ПОЛИМЕРБЕТОННАЯ СМЕСЬ Российский патент 2010 года по МПК C04B28/36 C04B26/04 C04B111/28 

Изобретение относится к строительным материалам на полимерной основе, применяемым при изготовлении химически стойких изделий и конструкций, а конкретно к полимербетонам, содержащим в качестве связующего низкомолекулярные олигодиены с последующей серной вулканизацией композиции.

Известна полимербетонная смесь [1], включающая компоненты, мас.%:

Низкомолекулярный олигодиен 8-11 Сера 3-6,5 Тиурам 0,3-0,7 Оксид цинка 1,5-5,0 Оксид кальция 0,3-0,6 Зола-унос ТЭЦ 7-10 Кварцевый песок 24,9-27,1 Гранитный щебень Остальное

Полимербетон, изготовленный на основе указанной смеси, является горючим материалом и отличается недостаточной прочностью при повышенных температурах.

Наиболее близкой по совокупности признаков к предлагаемому составу является полимербетонная смесь [2], включающая компоненты, мас.%:

Низкомолекулярный полибутадиен 7-12 Сера 3,5-6 Тиурам 0,25-0,55 Каптакс 0,1-0,2 Оксид цинка 1,2-3,2 Оксид кальция 0,4-0,6 Зола-унос ТЭЦ 6,5-11,5 Кварцевый песок 22-27 Гранитный щебень Остальное

Указанный прототип также является горючим материалом.

Задачей изобретения является снижение горючести полимербетона, изготовленного на основе предлагаемой смеси, при сохранении значений его физико-механических характеристик при повышенных температурах.

Поставленная задача достигается тем, что полимербетонная смесь, включающая низкомолекулярный полибутадиен, серу, тиурам, каптакс, оксид цинка, оксид кальция, кварцевый песок и гранитный щебень, отличается от прототипа тем, что она дополнительно содержит гидрооксид алюминия при исключении из состава смеси тонкомолотого минерального наполнителя (золы-уноса ТЭЦ) при общем соотношении компонентов, мас.%:

Низкомолекулярный полибутадиен 5,5-6,5 Сера 2,75-3,25 Тиурам 0,4-0,45 Каптакс 0,09-0,11 Оксид цинка 6-7 Оксид кальция 0,45-0,5 Гидрооксид алюминия 1-2 Кварцевый песок 23-25 Гранитный щебень Остальное

Дополнительное введение в полимербетонную смесь антипирена - гидрооксида алюминия и увеличение концентрации оксида цинка за счет исключения тонкомолотого минерального наполнителя (золы-уноса ТЭЦ), сопровождающееся уменьшением доли связующего - низкомолекулярного полибутадиена при содержании компонентов в указанных пределах, обеспечивает снижение горючести получаемого композита и сохранение значений его физико-механических характеристик.

Пример. Для приготовления смеси использовали: низкомолекулярный полибутадиен ПБН по ТУ 38.103641-87; серу техническую по ГОСТ 127.4-93; тиурам (тетраметилтиурамдисульфид) по ТУ 6-00-00204197-253-93; каптакс (меркаптобензотиазол) по ГОСТ 739-74 с изменением №1; оксид цинка по ГОСТ 10262-73; гидроокись алюминия (гидроксаль) по ГОСТ 11841-76; оксид кальция по ГОСТ 8677-76; кварцевый песок по ГОСТ 8736-93; гранитный щебень фракций 10…20 по ГОСТ 8267-82.

Приготовление полимербетонной смеси осуществляли следующим образом: предварительно высушенную и просеянную серу совмещали с полибутадиеном. Затем последовательно вводили высушенные: тиурам, каптакс, оксид цинка, гидрооксид алюминия, оксид кальция, после чего добавляли при непрерывном перемешивании композиции заполнитель - кварцевый песок и гранитный щебень.

Приготовленную смесь укладывали в специально подготовленные формы и уплотняли на виброплощадке в течение 150 с, после чего подвергали тепловой обработке при температуре плюс 120°C в течение 8 ч.

Для экспериментальной проверки свойств сравниваемых полимербетонов изготовили образцы - призмы размером 40×40×160 мм.

