Патент на изобретение №2380335

(54) ВЯЖУЩЕЕ

(57) Реферат:

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.

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	29,037,0
Жидкое натриевое стекло	1,03,0
Песчано-гравийная смесь	60,070,0

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

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

Отходы установки обессеривания	28,33 7,6
Битуминозный песок	14,118,8
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 87,788,8% 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	53,0953,21
Кварцевая мука с удельной
поверхностью 180 м2/кг	45,3145,41
Керосин	1,071,06
Синтетический каучук марки ПБН	0,530,32

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 3050%-ный раствор каучука в керосине. Отдозированное количество указанного раствора вводят в наполнитель и тщательно перемешивают 510 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 23 часов и укладывают в предварительно подготовленные и нагретые металлические формы. После охлаждения в течение 3040 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	28,337,6	40,070,0
Синтетический каучук марки ПБН	0,53	0,32	–	–
Керосин	1,07	1,06	–	–
Молотый кварцевый песок	–	–	–	30,060,0
Кварцевая мука с удельной поверхностью 180 м2/кг	45,31	45,41	–	–
Битуминозный песок	–	–	14,118,8	–
Минеральный наполнитель	–	–	57,646,0	–

Таблица 2
Показатель	Состав	Прототип[2]	Прототип [3, 4]
1	2
Предел прочности при сжатии, МПа	45,70	50,11	35,636,8	28,037,0
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	0,910,92*	0,3..0,42
Стойкость в 5% НС1 после 90 суток экспозиции	1,10	0,98	0,860,90*	–
Стойкость в 5% NaCl после 90 суток экспозиции	1,05	1,00	0,90,93*	–
Примечание: * – коэффициенты химической стойкости после 30 суток экспозиции.

Из табл. 2 видно, что предлагаемая композиция имеет высокую прочность при сжатии (в 1,31,4 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.

Формула изобретения

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