 18 to 22% by weight, chalk having a d50 value ≤ 8 µm, preferably a d50 value ≤ 5 µm and most preferably a d50 value ≤ 4 µm; where % by weight in each case refers to the sum of the additive components, i.e. here from (a) to (d).
В предпочтительном варианте добавки согласно изобретению, бетон представляет собой тощий бетон с содержанием цемента менее 12% по весу, исходя из состава бетона.In a preferred embodiment of the admixture according to the invention, the concrete is lean concrete with a cement content of less than 12% by weight, based on the composition of the concrete.
Кроме того, согласно изобретению, предпочтительно, чтобы добавка представляла собой добавку для бетона для консолидации почвы.Moreover, according to the invention, it is preferable that the admixture is a soil consolidation concrete admixture.
В соответствии с изобретением состав бетона не ограничен. Но в предпочтительном варианте реализации добавки бетон представляет собой тощий бетон с содержанием цемента менее 12% по весу, исходя из состава бетона. Помимо цемента, тощий бетон обычно содержит все компоненты, которые также являются обычными для бетонов с более высоким содержанием цемента.In accordance with the invention, the composition of concrete is not limited. But in a preferred embodiment of the additive, the concrete is lean concrete with a cement content of less than 12% by weight, based on the composition of the concrete. Besides cement, lean concrete usually contains all the components that are also common in higher cement content concretes.
Цемент, используемый в соответствии с изобретением, обычно представляет собой портландцемент.The cement used in accordance with the invention is typically Portland cement.
Предпочтительно, добавка согласно изобретению, представляет собой добавку для бетона для консолидации грунта.Preferably, the admixture according to the invention is a concrete admixture for soil consolidation.
Если используется полиакрилат в оболочке ядра (а) с температурой стеклования Tgk ≤ -20°С, предпочтительно используется полиакрилат, в котором ядро содержит по меньшей мере 50% мономеров бутила и/или этилгексилакрилата.If a polyacrylate is used in the core shell (a) with a glass transition temperature Tgk ≤ -20°C, it is preferable to use a polyacrylate in which the core contains at least 50% butyl and/or ethylhexyl acrylate monomers.
Добавка согласно изобретению может быть высушена распылительной сушкой без образования налета, в частности, потому что Tgs оболочки > 0°С.The additive according to the invention can be spray dried without depositing, in particular because the Tgs of the shell is > 0°C.
Полиакрилат с оболочкой ядра (а) может содержать сомономеры. Примерами подходящих сомономеров являются этилен, пропилен, бутилен, изопрен, акрилонитрил, акриловая кислота, метакриловая кислота, различные алкил акрилаты и/или алкил метакрилаты, виниловые эфиры, винилхлорид и виниловые или метакриловые силаны.The core shell polyacrylate (a) may contain comonomers. Examples of suitable comonomers are ethylene, propylene, butylene, isoprene, acrylonitrile, acrylic acid, methacrylic acid, various alkyl acrylates and/or alkyl methacrylates, vinyl ethers, vinyl chloride and vinyl or methacrylic silanes.
Значения температур стеклования Tgs и Tgk полиакрилата с сердцевиной (а) основаны на измерении методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) в соответствии с DIN EN ISO 11357-1.The glass transition temperatures Tgs and Tgk of polyacrylate with core (a) are based on differential scanning calorimetry (DSC) measurements in accordance with DIN EN ISO 11357-1.
Полиакрилат с оболочкой ядра (а), подходящий для использования в соответствии с изобретением, доступен от Acquos под обозначением Dehydro™ 8999.A core-shell polyacrylate (a) suitable for use in accordance with the invention is available from Acquos under the designation Dehydro™ 8999.