На основе заявляемой смеси - составы 2,3,4, сравниваемые составы - 1,5 и прототип согласно табл.1.

Таблица 1   Содержание компонентов в составах, мас.% Наименование компонентов 1 2 3 4 5 Прототип Низкомолекулярный полибутадиен 4 5,5 6 6,5 8 9 Сера 2 2,75 3 3,25 4 4,5 Тиурам 0,3 0,4 0,4 0,45 0,45 0,45 Каптакс 0,07 0,09 0,1 0,11 0,12 0,125 Оксид кальция 0,4 0,45 0,5 0,5 0,5 0,5 Оксид цинка 7,5 7 6,5 6 5,5 1,5 Гидрооксид алюминия 2,5 2 1,6 1 0,5 - Зола-унос - - - - - 8 Кварцевый песок 22 23 23 25 25 25 Гранитный щебень 61,23 58,81 58,9 57,19 55,93 50,925

Измерения горючести предлагаемых композитов и прототипа, оцениваемые по значениям показателей, приведенных в табл.2, проводили при помощи установки ОТМ в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.044-89.

Таблица 2 № состава Температура газообразных продуктов горения, °С за 300 с Время достижения t=260°C, с Потеря массы образца, % 1 251 298 9 2 255 290 9,2 3 260 288 9,6 5 289 265 10,5 Прототип 303 214 13,3

Результаты измерений предела прочности при сжатии, являющегося определяющей характеристикой полученных композитов и прототипа, представлены в табл.3.

Измерения предела прочности при сжатии производили при температурах 20 и 125°C.

Таблица 3 Значения предела прочности при сжатии для предлагаемых составов и прототипа, МПа* 1 2 3 4 5 Прототип 95,3/24,7 99,8/29,4 100,0/30,2 98,3/29,1 92,4/23,1 100,5/21,3 *перед чертой значения измерений при 20°C, за чертой - при 125°C.

Добавление гидрооксида алюминия, дегидратирующего при достижении температуры 120…150°C, способствует снижению горючести полимербетона, изготовленного на основе заявляемой смеси.

Кроме того, гидрооксид алюминия за счет редокс-потенциала поверхности частиц является промоутером реакции поперечного сшивания макромолекул полибутадиена, что снижает газообмен сквозь поверхностный слой, дополнительно обеспечивая огнеподавляющий эффект.

Исключение из состава полимербетонной смеси золы-уноса и дополнительное введение гидрооксида алюминия при содержании в полимербетонной смеси низкомолекулярного полибутадиена в установленных пределах обеспечивает при горении снижение потери массы на 15% и увеличение времени достижения газообразными продуктами горения температуры 260°C на 13,3%.

При этом предел прочности при сжатии, измеренный при повышенных температурах, выше, чем у прототипа.

Источники информации

1. А.с. СССР №1724623, кл. С04В 26/04, 1992.

2. Патент РФ №2120425. Полимербетонная смесь. Потапов Ю.Б., Борисов Ю.М., Макарова Т.В., приоритет от 26.11.97. Опублик. 20.10.98.

Изобретение относится к строительным материалам на полимерной основе, применяемым при изготовлении химически стойких изделий и конструкций. Полимербетонная смесь включает, мас.%: низкомолекулярный полибутадиен - 5,5-6,5, сера - 2,75-3,25, тиурам - 0,4-0,45, каптакс - 0,09-0,11, оксид цинка - 6-7, оксид кальция - 0,45-0,5, гидрооксид алюминия - 1-2, кварцевый песок - 23-25, гранитный щебень - остальное. Технический результат - снижение горючести полимербетона при сохранении его физико-механических характеристик при повышенных температурах. 3 табл.

Полимербетонная смесь, включающая низкомолекулярный полибутадиен, серу, тиурам, каптакс, оксид цинка, оксид кальция, кварцевый песок и гранитный щебень, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит гидрооксид алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Низкомолекулярный полибутадиен 5,5-6,5 Сера 2,75-3,25 Тиурам 0,4-0,45 Каптакс 0,09-0,11 Оксид цинка 6-7 Оксид кальция 0,45-0,5 Гидрооксид алюминия 1-2 Кварцевый песок 23-25 Гранитный щебень остальное