Литая серобетонная смесь Российский патент 2024 года по МПК C04B28/34 C04B14/28 

Изобретение относится к области промышленности дорожно-строительных материалов и может быть использовано при строительстве, и ремонте автомобильных дорог и аэродромов в качестве конструктивного слоя основания и покрытия в конструкции дорожной одежды.

Известна композиция [1] для получения серного бетона, которая содержит кварцевый песок, 70% которого размолото, и предварительно приготовленную при 140°С композицию элементной серы и модификатора серы - полиорганополисульфида с ненасыщенными углерод-углеродными связями в органическом радикале, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

кварцевый песок - 71,2,

элементная сера - 26,21-28,66,

модификатор серы - 0,14-2,59.

Технический результат - повышение прочности бетона на сжатие при сохранении водопоглощения и времени отверждения. Недостатком данной композиции является наличие в составе модификаторов серы, что усложняет дозировку при приготовлении серобетона, а так же предусматривается уплотнение под давлением.

Известна сырьевая смесь для серного бетона и способ ее приготовления [2]. Сырьевая смесь включает щебень и песок. Для приготовления указанной смеси используют щебень карьерный, с крупностью зерен от 5 до 40 мм, песок карьерный с крупностью зерен до 5 мм, серу модифицированную при следующем соотношении, вес.ч.: песок карьерный 2,3-4,2, щебень карьерный 2,5-4,5, сера модифицированная. Технический результат – повышение прочности, коррозионной стойкости к агрессивным средам и к динамическим нагрузкам. Недостатком данной смеси является трудоемкость и сложность процесса получения серобетонной смеси и необходимоть ее уплотнения.

Известен состав для серных бетонов [3] который содержит серное вяжущее и заполнитель в массовом соотношении 20:80. Серное вяжущее получают путем смешения при температуре 140°С в аппарате вихревого слоя в течение 15-30 с газовой серы и мазута до получения однородной эмульсии в массовом соотношении 5:1. Заполнитель содержит

щебень и остатки дробления щебня следующего фракционного состава: фракция 20- 10 мм - 17%, фракция 10-5 мм - 15%, фракция 5- 2,5 мм - 14%, фракция 2,5-1,25 мм - 12%, фракция 1,25-0,63 мм - 12%, фракция 0,63-0,315 мм - 10%, фракция 0,315-0,071 мм - 10%, фракция 0,071 и менее - 10%. Технический результат - повышение прочности бетона, стойкости к воздействию знакопеременных температур. Недостатком данного состава является наличие в технологической схеме смешение компонентов в аппарате вихревого слоя, что усложняет производственный процесс, а также необходимость уплотнения серобетонной смеси.

Наиболее близким решением к предлагаемому изобретению является СОСТАВ ДЛЯ СЕРНЫХ БЕТОНОВ [4], содержащий серное вяжущее и инертный заполнитель, отличающийся тем, что серное вяжущее получают путем смешения при температуре 135°C в аппарате вихревого смешения в течение 45-60 сек серы с добавлением мазута в массовом соотношении 6:1 и распылением аммиака и фумаровой кислоты из расчета 200 мг и 1000 мг на 1 м3 серы. соответственно, до получения однородной смеси, а инертный заполнитель содержит следующий фракционный состава в мас.%: отсев дробления щебня - фракция 20-10 мм - 10, фракция 10-5 мм - 10, фракция 5-2,5 мм - 10; речной промытый песок - фракция 2,5-1,25 мм - 10, фракция 1,25-0,63 мм - 15, фракция 0,63-0,315 мм - 15, фракция 0,315- 0,071 мм - 15; помол речного промытого песка - фракция 0,071 мм и менее - 15. Для получения состава можно использовать серное вяжущее и инертный заполнитель в массовом соотношении 23:77. Технический результат – повышение прочности и огнестойкости бетона. Недостатками данного изобретения является сложный многокомпонентный состав, необходимость применения аппарата вихревого слоя в процессе смешения компонентов, что усложняет технологический процесс, а также необходимость уплотнения серобетонной смеси.

Задачей изобретения является создание литой самоуплотняющейся серобетонной смеси, не требующей механизированных средств уплотнения и инструментов при ее укладке в конструктивный слой покрытия или основания автомобильной дороги или аэродрома, с последующим ее твердением и получением готового конструктивного слоя дорожной одежды из серного бетона.

Известно, что в технологии серосодержащих вяжущих материалов строительного назначения, в качестве пластификаторов серы могут применяться осерненные многокомпонентные (сложные по составу) системы: нефть, нефтяные фракции (Т_кип = 250÷400°С), нефтяной кек, газойль, битум, мазут, деготь, в количестве от 0.5 до 150% мас. к сере [5]. В этой связи, требуемый технический результат изобретения достигается тем, что состав литой серобетонной смеси включает серу, тонкодисперсный наполнитель из молотых минеральных пород известняка или талька и асфальтогранулят фракции 0,071- 20 мм, играющий роль мелкого и крупного заполнителей, с частицами, покрытыми асфальтовым вяжущим. При этом битум, входящий в состав асфальтогранулята способствует пластификации серобетонной смеси и повышению ее удобоукладываемости, что определяет область ее применения в качестве материала для устройства монолитных слоев покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов.

