專(zhuān)利名稱(chēng)：用于建造或維修建筑物,特別是堤壩的建筑材料及其應(yīng)用和制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于建造或維修建筑物特別是堤壩的建筑材料、以及該種建筑材料的應(yīng)用和其制備方法。
為了在強(qiáng)降雨、雪熔化等時(shí)防止泛濫和洪災(zāi)，常用的措施是預(yù)先規(guī)劃永久性堤壩形式的防洪堤。然而特別是沿著河流，由于越來(lái)越多的墾植和出于許多其他原因這樣的堤壩不總是受歡迎的，特別地當(dāng)為了防最高遇到的洪水而必需幾米高的永久性堤壩設(shè)施時(shí)更是不受歡迎的。
假如在水位上升到臨界水位的情況下而不采取及時(shí)的應(yīng)對(duì)措施，那么決堤的后果是在整個(gè)城區(qū)和鄉(xiāng)村洪水泛濫。
眾所周知的、常用的且成本比較低的用來(lái)避免洪水災(zāi)害和由此引起的洪災(zāi)的措施是借助于用沙子、由混凝土構(gòu)成的廢料或類(lèi)似的物料裝填了的袋子和其他容器建造臨時(shí)的堤壩。這樣雖然可有效的防洪，但是經(jīng)常發(fā)生所建造的堤壩被沖毀或至少是不密實(shí)的。對(duì)此的主要原因在于，水可容易地滲透入由沙子或類(lèi)似的物料所構(gòu)成的填充材料，然后該填充材料泡軟和變形，并由此最后在已經(jīng)建成的防洪堤的至少局部影響密封作用。當(dāng)用來(lái)包裝松散的松散物料的包裝是由黃麻或其他的可容易腐爛的材料制成的袋子時(shí)，特別會(huì)產(chǎn)生這樣的問(wèn)題。對(duì)此的一個(gè)后果是，假如要避免大面積的堤壩決口，要一直就其密封作用監(jiān)視用沙袋制成的防洪堤等，并必須立即修補(bǔ)不密實(shí)的地方。
類(lèi)似的缺點(diǎn)也在保護(hù)和維修建筑物，如屬于文物保護(hù)的物體中出現(xiàn)。在此常常希望使用礦物的作為松散物料存在的建筑材料，該建筑材料一方面在永久性裝入墻、墻壁等中時(shí)對(duì)潮氣或濕氣的滲透是不敏感的，另一方面可以成本低廉地制備、裝入和加工。
由此本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提出一種適合于建造或者密封或維修堤壩和其他防水或耐水的建筑物的建筑材料，其可如沙子和類(lèi)似的裝填材料那樣包裝和使用，然而帶來(lái)對(duì)水具有顯著改善了的密封作用和抵抗能力。此外還提出了該種建筑材料的應(yīng)用和其制備方法。
為了解決這一問(wèn)題提出了一種建筑材料，其基本上是由用疏水劑賦予疏水性的沙子、礦粉或這二者的混合物構(gòu)成。在此可考慮用作疏水劑的優(yōu)選是成本低的硬脂酸鈣以及豆油或妥爾油。該建筑材料的應(yīng)用和其制備方法在權(quán)利要求7和13中給出。
本發(fā)明帶來(lái)這樣一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)，即沙子或礦粉或者它們的單個(gè)顆粒由于用疏水劑進(jìn)行了表面處理而是防水的。這意味著，水滴在顆粒處滴下，而不潤(rùn)濕它們，和用這種建筑材料裝填了的容器，特別是柔韌的袋子，形成水不能輕易透過(guò)的障礙。不同于普通的沙子，通過(guò)疏水劑而具有疏水涂層的沙子即使長(zhǎng)時(shí)間的在水中也不被泡軟，以致于可有效地防止堤壩的決口和可以防止建筑物出現(xiàn)液體的滲入或流出。同樣地，在應(yīng)用賦予疏水性的礦粉時(shí)也是如此。
本發(fā)明的其他有利的特征在從屬權(quán)利要求中給出。
