ВЯЖУЩЕЕ Российский патент 2012 года по МПК C04B28/36 C01B17/00 C04B111/20 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может найти применение при изготовлении полов, лотков, фундаментов, тротуарных и футеровочных плиток, дорожных ограждений, бортовых камней, других конструкций и сооружений, особенно подверженных кислотной и солевой агрессии.

Известен состав для серного бетона, содержащий в качестве вяжущего техническую серу или серосодержащие отходы, модифицированные добавками (Волгушев А.Н., Шестеркина Н.Ф. Производство и применение серных бетонов. Обзорная информация, серия 1. - М.: ЦНИИТЭМС, 1991, вып.3, стр.5).

Композиция имеет низкую удельную вязкость.

Известен состав вяжущего (авторское свидетельство СССР №876596, М кл³ С04В 19/06, опубл. БИ №40 от 30.01.81), включающего, мас.%:

Сера 49-79,5 Зола-унос 20-49 Фосфор 0,2-2

Фосфор, хотя и сшивает серные цепи, но, по ряду физико-механических свойств и водопоглощению данная композиция обладает низкими характеристиками. Кроме того, сера используется товарная, а фосфор - дорогостоящий, небезвредный химический реактив.

Наиболее близкой по составу по достигаемому эффекту является вяжущее (авторское свидетельство №2248320, С1 С01В 17/00, С04В 28/36, БИ №8 от 20.03.2005), включающее, мас.%:

Серные отходы 37-39,5 Золошлаковые отходы 60-57,5 Пирит 0,5-3

Недостатком данного вяжущего является низкая прочность при сжатии и при изгибе, низкая ударная вязкость, повышенное водопоглощение.

Изобретение направлено на повышение прочности при сжатии, изгибе, ударной вязкости, снижение водопоглощения.

Результат достигается тем, что в вяжущем, содержащем серные отходы нефтеперерабатывающих заводов, золошлаковые отходы тепловых электростанций и серосшивающую добавку, согласно изобретению содержит хлорид алюминия, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Серные отходы 35-39 Золошлаковые отходы 59-60 Хлорид алюминия 1-5

Для приготовления вяжущего использовали:

серные отходы Нижнекамского нефтеперерабатывающего завода РТ (ГОСТ 127-93) содержащие 99,98% серы;

в качестве золошлаковых отходов (ЗШО) - отходы ТЭЦ-2 г. Казани следующего состава, мас.%:

SiO₂ 47,7-52,2 Аl₂O₃+ТiO₂ 21,24-25,28 Fe₂O₃ 5,2-5,9 CaO+MgO 4,3 SO₃ (общ) 0,2 K₂O+Na₂O 1,84-19,03

Хлорид алюминия (АlСl₃) по ГОСТ 3759-75, представляющий собой кристаллы с моноклинной решеткой, бесцветные, дымящиеся на воздухе при гидролизе.

Вяжущее готовили следующим образом: измельченные серные отходы и серосшивающую добавку (АlСl₃) перемешивали и нагревали до 170-180°С в течение 20 минут после расплавления серы. Затем приготовленные связующее и наполнитель (ЗШО) перемешивали в соотношении 40:60 до однородной массы и нагревали до температуры 170-180°С в течение 30-60 минут, при постоянном перемешивании. Подготовленную смесь выгружали в подогретые формы (Т=160°С) и прессовали при стандартном давлении 120 кг/см². Распалубку формы и контроль производили после остывания изделий до температуры 35-40°С.

Полученные образцы направляли на физико-технические испытания для бетонов согласно:

ГОСТ 10180-90 (СТСЭВ 3978-83). Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам.

ГОСТ 12730.3-78. Бетоны. Метод определения водопоглощения.

ГОСТ 12730.1-78. Бетоны. Метод определения плотности.

ГОСТ 10060.0-95 - ГОСТ 10060.4-95. Бетоны. Методы определения морозостойкости. Общие положения.

ГОСТ 25881-83. Бетоны химически стойкие. Методы испытания.

Предлагаемые и известный составы вяжущего и их свойства представлены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1 № Составы, масс.% Серные отходы Нижнек. нефтепер. завода Золошлаковые отходы Хлорид алюминия Пирит 1 39 60 1   2 38 60 2   3 38 59 3   4 36 60 4   5 35 60 5   прототип 37-39,5 60-57,5 - 0,5-3

Таблица 2 Состав № Свойства σ_сж, МПа σ_изг, МПа Удельная ударная вязкость Плотность ρ, г/см² Водопоглощение W, % 1 49 6,2 54 2,9 0,22 2 58 7,4 57 3,3 0,2 3 65 7,9 61 3,5 0,15 4 59 7,5 58 3,4 0,19 5 55 6,9 55 2,8 0,21 прототип 34-40 5,4-5,8 42-50 2,0-2,5 0,24-0,3

Из таблиц видно, что предлагаемые составы 2, 3, 4, 5, по характеристикам (прочность при сжатии, прочности при изгибе, удельная ударная вязкость, водопоглощение) существенно лучше, чем вяжущее по авт. св. №2248320.

Как показывает анализ табличных данных, образцы по предлагаемым составам имеют более высокие значения прочности при сжатии (на 38%) и при изгибе (на 26%), ударной вязкости (на 18%) и более низкое значение водопоглощения (на 44%). Более того, при получении разработанных вяжущих используются доступные материалы, например хлорид алюминия, являющийся электрофильным агентом, который позволяет активировать серу, способствует химическому взаимодействию компонентов и получению вяжущего с высокими физико-механическими свойствами.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может найти применение при изготовлении полов, лотков, фундаментов, тротуарных и футеровочных плиток, дорожных ограждений, бортовых камней, других конструкций и сооружений, особенно подверженных кислотной и солевой агрессии. Вяжущее, включающее серные отходы нефтеперерабатывающих заводов, золошлаковые отходы тепловых электростанций и серосшивающую добавку, в качестве серосшивающей добавки содержит хлорид алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанные серные отходы - 35-39; указанные золошлаковые отходы - 59-60; хлорид алюминия - 1-5. Технический результат - повышение прочности при сжатии и при изгибе, ударной вязкости и снижение водопоглощения. 2 табл.

Вяжущее, включающее серные отходы нефтеперерабатывающих заводов, золошлаковые отходы тепловых электростанций и серосшивающую добавку, отличающееся тем, что в качестве серосшивающей добавки содержит хлорид алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Серные отходы 35-39 Золошлаковые отходы 59-60 Хлорид алюминия 1-5