Патент на изобретение №2177460

(54) КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ

(57) Реферат:

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для получения строительных изделий и асфальтобетонных покрытий, используемых в обычных и агрессивных средах. Композиционный материал для изготовления строительных конструкций и изделий, включающий серное вяжущее, битумный компонент и минеральный наполнитель, в качестве серного вяжущего содержит отходы установки обессеривания газоперерабатывающего производства, а в качестве битумного компонента – природные битуминозные пески при следующем соотношении компонентов, мас.%: отходы установки обессеривания – 28,3-37,6; битуминозный песок – 14,1-18,8; минеральный наполнитель – остальное. Технический результат – улучшение удобоукладываемости, формуемости массы при изготовлении изделия с сохранением прочностных характеристик. 1 табл.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для получения строительных изделий и асфальтобетонных покрытий, используемых в обычных и агрессивных средах.

Известны асфальтобетонные смеси и композиции, включающие битуминозную составляющую и минеральный наполнитель (см. Рыбьев И.А. Асфальтовые бетоны. М.: Высшая школа, 1969, с. 50).

Однако они обладают недостаточной химической стойкостью и дороговизной.

Известны вяжущие для дорожного строительства (например, а.с. N 1819893, МПК C 08 L 95/00, C 04 В 26/26), включающие серу, битум и минеральный наполнитель.

Недостаток – низкие физико-механические показатели и дороговизна.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является композиция (а.с. N 1650637, МПК C 04 B 28/36), включающая серное вяжущее – техническую серу; битумный компонент – нефтебитуминозный барханный песок (содержание органической части до 10%) с добавками кубовых остатков крекинга нефти и минеральный наполнитель – песок отходов пиления мрамора, известняковый щебень и др.

К недостаткам прототипа относятся жесткость, неудовлетворительная формуемость и удобоукладываемость композиции. Кроме того, она не обладает сколь-нибудь удовлетворительной стойкостью к кислым средам.

Изобретение направлено на улучшение удобоукладываемости, формуемости массы при изготовлении изделия при сохранении прочностных характеристик, а также повышение химстойкости.

Для изготовления композиционного материала используют исходные компоненты: битуминозный песок Шугуровского месторождения Татарстана с содержанием битуминозной части 7-13 мас.% следующего состава, мас.%:
Масла + полиэфирные смолы – 46-50
Асфальтены – 13-14
Смолы спиртово-бензольные – 28-35
Асфальтогеновые кислоты – 4,3-4,8
Минеральная часть битуминозной породы имеет следующий химический состав, мас. %: SiO – 87,7-88,8; Al₂O₃ – 12,47-12,85; Fe₂O₃ – 3,05-3,36; TiO₂ – 0,3-0,4; Na₂O – 3,12-3,16; K₂O – 1,8-2,1; CaO – 3,2- 4,0; MgO – 0,9-1,1; SO₃ – 0,02-0,04; п.п.п. – 3,9-4,2.

В качестве серного вяжущего применяли отход установки обессеривания газа Миннебаевского газоперерабатывающего завода (Татарстан), содержащий 99,9% серы (ГОСТ 127-76). В качестве наполнителя использовалась песчано-гравийная смесь (ГОСТ 23735-79).

Образцы композиционного материала готовили следующим образом: взятые в заданных соотношениях исходные компоненты смешивали до получения однородной смеси. Затем смесь нагревали до температуры 200-220^oC, выдерживали при этой температуре в течение 30-40 минут и отпрессовывали образцы под давлением 40 МПа. Приготовление и испытание образцов производили согласно ГОСТа 12801-84. Результаты испытания приведены в таблице.

Значения глубины проникновения иглы (пенетрация) для образцов при различных температурах составляют (град): 20^oC – 14; 60^oC – 16; 100^oC – 50-60; 110^oC – размягчение.

При температуре выше 120^oC смесь находится в вязкотекучем состоянии. Расплав однородный, не расслаивается.

Предлагаемая серно-битумная смесь обладает лучшей удобоукладываемостью и формуемостью при изготовлении изделий, что достигается химическим взаимодействием между составляющей битумной оболочки кремнеземистых зерен, формированием деформируемых сернистых цепочечных структур в приграничной сфере, получением структурно-однородного гомогенного расплава, полным и однородным смачиванием зерен наполнителя матрицей вяжущего.

Как видно из таблицы, образцы, приготовленные по предлагаемой рецептуре, обладают значительно более высоким коэффициентом стойкости к воде и растворам CaCl₂, NaCl, MgSO₄, чем образцы по прототипу при сохранении прочностных характеристик. Образцы по прототипу не устойчивы к действию кислых сред (растворам кислот HCl и H₂SO₄) и практически полностью разрушаются при действии растворов с pH 3-4.

Формула изобретения

Композиционный материал для изготовления строительных конструкций и изделий, включающий серное вяжущее, битумный компонент и минеральный наполнитель, отличающийся тем, что в качестве серного вяжущего содержит отходы установки обессеривания газоперерабатывающего производства, а в качестве битумного компонента – природные битуминозные пески при следующих соотношениях компонентов, мас.%:
Отходы установки обессеривания – 28,3-37,6
Битуминозный песок – 14,1-18,8
Минеральный наполнитель – Остальное-

РИСУНКИ

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 13.01.2004

Извещение опубликовано: 10.03.2005 БИ: 07/2005