作為礦粉優(yōu)選使用的是石灰石。用礦石鑿等將在爆破(如大炮眼爆破)后所得到的礦石堆破碎成較大的塊，然后輸送到粉碎設(shè)備中。為此在一個(gè)例如用振動(dòng)篩進(jìn)行的第一凈化步驟中，將經(jīng)破碎的材料輸送到粉碎機(jī)中，和通過(guò)另一個(gè)振動(dòng)篩而分類(lèi)。在例如用球磨機(jī)精細(xì)研磨后，通過(guò)風(fēng)力分選器或類(lèi)似的裝置而分離出細(xì)粉末(如10-40μm)，將其輸送至疏水化工序。被嚴(yán)重污染了的礦粉在疏水化之前如果需要可以進(jìn)行第二凈化步驟。然后在混合裝置中通過(guò)加入硬脂酸鹽(如硬脂酸鈣)或合適的油而對(duì)所有的顆粒級(jí)分進(jìn)行疏水化或表面涂敷。疏水劑可以根據(jù)組成成分而以粉末形式或以液態(tài)的例如通過(guò)加熱到80-100℃而得到的形式加入。相應(yīng)地也可從其他種類(lèi)的礦石制備建筑材料。
當(dāng)疏水劑的份額只有約1-2重量％時(shí)，沙子或礦粉就已經(jīng)達(dá)到足夠的疏水化。在此特別優(yōu)選的是使用粒度小于約200μm的沙子或礦粉，也就是使用細(xì)的至非常細(xì)的沙子或礦粉。在這種情況下得到非常密實(shí)的、堅(jiān)固的建筑材料，它甚至在也許存在的包裝層被穿透的情況下對(duì)水也有高的流動(dòng)阻力。
除了硬脂酸鈣、豆油和妥爾油外，還涉及在由富含樹(shù)脂的木材如松杉木或松木制備紙漿時(shí)附帶產(chǎn)生的副產(chǎn)品，當(dāng)然也可使用其他對(duì)于所述目的合適的疏水劑和/或所述的或其他的疏水劑如菜籽油的混合物。
所述的建筑材料優(yōu)選地這樣制備，即將預(yù)選量的沙子和/或礦粉和疏水劑在混合器中互相混合足夠長(zhǎng)的時(shí)間，如5-20分鐘。由此進(jìn)行的沙子或礦粉顆粒的表面處理導(dǎo)致了具有所述性能的疏水化。作為混合器優(yōu)選使用的是槳式攪拌混合機(jī)，如對(duì)流式混合器。
實(shí)施例在實(shí)施例中，沙子用作為起始材料。將50kg粒度最大為200μm的沙子與1kg硬脂酸鈣在附加裝配有可振動(dòng)球形填料(Kugelfuellung)的槳式攪拌混合機(jī)中處理10分鐘，所用沙子通過(guò)在風(fēng)力分選器中的沙子分級(jí)而得到。結(jié)果得到疏水的、防水的松散物料。
用于表面處理的混合時(shí)間的選擇取決于所使用的粒度，細(xì)顆粒的混合時(shí)間比粗顆粒的混合時(shí)間要長(zhǎng)。
除了沙子(如干燥的河沙、海沙或沙漠的沙子)外，還可以使用許多種類(lèi)的礦粉(如來(lái)自大理石、白云石、花崗石、石英石、長(zhǎng)石、蛇紋石、玄武巖、輝綠巖、重晶石、石膏、白堊或高嶺土的礦粉)，這些礦粉一律為結(jié)晶的天然礦石，但不為無(wú)定形的礦石玻璃如珠光巖或多孔珠光巖等。
在使用液態(tài)的疏水劑如妥爾油、菜籽油等時(shí)，液體組分也可以通過(guò)向內(nèi)噴射而混入起始材料中。
根據(jù)本發(fā)明的建筑材料優(yōu)選以可良好操作使用的數(shù)量包裝在袋中，包裝在當(dāng)需要時(shí)分成段的墊或類(lèi)似的物品中，這些物品由不會(huì)腐爛的材料如聚氯乙烯薄膜構(gòu)成，并如傳統(tǒng)的用來(lái)建造或維修堤壩的沙袋那樣使用。在洪水退去后可再收集和儲(chǔ)存用根據(jù)本發(fā)明的建筑材料裝填了的袋子。在此，腐爛的危險(xiǎn)比使用容易腐爛的并且相比之下更昂貴的黃麻袋要小得多。
