穩(wěn)定劑和其使用方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求2012年2月28日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序號(hào)61/604, 258的優(yōu)先權(quán)，所 述美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)以引用的方式整體并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本公開一般涉及使用基礎(chǔ)材料和穩(wěn)定劑建造道路和建筑材料的方法和組合物。
[0004] 發(fā)明背景
[0005] 在發(fā)展中國(guó)家中，建筑可能是昂貴的，并需要一種更能負(fù)擔(dān)得起的選擇。因?yàn)椴皇?總能夠大量地使用進(jìn)口材料，所以可能需要使用當(dāng)?shù)?、本土和原地材料（例如建筑工地?近區(qū)域的材料、庫存材料、當(dāng)?shù)夭牧希Ｐ枰韶?fù)擔(dān)得起的房屋和道路，以安全并可靠地供養(yǎng) 家庭。需要道路來將產(chǎn)品送到市場(chǎng)，將兒童送到學(xué)校，并將人們送到醫(yī)療護(hù)理機(jī)構(gòu)。
[0006] 已經(jīng)展示，高粘土含量可能是用于道路修筑和建筑材料的土壤有效使用所需要 的。但粘土并不是總可以作為材料得到。先前的方法也已經(jīng)證明許多添加劑對(duì)粉質(zhì)砂土類 型幾乎沒有益處（Newman等人，2004)。砂土類型已經(jīng)對(duì)穩(wěn)定化造成問題，并經(jīng)常需要水泥 或?yàn)r青乳液來提供土壤內(nèi)聚力。
[0007] 目前在許多國(guó)家使用的許多道路都不是鋪設(shè)的。此類道路可以由例如泥土、粘土、 沙、灰塵等材料組成。雨可以引起：道路腐蝕、道路關(guān)閉、洗凈微粒、形成坑洼、淤泥土、道路 故障和坍陷、損壞交通工具、傷害人類或造成人類死亡或破壞環(huán)境。由于雨引起的這些問 題，所以道路可能變得無法通行，表面可能形成車印并被破壞，步行和自行車移動(dòng)可能被限 制，制品和產(chǎn)品無法到達(dá)市場(chǎng)，這當(dāng)中的任一者都會(huì)對(duì)社會(huì)造成財(cái)政損失并破壞當(dāng)?shù)睾偷?區(qū)經(jīng)濟(jì)。干燥環(huán)境可能引起灰塵問題，對(duì)駕駛者和步行者造成危險(xiǎn)。灰塵還會(huì)引起許多的 健康問題?；覊m可能引起農(nóng)業(yè)輸出減少并引起作物傷害。泥土路和砂礫路可能起皺（例如 洗衣板效應(yīng)），導(dǎo)致行車條件危險(xiǎn)并可能對(duì)交通工具和產(chǎn)品造成損壞。 發(fā)明概要
[0008] 本公開的各個(gè)方面提供了用于安裝和形成道路和建筑材料的方法和組合物?；A(chǔ) 材料和穩(wěn)定劑的使用提供了可負(fù)擔(dān)得起的道路和建筑材料。
[0009] 本文中描述的各種方法和材料可提供的道路與傳統(tǒng)的道路基層相比，能夠與其一 樣持久或比其更持久，可以快約5-10倍地建造，并且相同的成本可以產(chǎn)生約3到5倍的道 路。
[0010] 一個(gè)方面提供了一種形成表面或建筑材料的方法。在一些實(shí)施方案中，所述方法 包括以下步驟：獲得穩(wěn)定劑，獲得基礎(chǔ)材料，并獲得溶劑；將所述穩(wěn)定劑、基礎(chǔ)材料和溶劑 組合以形成混合物；以及將所述混合物壓實(shí)以形成表面或?qū)⑺龌旌衔飰簩?shí)以形成建筑材 料；其中所述穩(wěn)定劑包含聚合物。
[0011] 另一方面提供了一種形成表面的方法。在一些實(shí)施方案中，所述方法包括：獲得穩(wěn) 定劑，獲得基礎(chǔ)材料，并獲得溶劑；將所述穩(wěn)定劑、基礎(chǔ)材料和溶劑組合以形成混合物；以 及將所述混合物壓實(shí)以形成表面；其中所述穩(wěn)定劑包含聚合物。
[0012] 又一方面提供了一種形成建筑材料的方法。在一些實(shí)施方案中，所述方法包括：獲 得穩(wěn)定劑，獲得基礎(chǔ)材料，并獲得溶劑；將所述穩(wěn)定劑、基礎(chǔ)材料和溶劑組合以形成混合物； 以及將所述混合物壓實(shí)到模具中以形成建筑材料；其中所述穩(wěn)定劑包含聚合物。
[0013] 又一方面提供了一種組合物，其包括穩(wěn)定劑、基礎(chǔ)材料和溶劑；或固化的穩(wěn)定劑和 基礎(chǔ)材料；其中所述穩(wěn)定劑包含聚合物；且所述穩(wěn)定劑和基礎(chǔ)材料在整個(gè)所述組合物中均 勻地混合。
[0014] 其它目標(biāo)和特征將部分地顯而易見并在下文中部分地指出。
[0015] 附圖簡(jiǎn)述
[0016] 本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解下述圖式僅僅是出于例示的目的。所述圖式并不打算以任 何方式限制本傳授內(nèi)容的范疇。