Компонентный состав литой серобетонной смеси включает серу, тонкодисперсный наполнитель и асфальтогранулят, в соотношениях, масс. %:

- сера – 32-37%

- наполнитель – 15,7-22,4%

- асфальтогранулят – 45,6-49,6%.

Соотношение исходных компонентов обеспечивает требуемые технологические свойства литой серобетонной смеси: диаметр расплыва и предельное напряжение сдвига, определяющие ее самоуплотнение и физико-механические показатели свойств серного бетона – предел прочности прочность при сжатии и на растяжение при изгибе, в интервале значений показателей, достаточных для устройства конструктивных слоев дорожных одежд. В таблице представлены составы литых серобетонных смесей, значения технологических и физико-механических показателей свойств литой серобетонной смеси и серного бетона.

Таблица

Тип наполнителя Известняк Тальк Пример 1 Пример 2 Пример 3 Пример 4 Пример 5 Пример 6 Асфальтогранулят, % 45,6 47,6 49,5 46,3 48,0 49,6 Сера, % 32,0 31,0 29,7 37 36,0 34,7 Наполнитель, % 22,4 21,4 20,8 16,7 16,0 15,7 Диаметр расплыва, см 13,3 12,8 12,25 10,0 11,0 13,0 Предельное напряжение сдвига, Па 255 285 330 318 435 575 Предел прочности прочность при сжатии, МПа 18 17,2 16,5 17,5 16,2 15 Предел прочности на растяжение при изгибе, МПа 5,6 5,5 5,4 6,2 6,1 5,9

Источники информации:

1. Патент, RU 2 374 204, C04B 28/36 (2006.01); C04B 111/20 (2006.01); КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРНОГО БЕТОНА, Лакеев С.Н., Сангалов Ю.А., Карчевский С.Г., Яковлев В.В., Яковлева Л.А., Ларионов С.Л., патентообладатель ООО «Инновационный центр «Химические технологии и оборудование», заяв. 14.04.2008, опубл. 27.11.2009, бюл. №33.

2. Патент, RU 2 626 083, C04B 28/36 (2006.01), C04B 12/00 (2006.01), C04B 40/00 (2006.01) Сырьевая смесь для серного бетона и способ ее приготовления, Мотин Н.В., Алехина М.Н., Ткачев В.П., Васильев Ю.Э., патентообладатель ООО «Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ», заяв. 05.04.2016, опубл. 21.07.2017, бюл. №21.

3. Патент, RU 2 356 867, C04B 28/36 (2006.01), СОСТАВ ДЛЯ СЕРНЫХ БЕТОНОВ, Пичугин Д.А., патентообладатель Пичугин Д.А., заяв. 05.09.2007, опубл. 27.05.2009, бюл. № 15.

4. Патент, RU 2 567 925, C04B 28/36 (2006.01), СОСТАВ ДЛЯ СЕРНЫХ БЕТОНОВ, Пичугин Д.А., патентообладатель ООО «Газпром добыча Астрахань», заяв. 10.12.2013, опубл. 20.06.2015, бюл. №17.

5. Ю. А. Сангалов, С. Г. Карчевский, В. И. Ионов Пластификация серы. Физико-химические аспекты. Башкирский химический журнал. 2012. Том 19. № 1, С. 11-20.

Изобретение относится к области промышленности дорожно-строительных материалов и может быть использовано при строительстве, и ремонте автомобильных дорог и аэродромов в качестве конструктивного слоя основания и покрытия в конструкции дорожной одежды. Задачей изобретения является создание литой самоуплотняющейся серобетоной смеси, не требующей механизированных средств уплотнения и инструментов при ее укладке в конструктивный слой покрытия или основания автомобильной дороги или аэродрома, с последующим ее твердением и получением готового конструктивного слоя дорожной одежды из серного бетона. Литая серобетонная смесь для устройства конструктивных слоев покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов, характеризуется тем, что она содержит серу, тонкодисперсный наполнитель из молотых минеральных пород известняка или талька и асфальтогранулят фракции 0,071-20 мм, при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный асфальтогранулят – 45,6-49,6, сера – 32-37, указанный наполнитель – 15,7-22,4. 1 табл.

Литая серобетонная смесь для устройства конструктивных слоев покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов, характеризующаяся тем, что она содержит серу, тонкодисперсный наполнитель из молотых минеральных пород известняка или талька и асфальтогранулят фракции 0,071-20 мм, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

указанный асфальтогранулят – 45,6-49,6

сера – 32-37

указанный наполнитель – 15,7-22,4.