Помимо полиакрилата с сердцевиной (а) и модифицированного поликарбоксилатного эфира (с), добавка согласно изобретению, может содержать другие водорастворимые или редиспергируемые полимеры. Примерами других полимеров являются полиуретаны, поливиниловый спирт, производные крахмала/целлюлозы, поливинилпирролидон или сополимеры этиленвинилацетата, которые затем также используются в виде порошка. Например, добавка может содержать гидрофильные полимеры, такие как производные целлюлозы или производные крахмала (метилцеллюлоза, метилгидроксипропилцеллюлоза, метилгидроксиэтилцеллюлоза или гидроксипропилкрахмал).In addition to the core polyacrylate (a) and the modified polycarboxylate ester (c), the additive according to the invention may contain other water-soluble or redispersible polymers. Examples of other polymers are polyurethanes, polyvinyl alcohol, starch/cellulose derivatives, polyvinylpyrrolidone or ethylene vinyl acetate copolymers, which are then also used in powder form. For example, the additive may contain hydrophilic polymers such as cellulose derivatives or starch derivatives (methylcellulose, methylhydroxypropylcellulose, methylhydroxyethylcellulose or hydroxypropylstarch).
Если они дополнительно присутствуют в добавке согласно изобретению, их содержание обычно ограничивается до 10% по массе, предпочтительно до 5% по массе, исходя из общей массы полимеров и сополимеров в добавке.If they are additionally present in the additive according to the invention, their content is usually limited to 10% by weight, preferably to 5% by weight, based on the total weight of polymers and copolymers in the additive.
Добавка согласно изобретению, содержит в качестве компонента (b) фумированный или коллоидный кремнезем, предпочтительно фумированный кремнезем. Кремнезем (b) предпочтительно имеет удельную площадь поверхности в диапазоне от 50 до 100 м2/г, более предпочтительно в диапазоне от 100 до 300 м2/г. Подходящим кремнеземом является, например, Aerosil® 200 от Evonik.The additive according to the invention contains as component (b) fumed or colloidal silica, preferably fumed silica. Silica (b) preferably has a specific surface area in the range of 50 to 100 m 2 /g, more preferably in the range of 100 to 300 m 2 /g. A suitable silica is, for example, Aerosil® 200 from Evonik.
В качестве необязательного компонента (с) добавка содержит модифицированный поликарбоксилатный эфир. Особенно подходящий модифицированный поликарбоксилатный эфир продается под названием Melflux® 1641 F, который представляет собой свободно текучий, высушенный распылением порошок на основе модифицированного поликарбоксилатного эфира, производства BASF Construction Polymers GmbH.As an optional component (c), the additive contains a modified polycarboxylate ester. A particularly suitable modified polycarboxylate ester is sold under the name Melflux® 1641 F, which is a free-flowing, spray-dried modified polycarboxylate ester powder available from BASF Construction Polymers GmbH.
Значение d50 мела (d), опционально используемого в добавке, определяется как средний размер частиц в соответствии с DIN 13320. Значение d50 указывает на средний размер частиц. D50 означает, что 50% частиц меньше указанного значения. Средний размер частиц обычно определяется методом лазерной дифракции.The d50 value of chalk (d) optionally used in the additive is defined as the average particle size according to DIN 13320. The d50 value indicates the average particle size. D50 means that 50% of particles are less than the specified value. The average particle size is usually determined by laser diffraction.
В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения добавка согласно изобретению, содержит в качестве компонента (е) гидрофобизирующий агент на основе силикона в количестве от 0,1 до 5% по весу, предпочтительно в количестве от 2 до 4% по весу и еще более предпочтительно в количестве от 2,5 до 3,5% по весу, исходя из суммы компонентов (а)-(е). Гидрофобный силикон, который особенно подходит для использования в изобретении, продается под названием Silres® Powder D компанией WACKER.In a particularly preferred embodiment of the invention, the additive according to the invention contains, as component (e), a silicone-based hydrophobizing agent in an amount of from 0.1 to 5% by weight, preferably in an amount of from 2 to 4% by weight and even more preferably in an amount from 2.5 to 3.5% by weight, based on the sum of components (a)-(e). A hydrophobic silicone which is particularly suitable for use in the invention is sold under the name Silres® Powder D by the company WACKER.
