СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМЕСИ ДЛЯ СЕРНОГО БЕТОНА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2010 года по МПК C04B28/36 C04B111/20 

Описание патента на изобретение RU2401819C1

Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности к изготовлению бетонных изделий и дорожных покрытий.

Известно множество вариантов способа производства изделий из серного бетона на основе сополимерной серы, полученной путем модифицирования серы дициклопентадиеном. Эта технология существует несколько десятилетий и продолжает совершенствоваться до настоящего времени (например, Патент РФ №2298019, опубликован 27.04.2007). Общим недостатком этих способов является относительно высокая себестоимость, связанная с применением дорогих в сравнении с другими компонентами смеси реагентов, а также их токсичность.

Существуют также альтернативные способы, связанные с использованием более доступных и нетоксичных материалов. Наиболее близким из них к предлагаемому изобретению и поэтому принятым в качестве прототипа является способ (Патент РФ №2223991, опубликован 20.02.2004), включающий модифицирование серы путем ее перемешивания с предварительно активированным битумом и обработки смеси кавитационно-акустическим воздействием.

К недостаткам названного способа относится необходимость предварительной активации битума, что усложняет технологию, а также недостаточная прочность получаемого материала.

Используемый в принятом за прототип способе метод кавитационно-акустического воздействия в последнее время нашел широкое применение в техпроцессах пищевой промышленности и технологиях переработки нефти. Для его реализации обычно используют так называемые роторные импульсные аппараты (РИА). Особенностью их является создание периодических импульсов давления с частотой не боле 2 кГц. Это также может рассматриваться в качестве недостатка принятого за прототип способа, поскольку ограничивает его возможности.

Наконец, анализируемый способ имеет ограниченное применение, а именно производство сероасфальтобетона для дорожных покрытий.

Задачей предлагаемого изобретения является упрощение и удешевление производства при увеличении прочности получаемого материала, а также расширение сферы его применения на производство бетонных изделий.

Указанная задача решается тем, что серу плавят при температуре не менее 125°С (либо при возможности используют промышленный источник жидкой серы), после чего в жидкую серу вводят 1-8 мас.% битума и в течение 1-10 мин воздействуют на нее ультразвуком частотой от 22 до 88 кГц. Ультразвуковое воздействие позволяет осуществить химическую связь между серой и битумом, в результате чего образуется модифицированная сера со стабильной, близкой к моноклинной кристаллической структурой. Далее, полученную таким образом модифицированную серу используют при производстве серного бетона путем введения ее в весовых соотношениях (0,001-0,05):1 в разогретую до 125-155°С и тщательно перемешанную до состояния однородной массы смесь расплавленной серы с минеральными наполнителями. При этом в состав минеральных наполнителей включают золу-унос в весовом соотношении с серой (0,2-3,0):1. Частицы золы-уноса с преобладающим размером порядка 50-60 мкм, т.е. имеющие значительно меньшие размеры, чем частицы песка, обволакиваются тонкой пленкой модифицированной серы, и их масса заполняет промежутки между частицами песка, щебня и прочих твердых минеральных компонентов смеси, связывая их. Это обеспечивает более высокую прочность материала, чем прочность серного бетона, полученного без применения золы-уноса.

В составе минерального наполнителя может использоваться щебень, причем способ допускает использование различных видов и марок щебня (щебень гранитный, гравий, известковый щебень, керамзит), а также разных его фракций (от крупных - 40-70 до отсева), в зависимости от конкретного назначения и марки требуемого серобетона. Возможно также полное отсутствие щебня в составе минерального наполнителя (т.н. пескобетон). Опыты показывают, что получаемый материал малочувствителен к виду применяемого песка. Помимо часто применяемого промытого речного песка возможно использование загрязненного барханного песка с глинистыми включениями, что практически не сказывается на свойствах получаемого материала.

Также в составе минерального наполнителя может использоваться минеральный порошок МП-1, соответствующий требованиям ГОСТ Р 52129-2003.

Таким образом получается серный бетон для производства бетонных изделий, отличающихся высокой прочностью, износостойкостью, морозостойкостью, устойчивостью к воздействию факторов агрессивной среды и другими эксплуатационными преимуществами. А при введении в смесь расплавленной серы с минеральными наполнителями 5-20 мас.% битума получают сероасфальтобетон для дорожных покрытий.