根據(jù)本發(fā)明的建筑材料的另一種應(yīng)用在于，向已經(jīng)存在的或待新建造的堤壩設(shè)施或其他建筑物如防護(hù)墻提供由疏水化了的建筑材料構(gòu)成的芯。為此，已經(jīng)存在的堤壩可以例如用反鏟式挖掘機(jī)以所期望的寬度和深度挖出，其深度優(yōu)選直至地下水位線(xiàn)以下，然后用疏水化了的沙子或礦粉作為核芯區(qū)域進(jìn)行填充。在舊的和新的設(shè)施中，側(cè)面的界限適當(dāng)?shù)赜貌粫?huì)腐爛的或只是很難腐爛的薄膜(如PVC薄膜)覆蓋，任選地用附加的支承構(gòu)件加固，隨后以常用的方式建造。為了監(jiān)視堤壩設(shè)施還可以安裝入水位測(cè)量?jī)x。在此清楚的是，疏水的建筑材料借助于合適的操作機(jī)器也可以以松散的堆的形式包裝在比較大的容器中，或者可以以較大的預(yù)制構(gòu)件的形式安裝在堤壩設(shè)施中。此外為了抗震，核芯區(qū)域可由多層構(gòu)成。
除此之外，根據(jù)應(yīng)用目的還可以將上述建筑材料包裝在由會(huì)腐爛的、至少輕的多孔材料制成的袋子中，特別是由黃麻織物等制成的袋子中，而不是包裝在PVC袋子中，特別是當(dāng)在后來(lái)拆卸之后不需要再次使用這些袋子時(shí)。此外可以?xún)?yōu)選地使用活口的袋子，因?yàn)樵谶@種情況下可以在不同的地點(diǎn)和采用裝填機(jī)器進(jìn)行簡(jiǎn)單的、成本低的裝填，裝填機(jī)器具有可插入活口的裝填接管。使用多孔的包裝具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即建筑材料滲透入孔中，和由此在包裝的外面也可形成疏水作用。
根據(jù)本發(fā)明的建筑材料的另一個(gè)有利的應(yīng)用與下述情況是無(wú)關(guān)的，即在建筑物或物體或者文物保護(hù)時(shí)是否涉及由洪水所危害的區(qū)域。在此，可以將上述的建筑材料包裝成平板、平面構(gòu)件(輥道)等，和以這種形式根據(jù)建筑構(gòu)件或預(yù)制組件的類(lèi)型用來(lái)建造永久性的墻、墻壁等。此外，通過(guò)例如將其轉(zhuǎn)化成液態(tài)或多氣泡的形式并根據(jù)噴漿法的方式采用壓縮空氣等壓入不能或很難到達(dá)的空間中，可以將上述建筑材料裝入建筑物的空隙或基底層中，這些空間也可為在所要維修的建筑物中預(yù)先安置的鉆孔。
術(shù)語(yǔ)“堤壩”在本發(fā)明的范圍內(nèi)應(yīng)包括所有對(duì)于所述目的合適的防護(hù)壩、圍堤等類(lèi)型，在此其是永久性建造的堤壩設(shè)施還是臨時(shí)性需要的防護(hù)壩是不重要的。
此外，根據(jù)本發(fā)明的建筑材料可以用于消除、減小或預(yù)防地下水的侵害以及防止各種類(lèi)型的水流入，即使在霜凍影響下也是如此，以及用于維修或密封已經(jīng)有裂縫的建筑物外墻。在后者的情況下，建筑材料例如通過(guò)壓縮空氣或借助于液態(tài)的、在施加后又揮發(fā)掉的物質(zhì)而施加到磚石建筑中。
最后根據(jù)本發(fā)明的建筑材料類(lèi)似地也可用于保存水(保持水)，這是通過(guò)利用該建筑材料來(lái)密封或封閉永久的或可移動(dòng)的堤壩設(shè)施、水槽、蓄水池等而實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，其可以多種多樣的方式變化。特別是對(duì)于在表面處理過(guò)程中規(guī)定的疏水劑數(shù)量更是如此。根據(jù)疏水劑的種類(lèi)和所期望的疏水化程度，也可以向存在于混合器中的混合物中添加入多于或少于1-2重量％的疏水劑。此外，疏水化也可用不同于所示方法的其他方法和用不同于所示疏水劑的其他疏水劑進(jìn)行。此外，根據(jù)本發(fā)明的建筑材料除了可以以裝入袋中的形式或者以別的包裝的形式進(jìn)行使用之外，甚至例如通過(guò)在合適的模具中成型成固體構(gòu)件和然后進(jìn)行焙燒而以經(jīng)焙燒的形式進(jìn)行使用。此外不言而喻，也可以以除了上述組合的其他組合來(lái)使用不同的特征。
