ВЯЖУЩЕЕ Российский патент 2010 года по МПК C04B28/36 C04B111/20 

Изобретение относится к составам серных вяжущих и может найти применение в композициях для изготовления строительных изделий и конструкций, эксплуатируемых в условиях воздействия агрессивных сред.

Известна сырьевая смесь для изготовления строительных изделий и конструкций [1], включающая следующие компоненты, мас.%:

Сера 29,0…37,0 Жидкое натриевое стекло 1,0…3,0 Песчано-гравийная смесь 60,0…70,0

Однако для изделий, изготовленных из указанной композиции, характерно высокое водопоглощение.

Наиболее близким является композиционный материал [2], включающий следующие компоненты, мас.%:

Отходы установки обессеривания 28,3…3 7,6 Битуминозный песок 14,1…18,8 Минеральный наполнитель Остальное

Недостатком композиции является низкая прочность при сжатии и невысокие коэффициенты водостойкости, кислотостойкости и солестойкости. Кроме того, в качестве наполнителя используется битуминозный песок, содержащий 87,7…88,8% кварцевого песка, который в процессе приготовления материала взаимодействует с расплавом серы с образованием водорастворимых сульфидов кремния [3, 4]. В естественных условиях эксплуатации сульфиды кремния вымываются из материала, что приводит к преждевременному разрушению изделий и конструкций.

Изобретение направлено на повышение прочности при сжатии и изгибе при сохранении высоких значений коэффициентов химической стойкости.

Указанный технический эффект достигается тем, что вяжущее, содержащее серу и наполнитель, отличающееся тем, что в качестве наполнителя содержит кварцевую муку с удельной поверхностью 180 м²/кг, дополнительно содержит модификатор - керосин и аппретирующую добавку - синтетический каучук марки ПБН при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Сера 53,09…53,21 Кварцевая мука с удельной   поверхностью 180 м²/кг 45,31…45,41 Керосин 1,07…1,06 Синтетический каучук марки ПБН 0,53…0,32

Вяжущее содержит серу, керосин, кварцевую муку и синтетический каучук.

Использование серы (ГОСТ 127-93) и кварцевой муки (со средней плотностью 2650 кг/м³ и удельной поверхностью 180 м²/кг) позволяет значительно снизить стоимость изделий и конструкций, обеспечить их высокие прочностные показатели и безотходность технологии изготовления.

Введение керосина (ТУ 10227-86) обеспечивает формирование аморфно-кристаллической структуры серы, устойчивой к эксплутационным воздействиям, а добавление синтетического каучука марки ПБН (полибутадиен смешанной микроструктуры, соответствующий требованиям ТУ 38.103641-87) позволяет создать на поверхности кварцевой муки защитный слой, предотвратить взаимодействие наполнителя с серой и образование водорастворимых сульфидов кремния.

Композицию готовят следующим образом. Приготавливают 30…50%-ный раствор каучука в керосине. Отдозированное количество указанного раствора вводят в наполнитель и тщательно перемешивают 5…10 минут. Обработанный наполнитель добавляют в расплав серы, нагретый до температуры 160°С, и смесь тщательно перемешивают до однородной массы. Смесь выдерживают при температуре 160°С в течение 2…3 часов и укладывают в предварительно подготовленные и нагретые металлические формы. После охлаждения в течение 30…40 минут формы подвергают распалубке.

Составы предлагаемой композиции приведены в табл.1, а ее свойства - в табл.2.

Таблица 1 Компонент Состав предлагаемой композиции, мас.% Прототип [2] Прототип[3, 4] 1 2 Сера 53,09 53,21 28,3…37,6 40,0…70,0 Синтетический каучук марки ПБН 0,53 0,32 - - Керосин 1,07 1,06 - - Молотый кварцевый песок - - - 30,0…60,0 Кварцевая мука с удельной поверхностью 180 м²/кг 45,31 45,41 - - Битуминозный песок - - 14,1…18,8 - Минеральный наполнитель - - 57,6…46,0 -

Таблица 2 Показатель Состав Прототип[2] Прототип [3, 4] 1 2 Предел прочности при сжатии, МПа 45,70 50,11 35,6…36,8 28,0…37,0 Предел прочности при изгибе, МПа 16,64 18,16 - - Водопоглощение через 90 суток экспозиции, % 0,19 0,23 - масса снижается (до 1,5%) Водостойкость после 90 суток экспозиции 1,00 0,99 0,91…0,92* 0,3..0,42 Стойкость в 5% НС1 после 90 суток экспозиции 1,10 0,98 0,86…0,90* - Стойкость в 5% NaCl после 90 суток экспозиции 1,05 1,00 0,9…0,93* - Примечание: * - коэффициенты химической стойкости после 30 суток экспозиции.

Из табл. 2 видно, что предлагаемая композиция имеет высокую прочность при сжатии (в 1,3…1,4 раз), низкое водопоглощение и высокие значения водостойкости (в 1,1 раза), кислотостойкости (в 1,2 раза) и солестойкости (в 1,1 раза).

Литература

1. RU №2258683, МКИ С04В 28/36 «Сырьевая смесь для изготовления строительных изделий и конструкций».

2. RU №2177460, МКИ С04В 28/36, С04В 26/26, С04В 111:20 «Композиционный материал».

3. Яушева Л.С. Серобетоны каркасной структуры: Дисс… канд. техн. наук. - Саранск, 1998 г. - 170 с.

4. Королев Е.В., Прошин А.П., Ерофеев В.Т., Хрулев В.М., Горетый В.В. Строительные материалы на основе серы. - Пенза: ПГУАС; Саранск: Изд. Мордов. ун-та, 2003. - 372 с.

Изобретение относится к составам серных вяжущих и может использоваться в композициях для изготовления строительных изделий и конструкций, эксплуатируемых в условиях воздействия агрессивных сред. Вяжущее содержит серу, наполнитель - кварцевую муку с удельной поверхностью 180 м²/кг, модификатор - керосин и аппретирующую добавку - синтетический каучук марки ПБН при следующем соотношении компонентов, мас.%: сера 53,09-53,21, кварцевая мука с удельной поверхностью 180 м²/кг 45,31-45,41, керосин 1,06-1,07, синтетический каучук марки ПБН 0,32-0,53. 2 табл.

Вяжущее, содержащее серу и наполнитель, отличающееся тем, что в качестве наполнителя содержит кварцевую муку с удельной поверхностью 180 м²/кг, дополнительно содержит модификатор - керосин и аппретирующую добавку - синтетический каучук марки ПБН при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Сера 53,09-53,21 Кварцевая мука с удельной   поверхностью 180 м²/кг 45,31-45,41 Керосин 1,06-1,07 Синтетический каучук марки ПБН 0,32-0,53