Способ может быть осуществлен с применением стандартного оборудования химических производств (емкостей и трубопроводов, насосов, запорной и регулирующей арматуры, средств теплоизоляции и систем теплообмена и пр.), а также промышленных ультразвуковых установок как погружных, так и проточного типа, обеспечивающих воздействие ультразвуком низкой частоты (от 22 до 88 кГц).

Пример 1 осуществления способа получения смеси для серного бетона.

Получают модифицированную серу, для чего серу плавят, вводят в нее 3 мас.% битума марки БНД 60/90 при температуре серы 140°С и в течение 10 минут подвергают воздействию ультразвука частотой 22 кГц на установке ИЛ 100 - 6/8. Далее в разогретую до температуры 150°С смесь минеральных компонент, содержащую 40 мас.% известкового щебня фракции 5-20 мм, 55 мас.% кварцевого песка и 5 мас.% минерального порошка МП-1, добавляют серу в количестве 10% от массы смеси минеральных компонентов, золу-унос в весовом соотношении с серой 2:1 и модифицированную серу в весовом отношении 0,03:1 ко всей смеси, которую перемешивают до полной гомогенизации.

Пример 2 осуществления способа получения смеси для сероасфальтобетона.

Получают модифицированную серу, для чего серу плавят, вводят в нее 8 мас.% битума марки БНД 60/90 при температуре серы 140°С и в течение 10 минут подвергают воздействию ультразвука частотой 22 кГц на установке ИЛ 100 - 6/8. Далее в разогретую до температуры 150°С смесь минеральных компонент, содержащую 40 мас.% известкового щебня фракции 5-20 мм, 55 мас.% кварцевого песка и 5 мас.% минерального порошка МП-1, добавляют серу в количестве 10% от массы смеси минеральных компонентов, золу-унос в весовом соотношении с серой 2:1, дополнительно 15 мас.% битума и модифицированную серу в весовом отношении 0,03:1 ко всей смеси, которую перемешивают до полной гомогенизации.

При осуществлении изобретения может быть получен технический результат, заключающийся в упрощении и удешевлении производства при увеличении прочности получаемого материала, а также в расширении сферы его применения на производство бетонных изделий.

Использование изобретения позволяет повысить экономичность производства серобетонных изделий и сероасфальтофых покрытий и улучшить их эксплуатационные характеристики.

Похожие патенты RU2401819C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ХРАНЕНИЯ И ТРАНСПОРТИРОВКИ СЕРНОГО ВЯЖУЩЕГО 2011
  • Жиркевич Василий Юльевич
RU2507140C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЕРОБЕТОНА 2021
  • Хвостенко Виктор Петрович
  • Пшеничная Анна Викторовна
  • Пшеничная Алевтина Валерьевна
RU2753433C1
Сырьевая смесь для серного бетона и способ ее приготовления 2016
  • Мотин Николай Васильевич
  • Алехина Мария Николаевна
  • Ткачев Виктор Петрович
  • Васильев Юрий Эммануилович
RU2626083C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОЙ СЕРЫ 2013
  • Васильев Юрий Эммануилович
  • Мотин Николай Васильевич
  • Пекарь Светлана Сергеевна
  • Шубин Александр Николаевич
  • Якоби Василий Вильгельмович
RU2554585C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ 2013
  • Приходько Вячеслав Михайлович
  • Васильев Юрий Эммануилович
  • Шубин Александр Николаевич
  • Якоби Василий Вильгельмович
  • Лилейкин Виктор Васильевич
  • Сарычев Игорь Юрьевич
  • Ведякова Людмила Прокопьевна
  • Братищев Илья Станиславович
  • Столетов Илья Олегович
RU2543838C1
КАПЛЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ГРАНУЛЯТОРА 2005
  • Жиркевич Василий Юльевич
  • Шубин Александр Николаевич
RU2302286C1
Способ получения сероасфальтобетона 2002
  • Алексеев С.З.
  • Кисленко Н.Н.
  • Курочкин А.К.
  • Мотин Н.В.
  • Курочкин А.А.
  • Алёхина М.Н.
  • Васильев Ю.Э.
RU2223991C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРОБИТУМА 2010
  • Иванов Владимир Борисович
  • Валиев Тагир Шарифьянович
  • Козлов Валерий Семенович
RU2452748C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРОАСФАЛЬТОБЕТОНА 1998
  • Танаянц В.А.(Ru)
  • Тукай Е.А.(Ru)
  • Зозуля Иван Иванович
  • Махошвили Ю.А.(Ru)
  • Базилевич Семен Иванович
  • Еремин О.Г.(Ru)
RU2163610C2
АСФАЛЬТОБЕТОННАЯ СМЕСЬ 2015
  • Василовская Галина Васильевна
  • Шевченко Валентина Аркадьевна
RU2591938C1

