Катализаторы, такие как известь (CaO), летучая зола и портландцемент, также входят в объем настоящего изобретения. В еще других вариантах осуществления настоящего изобретения полимеризованное растительное масло выбирают из группы, которая включает по меньшей мере одно из масла канолы, соевого масла, подсолнечного масла, кукурузного масла, рапсового масла, пальмового масла, оливкового масла и льняного масла.
В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения способ формирования структурной композиции включает смешивание от 2% до 20% по весу полимеризованного растительного масла со структурным материалом для создания композиции. В одном варианте осуществления полимеризованное растительное масло в диапазоне от 3% до 9% смешивают с песком для создания композиции. Некоторые варианты осуществления также включают нагревание композиции, уплотнение композиции и отверждение композиции.
Подробное описание предпочтительного варианта осуществления
Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения сочетают потребность в экологически чистых строительных материалах с необходимостью использования возобновляемых связующих веществ, таких как растительное масло, для создания и улучшения строительных материалов, а также для использования в приложениях по стабилизации грунта. К таким строительным материалам относятся строительные блоки, стабилизированный грунт и улучшенный асфальт.
В строительных блоках растительное масло используется для связывания конструкционного материала, такого как различные грунты, песок, ил, глина, гравий или их смесь, с образованием твердых или полутвердых материалов. Полученные материалы находят широкое применение в строительстве и дорожном строительстве. Соответственно, могут быть изготовлены строительные камни, подобные бетону, кирпичу и другим типам каменной кладки.
В качестве неограничивающего примера строительный материал, такой как кирпич, в рамках одного варианта осуществления настоящего изобретения подходящим образом представляет собой композицию, образованную из комбинации песка и растительного масла. Как показано ниже, полученный кирпич обладает улучшенными прочностными характеристиками, которые удовлетворяют, а во многих случаях и превышают текущие промышленные стандарты для обычных кладочных блоков без растительного масла.
Варианты изготовления композитов
Как отмечено выше и в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, стабилизированные грунты, такие как грунты, используемые в дорожном полотне, также изготавливают из композиции полимеризованного растительного масла и конструкционного материала. В одном неограничивающем примере 5 мас.% соевого масла смешивают с песком при заданной температуре.
Затем полученную композицию распределяют по площади, на которой желательно стабилизировать грунт, и уплотняют способом, хорошо известным в данной области техники, тем самым улучшая прочность и жесткость обработанной области. Помимо создания новых материалов, в некоторых других вариантах осуществления настоящего изобретения к хорошо известным битумным смесям добавляют растительное масло.
Битум для целей настоящего описания относится к асфальтовому вяжущему, битумным эмульсиям, жидким асфальтам и битумам, модифицированным полимером или каучуком, и их производным. Два неограничивающих метода с использованием этого типа масла были разработаны для повышения прочности таких хорошо известных битумных смесей. Пример каждой из вышеуказанных композиций, а также способ их получения более подробно изложены ниже.
Связывающие особенности растительного масла
Растительное масло способно связывать конструкционные материалы, такие как песок, ил, глина, гравий или их смесь, поскольку при определенных условиях растительное масло полимеризуется. Растительное масло включает триацилглицериды, состоящие в основном из цепей мононенасыщенных и полиненасыщенных жирных кислот. Эти ненасыщенные цепи могут быть термически полимеризованы с помощью ряда свободнорадикальных инициируемых процессов.
Наконец, связывание может быть результатом взаимодействия кремнезема в почве и трехмерной структуры полимеризованного растительного масла. Образование водородных связей между электроотрицательными частями жирных кислот и силанольными группами на поверхности кремнезема играет важную роль в включении кремнезема. Поскольку открытая карбоксильная группа свободных жирных кислот более электроотрицательна, чем углерод-углеродные двойные связи, включение диоксида кремния может увеличиваться при более высоком процентном содержании свободных жирных кислот.