Компоненты (а) и (b), а также необязательные компоненты (с) - (е) обычно используются в виде порошков, так что добавка согласно изобретению может быть получена путем смешивания компонентов (а) и (b), которые обычно находятся в виде порошка, или дополнительно (с), (d) и/или (е).Components (a) and (b), as well as optional components (c) - (e), are usually used in powder form, so that the additive according to the invention can be prepared by mixing components (a) and (b), which are usually in the form powder, or additionally (c), (d) and/or (e).
Изобретение также относится к способу производства бетона, в частности тощего бетона, включающему этап смешивания цемента с одной из вышеупомянутых добавок и с заполнителем.The invention also relates to a method for producing concrete, in particular lean concrete, which includes the step of mixing cement with one of the above-mentioned additives and with aggregate.
Заполнитель для бетона и его свойства определяются и измеряются в соответствии с EN 12620. Они подробно описаны в стандартном справочнике "Cement Pocket Book 2000, ISBN 3-7640-0399-5".Concrete aggregate and its properties are defined and measured in accordance with EN 12620. They are described in detail in the standard reference book "Cement Pocket Book 2000, ISBN 3-7640-0399-5".
В предпочтительном варианте осуществления изобретения способ согласно изобретению, представляет собой способ изготовления дорожной или тропиночной конструкции, включающий этап создания гидравлически связанного слоя, на котором почвенный материал смешивается с цементом и добавкой, описанной выше, и полученный из него слой основания уплотняется.In a preferred embodiment of the invention, the method according to the invention is a method for producing a road or path structure, comprising the step of creating a hydraulically bound layer in which soil material is mixed with cement and the additive described above and the resulting base layer is compacted.
Почвенный материал состоит из существующих компонентов почвы и/или заполнителей, необходимых для гидравлически связанного слоя основания.Soil material consists of existing soil components and/or aggregates required for a hydraulically bound base layer.
Предпочтителен способ получения дорожной или тропиночной конструкции, в котором гидравлически связанный слой содержит цемент в количестве от 0,3 до 10% по весу, предпочтительно в количестве от 2 до 5% по весу, исходя из веса слоя.A preferred method of producing a road or path structure is wherein the hydraulically bonded layer contains cement in an amount of 0.3 to 10% by weight, preferably in an amount of 2 to 5% by weight, based on the weight of the layer.
Кроме того, согласно изобретению, предпочтительным является способ, в котором гидравлически связанный слой содержит добавку в количестве от 0,05 до 0,5% по весу, исходя из веса слоя.Moreover, according to the invention, it is preferred that the hydraulically bonded layer contains an additive in an amount of 0.05 to 0.5% by weight, based on the weight of the layer.
Согласно изобретению, предпочтителен также способ, в котором на гидравлически связанный слой наносят верхний слой, предпочтительно верхний слой, содержащий битум или бетон. Этот способ подробно описан в стандартном справочнике "StraBenbau und StraBenerhaltung, ISBN 3 503 06094 4".According to the invention, a method is also preferred in which a top layer, preferably a top layer containing bitumen or concrete, is applied to the hydraulically bonded layer. This method is described in detail in the standard reference book "StraBenbau und StraBenerhaltung, ISBN 3 503 06094 4".
Дорожное полотно при строительстве дорог и дорожек обычно содержит подразделенную надстройку, которая несет поверхностный слой, а именно дорожное покрытие, и, возможно, так называемый связующий слой. Подразделенная надстройка обычно состоит из слоев основания, которые в свою очередь подразделяются на несвязанные слои основания (морозозащитный слой, слой гравия и балласта, слой улучшения почвы) и связанные слои основания.The roadbed in the construction of roads and paths usually contains a subdivided superstructure that carries a surface layer, namely the road surface, and possibly a so-called binder layer. A subdivided superstructure usually consists of base layers, which in turn are subdivided into unbound base layers (frost protection layer, gravel and ballast layer, soil improvement layer) and associated base layers.