權(quán)利要求
1.一種用于建造或維修不吸水的和保存水的建筑物特別是堤壩的建筑材料，該建筑材料基本上由通過(guò)用疏水劑進(jìn)行表面處理而賦予疏水性的沙子和/或礦粉構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的建筑材料，其特征在于，其含有1-2重量％的硬脂酸鈣作為疏水劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的建筑材料，其特征在于，其含有妥爾油、豆油或菜籽油作為疏水劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一的建筑材料，其特征在于，其具有小于200μm的粒度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一的建筑材料，其特征在于，礦粉由天然的、經(jīng)破碎的礦石構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一的建筑材料，其特征在于，其基本上是由含碳酸鈣的礦粉制備的。
7.一種材料用于建造或維修建筑物特別是堤壩的應(yīng)用，該材料基本上由通過(guò)用疏水劑進(jìn)行表面處理而賦予疏水性的沙子和/或礦粉構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的應(yīng)用，其特征在于，該材料作為裝填在容器中的松散物料而存在。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的應(yīng)用，其特征在于，該材料包裝在由柔韌的塑料特別是聚氯乙烯制成的袋子中。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的應(yīng)用，其特征在于，該容器是活口的袋子。
11.根據(jù)權(quán)利要求8-10之一的應(yīng)用，其特征在于，該容器由多孔的材料制成。
12.一種建筑物特別是堤壩，其特征在于，其為了防止液體的滲入而含有至少一個(gè)用根據(jù)權(quán)利要求1-6之至少一項(xiàng)的材料和/或用根據(jù)權(quán)利要求8-11之一的容器制備的核芯區(qū)域。
13.一種用于制備根據(jù)權(quán)利要求1-6之一項(xiàng)或多項(xiàng)的材料的方法，其特征在于，通過(guò)將預(yù)選數(shù)量的沙子和/或礦粉和疏水劑在混合器中混合一段根據(jù)粒度而選擇的時(shí)間，賦予沙子和/或礦粉疏水性。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于，通過(guò)將礦石破碎和在疏水化之前進(jìn)行凈化，而從天然的、經(jīng)破碎的礦石制備礦粉。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種用來(lái)建造或維修建筑物特別是堤壩的材料，其基本上由通過(guò)用疏水劑進(jìn)行表面處理而賦予疏水性的沙子和/或礦粉構(gòu)成。該材料優(yōu)選包裝在由塑料制成的袋子中，和通過(guò)將合適量的沙子和/或礦粉及疏水劑在混合器中混合而制備。
文檔編號(hào)C04B20/10GK1708623SQ200380102356
公開(kāi)日2005年12月14日 申請(qǐng)日期2003年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月10日
發(fā)明者奧斯卡·豪克 申請(qǐng)人:奧斯卡·豪克