[0017] 圖IA是通過用機(jī)械方法打碎攝影棚之間的原地土來制備原地土的照片。
[0018] 圖IB是手工施加穩(wěn)定劑到所制備的原地土和穩(wěn)定劑混合物機(jī)械摻合到土壤中的 照片。
[0019] 圖IC是施加穩(wěn)定劑的頂部密封的照片。
[0020] 圖ID是完工的固化道路的照片。
[0021] 圖2是可供道路或建筑材料使用的各種顏色選擇（例如紅色、綠色、黃色、藍(lán)色） 的照片。
[0022] 圖3A是施加穩(wěn)定劑的水槽車（bowser)的照片。
[0023] 圖3B是滾筒式壓實(shí)機(jī)的照片。
[0024] 圖4A是大雨后顯示抗水性的完工的固化道路的照片。雨水未被吸收到道路中。
[0025] 圖4B展示黑色選擇中完工的固化道路。
[0026] 圖5是混合著色劑與穩(wěn)定劑的照片。著色劑以約2-10%混合到穩(wěn)定劑中。
[0027] 圖6A是穩(wěn)定劑/著色劑摻合物與原地基礎(chǔ)材料的組合的照片。添加水以實(shí)現(xiàn)最 佳的含水量。
[0028] 圖6B是所得到的穩(wěn)定劑、著色劑和原地基礎(chǔ)材料混合物被壓實(shí)到角落的照片。
[0029] 圖7A是原地材料的照片。
[0030] 圖7B是原地材料、穩(wěn)定劑和為實(shí)現(xiàn)最佳的含水量而添加的水的摻合物的照片。
[0031] 圖8是通過簡(jiǎn)單機(jī)器制造的建筑材料的照片。
[0032] 圖8A是模具的照片。
[0033] 圖9B是由基礎(chǔ)材料、穩(wěn)定劑和水的混合物放到模具中、壓縮并使其固化而制成的 所得結(jié)構(gòu)的照片。
[0034] 圖9C是由100%沙漠沙與有色頂部密封制成的有色建筑材料的照片。展示有色頂 部密封滲透入建筑材料中。
[0035] 圖9D是由100%沙與有色頂部密封制成的有色建筑材料的照片，切開展示顏色在 整個(gè)建筑材料中摻合。展示有色頂部密封滲透入建筑材料中。
[0036] 圖10是添加和未添加著色劑的用自動(dòng)化機(jī)器制成的建筑材料的照片。
[0037] 圖IIA是再循環(huán)廢料的照片。
[0038] 圖IlB是作為35%再循環(huán)廢料與65%基礎(chǔ)材料組合的廢料的照片。
[0039] 圖12是用細(xì)粒含量為約35 %并且細(xì)粒材料能通過0. 63mm篩子、沒有石頭超過最 終固化材料的最小深度的約20 %、移除了有機(jī)材料的基礎(chǔ)材料以及現(xiàn)場(chǎng)或當(dāng)?shù)夭牧虾蛷U料 制成的建筑材料的實(shí)例的照片。
[0040] 發(fā)明詳述
[0041] 本公開至少部分地基于如下發(fā)現(xiàn)：穩(wěn)定劑可以與基礎(chǔ)材料一起用于形成道路和建 筑材料，容易且不太昂貴。因?yàn)槿狈镜淖≌涂赏ㄐ械牡缆?，所以發(fā)明一種廉價(jià)的組合 物和方法以提供廉價(jià)的道路和建筑材料。
[0042] 本文提供了用基礎(chǔ)材料和穩(wěn)定劑安裝道路和形成建筑材料的組合物和方法。
[0043] 表面、道路和其它應(yīng)用
[0044] 如本文中所描述，例如可通過的表面（例如道路或其它類似的可通過的表面）等 表面可以由基礎(chǔ)材料和穩(wěn)定劑建造。雖然以下討論敘述的是道路，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將了 解本公開可以同等地應(yīng)用于任何其它類型的可通過的表面。
[0045] 道路的建造、安裝和產(chǎn)生是本領(lǐng)域內(nèi)眾所周知的。因此，除非本文中另有說明，否 則本公開的方法和組合物可以根據(jù)此類常規(guī)工藝進(jìn)行。
[0046] 道路可以是從一個(gè)地方通到另一個(gè)地方的任何可通過的表面。舉例來說，道路可 以是大路、小路、通道、街道、小徑、小道、巷道或走道。舉例來說，道路可以用作描繪地產(chǎn)或 區(qū)域的手段。舉例來說，道路可以用于高爾夫球場(chǎng)、大型購物中心、主題游樂園和其它娛樂 公園（例如溜冰公園、水上樂園）。道路可以用于步行交通、動(dòng)物交通、自行車交通、機(jī)場(chǎng)起 落跑道或車輛交通或用于描繪區(qū)域以展示例如邊界。
[0047] 本文所描述的道路或表面可以包括為道路或表面提供抗水特征的聚合物或其它 添加劑，其可能是在濕潤(rùn)或可能濕潤(rùn)環(huán)境（例如水上樂園、花園、季節(jié)性大雨）中所希望或 需要的。
[0048] 本文所描述的道路或表面可以是有色道路或表面。有色道路或表面可以是任何顏 色，例如黑色、綠色、藍(lán)色、紅色等。顏色的選擇可能局限于在例如基于水的溶劑是所希望或 需要的情況下基于水的著色劑的可用性。適用于本文所描述的道路或表面中的基于水的著 色劑可以從各種商業(yè)來源（例如Northwest Dispersion, Ltd, UK;參見實(shí)施例）獲得。有 色道路或表面可以穿過道路的一部分或整個(gè)深度或表面具有一致的顏色。有色道路或表面 可以穿過道路的一部分或整個(gè)深度或表面包括呈條紋或?qū)訝顖D案的多種顏色。舉例來說， 呈條紋或?qū)訝顖D案的多種顏色可以用作