При использовании добавки согласно данному изобретению, в способе согласно данной заявке изобретению, например, материал почвы, заполнители, переработанные материалы, цемент и добавка согласно изобретению, могут быть заранее смешаны с оптимизированным содержанием воды в смесительной установке, стационарной или мобильной. Затем эта смесь может быть доставлена на строительную площадку, где она может быть распределена, например, в качестве основания для слоя почвы. Как правило, затем используется грейдер для создания основания, после чего происходит уплотнение гомогенизированного и улучшенного слоя почвы с помощью виброкатков. В ходе дальнейших операций можно нанести поверхностный слой из щебня, асфальта и/или бетона. Например, может быть изготовлен поверхностный слой из щебня и битумной эмульсии, как подробно описано в справочнике "Асфальт в дорожном строительстве", ISBN 978-3-7812-1782-9.When using the additive according to this invention, in the method according to this application of the invention, for example, soil material, aggregates, recycled materials, cement and the additive according to the invention can be pre-mixed with an optimized water content in a mixing plant, stationary or mobile. This mixture can then be transported to the construction site where it can be spread, for example, as a base for a layer of soil. Typically, a grader is then used to create the base, followed by compaction of the homogenized and improved soil layer using vibratory rollers. During further operations, a surface layer of crushed stone, asphalt and/or concrete can be applied. For example, the surface layer can be made from crushed stone and bitumen emulsion, as described in detail in the reference book "Asphalt in Road Construction", ISBN 978-3-7812-1782-9.
Однако добавка согласно изобретению, имеет большое преимущество в том, что ее можно добавлять уже в готовый цемент, например, на цементном заводе.However, the additive according to the invention has the great advantage that it can be added to ready-made cement, for example, at a cement plant.
Для применения в этом случае обработка добавки согласно изобретению, может осуществляться на месте на строительной площадке. Например, фиксированное количество цемента может быть нанесено на существующую почву, и почва может быть размолота, например, до 50 см с помощью почвенной фрезы. В этом процессе цемент смешивается с оптимальным количеством воды.For use in this case, the processing of the additive according to the invention can be carried out on site at the construction site. For example, a fixed amount of cement can be applied to existing soil and the soil can be ground, for example, to 50 cm using a tiller. In this process, cement is mixed with the optimum amount of water.
Изобретение имеет многочисленные преимущества. Можно достичь преимуществ в стоимости и качестве, а также сократить время строительства и выбросы СО2. Последнее, в частности, обусловлено сокращением времени работы строительной техники. Можно достичь повышенной прочности на изгиб независимо от количества обычно используемого портландцемента. Толщина слоев бетонного или асфальтового покрытия может быть уменьшена. Снижается чувствительность к воде и, следовательно, к морозу. Срок службы оснований дорожных или тротуарных покрытий, построенных с их использованием, увеличивается, а также увеличиваются сроки технического обслуживания дорог, построенных с использованием переработанных материалов.The invention has numerous advantages. Cost and quality advantages can be achieved, as well as reduced construction time and CO 2 emissions. The latter, in particular, is due to a reduction in the operating time of construction equipment. Increased flexural strength can be achieved regardless of the amount of Portland cement typically used. The thickness of the concrete or asphalt pavement layers can be reduced. Reduces sensitivity to water and, therefore, to frost. The service life of road or sidewalk bases built using them increases, as does the maintenance period for roads built using recycled materials.