Реферат патента 2010 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМЕСИ ДЛЯ СЕРНОГО БЕТОНА (ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности к изготовлению бетонных изделий и дорожных покрытий. Способ получения смеси для серного бетона включает модифицирование серы путем введения в нее битума в количестве 1-8 мас.% при температуре 125-155°С и воздействия в течение 1-10 мин ультразвуком низкой частоты; перемешивание модифицированной серы с разогретой до 125-155°С смесью минерального наполнителя - песка, щебня и золы-уноса с расплавленной серой в весовом соотношении золы-уноса с серой (0,2-3,0):1, при весовом соотношении модифицированной серы к указанной смеси (0,001-0,05):1. Для получения смеси для серного бетона для дорожного покрытия в указанную разогретую смесь минерального наполнителя и расплавленной серы дополнительно вводят 5-20 мас.% битума. 2 н.п. ф-лы.

Формула изобретения RU 2 401 819 C1

1. Способ получения смеси для серного бетона, включающий модифицирование серы путем введения в нее битума при повышенной температуре и перемешивание модифицированной серы с минеральным наполнителем, отличающийся тем, что при модифицировании, осуществляемом при использовании битума в количестве 1-8 мас.% и температуре 125-155°С, дополнительно оказывают воздействие в течение 1-10 мин ультразвуком низкой частоты, указанное перемешивание осуществляют с разогретой до 125-155°С смесью минерального заполнителя - песка и щебня, содержащего дополнительно золу-унос в весовом соотношении с серой (0,2-3,0):1, с расплавленной серой при весовом соотношении модифицированной серы к указанной смеси (0,001-0,05):1.

2. Способ получения смеси для серного бетона, включающий модифицирование серы путем введения в нее битума при повышенной температуре и перемешивание модифицированной серы с минеральным наполнителем, отличающийся тем, что при модифицировании, осуществляемом при использовании битума в количестве 1-8 мас.% и температуре 125-155°С, дополнительно оказывают воздействие в течение 1-10 мин ультразвуком низкой частоты, указанное перемешивание осуществляют с разогретой до 125-155°С смесью минерального заполнителя - песка и щебня, содержащего дополнительно золу-унос в весовом соотношении с серой (0,2-3,0):1, с расплавленной серой и дополнительными 5-20 мас.% битума при весовом соотношении модифицированной серы к указанной смеси (0,001-0,05):1.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2010 года RU2401819C1

Способ получения сероасфальтобетона 2002
  • Алексеев С.З.
  • Кисленко Н.Н.
  • Курочкин А.К.
  • Мотин Н.В.
  • Курочкин А.А.
  • Алёхина М.Н.
  • Васильев Ю.Э.
RU2223991C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРНОГО ЦЕМЕНТА 1999
  • Журавлев А.П.
  • Щугорев В.Д.
  • Гераськин В.И.
  • Коломоец В.Н.
  • Страхова Н.А.
RU2154602C1
СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ И КОНСТРУКЦИЙ 2003
  • Порфирьева Р.Т.
  • Юсупова А.А.
  • Ахметов Т.Г.
RU2258683C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОПОЛИМЕРНОЙ СЕРЫ 2005
RU2298019C2
RU 99112618 A, 27.03.2001
US 4391969 A, 05.07.1983
WO 03080533 A1, 02.10.2003.

RU 2 401 819 C1

Авторы

Жиркевич Василий Юльевич

Шубин Александр Николаевич

Даты

2010-10-20Публикация

2009-10-09Подача