Добавка согласно изобретению, не только катализирует реакцию цемента, но и предотвращает выщелачивание загрязняющих веществ, таких как каменноугольная смола. Она увеличивает прочность на изгиб и, следовательно, эластичность слоев, содержащих эту добавку. Структура дороги и толщина слоя могут быть упрощены без ухудшения качества. Стабилизация цементом всех типов существующих грунтов, а также регенерированных заполнителей, битума, органических компонентов и загрязняющих веществ, становится возможной. Таким образом, достигается высокая экономия затрат на утилизацию, транспортировку и материалы. Дополнительное улучшение эластичности и морозостойкости приводит к значительному уменьшению трещин в стабилизированном слое на протяжении всего срока службы. Действительно, извилистые дороги, особенно извилистые горные дороги, подвержены экстремальным сдвигающим усилиям, поэтому обычно происходит быстрое истирание. Кроме того, погодные условия и их изменения могут создавать значительную нагрузку на основание, особенно в результате сильных дождей и ураганов. В конечном итоге может произойти повышенное растрескивание основания, поэтому важны морозостойкость и эластичность основания. Это уменьшает растрескивание, а основание воспринимает дополнительные растягивающие усилия. Это приводит к значительно большей долговечности и лучшему качеству. Кроме того, переработанное дорожное покрытие может быть безопасно включено в основание.The additive according to the invention not only catalyzes the reaction of the cement, but also prevents the leaching of contaminants such as coal tar. It increases the flexural strength and, therefore, the elasticity of layers containing this additive. The road structure and layer thickness can be simplified without compromising quality. Cement stabilization of all types of existing soils, as well as reclaimed aggregates, bitumen, organic components and contaminants, becomes possible. This results in high cost savings for disposal, transportation and materials. The additional improvement in elasticity and frost resistance leads to a significant reduction in cracks in the stabilized layer throughout its service life. Indeed, winding roads, especially winding mountain roads, are subject to extreme shear forces, so rapid abrasion usually occurs. In addition, weather conditions and changes in weather conditions can place significant stress on the foundation, especially as a result of heavy rains and hurricanes. Ultimately, increased cracking of the substrate may occur, so frost resistance and elasticity of the substrate are important. This reduces cracking and the base absorbs additional tensile forces. This results in significantly greater durability and better quality. Additionally, recycled pavement can be safely incorporated into the base.
Также предусмотрена добавка, использование которой позволяет достичь высоких показателей прочности на изгиб в базовом слое. Получен абсолютно экологически совместимый продукт, который может очень быстро смешиваться с поступающей водой на строительной площадке, если добавка сначала добавляется в необходимую воду перед смешиванием с цементом. Кроме того, можно отказаться от солевых добавок и других гидрофильных полимерных компонентов. Моделирование нагрузки также показало увеличение срока службы дороги.An additive is also provided, the use of which makes it possible to achieve high flexural strength in the base layer. The result is a completely environmentally compatible product that can mix very quickly with incoming water on a construction site if the additive is first added to the required water before mixing with cement. In addition, salt additives and other hydrophilic polymer components can be eliminated. Load modeling also showed an increase in road life.
При строительстве дорог можно комбинировать особо эластичное гидравлически связанное основание (HGT) и асфальтобетонное покрытие. Добавка согласно изобретению, может увеличить эластичность HGT и, таким образом, значительно уменьшить растрескивание. Это также позволяет уменьшить толщину асфальтобетонного покрытия, например, с 14 см до 8 см. Прочность на сжатие также увеличивается без использования катков для снятия напряжения. Сокращение времени строительства и уменьшение толщины асфальтового покрытия позволяет добиться того, что не происходит ни растрескивания, ни оседания. В некоторых случаях для HGT нет необходимости в транспортировке и использовании первичного сырья (гравия, щебня), поэтому сокращение использования строительного транспорта также позволяет снизить выбросы СО2. Можно добиться стабилизации дорог, например, лесных дорог в горных районах при высоких нагрузках от замерзания-оттаивания. Стабилизация достигается уже с помощью цемента и добавок, без базового слоя.When constructing roads, it is possible to combine a highly flexible hydraulically bonded base (HGT) and asphalt concrete surface. The additive according to the invention can increase the elasticity of HGT and thus significantly reduce cracking. This also makes it possible to reduce the thickness of the asphalt concrete pavement, for example from 14 cm to 8 cm. The compressive strength is also increased without the use of stress-relieving rollers. Reducing construction time and reducing the thickness of the asphalt pavement ensures that neither cracking nor settling occurs. In some cases, for HGT there is no need to transport and use primary raw materials (gravel, crushed stone), so reducing the use of construction transport also reduces CO 2 emissions. It is possible to achieve stabilization of roads, for example, forest roads in mountainous areas under high loads from freezing and thawing. Stabilization is achieved with the help of cement and additives, without a base layer.
Claims (26)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP19207611.5 | 2019-11-07 | ||
| EP19216862.3 | 2019-12-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2822846C1 true RU2822846C1 (en) | 2024-07-15 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0725092A2 (en) * | 1995-02-06 | 1996-08-07 | DSM Chemie Linz GmbH | Redispersible, core-shell polymer powder, its preparation and use |
| EP1466937A1 (en) * | 2003-04-08 | 2004-10-13 | Wacker Polymer Systems GmbH & Co. KG | Polyvinylalcohol stabilised redispersing powder with fluidising properties |
| RU2501819C2 (en) * | 2008-06-27 | 2013-12-20 | Акцо Нобель Н.В. | Redispersible polymer powder |
| WO2014052034A1 (en) * | 2012-09-28 | 2014-04-03 | Rohm And Haas Company | Redispersible polymer powder mixtures for use in dry-mix formulations having improved properties |
| WO2015141941A1 (en) * | 2014-03-20 | 2015-09-24 | (주)제이엔티아이엔씨 | Polymer-modified concrete composition and method for repairing pavement of road using same |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0725092A2 (en) * | 1995-02-06 | 1996-08-07 | DSM Chemie Linz GmbH | Redispersible, core-shell polymer powder, its preparation and use |
| EP1466937A1 (en) * | 2003-04-08 | 2004-10-13 | Wacker Polymer Systems GmbH & Co. KG | Polyvinylalcohol stabilised redispersing powder with fluidising properties |
| RU2501819C2 (en) * | 2008-06-27 | 2013-12-20 | Акцо Нобель Н.В. | Redispersible polymer powder |
| WO2014052034A1 (en) * | 2012-09-28 | 2014-04-03 | Rohm And Haas Company | Redispersible polymer powder mixtures for use in dry-mix formulations having improved properties |
| WO2015141941A1 (en) * | 2014-03-20 | 2015-09-24 | (주)제이엔티아이엔씨 | Polymer-modified concrete composition and method for repairing pavement of road using same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1945590B1 (en) | Building material composition, especially bitumen-free sealant | |
| KR101173441B1 (en) | Permeable paving manufacture method to use eco-friendly recycled aggregate coated | |
| KR101192238B1 (en) | Permeable paving manufacture method to use eco-friendly recycled aggregate double-coated | |
| US6084011A (en) | Freeze/thaw resistant cementitious adhesive for composite materials and method for production thereof | |
| CN107382358A (en) | It is a kind of suitable for permeable alkali-slag concrete of Supporting Load Pavement and preparation method thereof | |
| JP4985937B2 (en) | Polymer cement mortar for floors | |
| CN108046667A (en) | A kind of improvement Loess Filling and its application method for roadbed | |
| KR101355404B1 (en) | Cement concrete composite with salt tolerance and alkali resistance and repairing method of concrete structure using the composite | |
| US11396479B2 (en) | Dry premixture for flexible concrete and method for its preparation and use thereof | |
| KR102207040B1 (en) | Water-Impermeable Waterproof Asphalt Concrete Compositions Comprising Low Density Polyethylene and Constructing Methods Using Thereof | |
| RU2822846C1 (en) | Powdered polymer-modified additive for concrete and process of concrete preparation | |
| KR101194555B1 (en) | Cement concrete composite and repairing method of concrete structure using the composite | |
| KR100872518B1 (en) | A repairing mortar composition containing polymer and repairing method using the same | |
| EP3914571B1 (en) | Powdered, polymer-modified additive for concrete and method for preparing a concrete | |
| WO2020122726A1 (en) | Flexible concrete | |
| KR101879546B1 (en) | Semirigid pavement compositions and pavement construction method using thereof | |
| KR101121163B1 (en) | Non-shrink packaging for road dust composition | |
| EP1918263A2 (en) | Mortar for jointing floor covering elements | |
| GB2451120A (en) | Block paving sand | |
| Assaad | Feasibility of specialty cement possessing improved bond properties | |
| JP3193974B2 (en) | Cement-based permeable pavement composition | |
| CN104909802A (en) | Micro-foam board sound insulation cushion material dry powder interface agent and preparation method thereof | |
| DE202019005214U1 (en) | Powdery, polymer-modified additive for concrete | |
| CN113929400B (en) | Plastering mortar and preparation method thereof | |
| EP3596025A1 (en) | Curing agent for a cementitious formulation |