|
(21), (22) Заявка: 2002116134/03, 19.06.2002
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
19.06.2002
(43) Дата публикации заявки: 10.01.2004
(45) Опубликовано: 10.07.2004
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске:
DE 2634852 A, 09.02.1978. SU 876596 A, 30.10.1981. RU 2176227 C1, 27.11.2001. RU 2000110957 A, 27.09.2000.
Адрес для переписки:
420110, г.Казань, а/я 2, пат.пов.Н.С.Гайнутдиновой, рег. № 256
|
(72) Автор(ы):
Хозин В.Г. (RU), Фомин А.Ю. (RU), Порфирьева Р.Т. (RU), Самуилов Я.Д. (RU), Рылова М.В. (RU)
(73) Патентообладатель(и):
Хозин Вадим Григорьевич (RU), Фомин Алексей Юрьевич (RU)
|
(54) ВЯЖУЩЕЕ
(57) Реферат:
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении вяжущего для растворов и бетонов, конструкций из них. Технический результат – повышение прочности серобетона на основе вяжущего. Вяжущее содержит: наполнитель, серу, серосодержащий стабилизатор полимерной серы, в качестве наполнителя используют известняк доломитизированный, а в качестве указанного стабилизатора – тетраполисульфид, при следующем соотношении компонентов, мас.%: известняк доломитизированный 50,0-66,7; сера 26,7-49,5; тетраполисульфид 0,3-10,0. 2 табл., 2 ил.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении вяжущего для растворов и бетонов, конструкций из них.
Известны серные бетоны, приготовленные на основе вяжущего с использованием кристаллической (ромбической) серы в качестве связующего, которые обладают рядом положительных свойств: быстрым набором прочности, связанным с быстрым остыванием смеси, относительно высокой прочностью на сжатие (до 60 МПа), стойкостью к воздействию агрессивных сред, низким водопоглощением и, следовательно, высокой морозостойкостью [1]. Однако при переходе из расплава в твердое состояние вследствие происходящих при этом процессов кристаллизации и перекристаллизации серы происходит изменение ее плотности, что ведет к усадочным деформациям. Усадочные деформации вызывают растягивающие напряжения в растворах и бетонах, приводящие к трещинам и микротрещинам и, в конечном счете, к снижению прочности бетонов в процессе эксплуатации.
Известны также серные вяжущие бетоны, использующие не кристаллическую серу, а ее -модификацию, пластическую (полимерную), которая образуется при нагревании расплава серы до температуры 180°С с последующим ее резким охлаждением. При использовании полимерной серы в вяжущих и бетонах возникающие в материале внутренние напряжения гораздо ниже, чем в вяжущем с кристаллической серой, однако состояние полимерной серы неустойчиво, она вскоре образует кристаллы ромбической серы, и для ее стабилизации используют различные стабилизаторы. Так, в DE № 2634852 А, опубл. 09.02.1978 [2] описано вяжущее, содержащее серу, наполнитель – известняк, стабилизатор полимерной серы – серосодержащий полимер. Указанное вяжущее является наиболее близким аналогом.
Целью изобретения является повышение прочности серобетона на основе серного вяжущего.
Поставленная цель достигается за счет того, что вяжущее, включающее серу, наполнитель – известняк, стабилизатор полимерной серы – серосодержащий полимер, содержит известняк доломитизированный, в качестве серосодержащего полимера – тетраполисульфид, при следующем содержании исходных компонентов, мас.%:
Известняк доломитизированный 50,0-66,7
Сера элементарная 26,7-49,5
Тетраполисульфид 0,3-10,0
Для указанного вяжущего были использованы:
Сера – ГОСТ 127-76 Сера техническая; известняк доломитизированный – ГОСТ 8267-93, щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ; выбор известнякового наполнителя обусловлен его пористостью и гидрофобностью; при взаимодействии серы и наполнителя на границе фаз происходят адсорбционные процессы и избирательная фильтрация серы в глубь минерального зерна, приводящие к формированию структурно-механических связей, образованию структур повышенной прочности.
Тетрасульфид – сополимер серы с дициклопентадиеном (ДЦПД) – новое вещество со структурой, показанной на фиг.1, на фиг.2 приведена схема получения этого вещества.
Сополимер серы и ДЦПД представляет собой твердый сыпучий пластичный материал. Указанный полимер в соответствии с [3] был получен реакцией сополимеризации дициклопентадиена с элементарной серой, взятых в мольных соотношениях 1: 0,5, которые нагревались при перемешивании при температуре (132±2) С в течение 4, 5 часов. При этом реакция серы с ДЦПД шла по схеме, отраженной на фиг.2. Затем производилась вакуумная отгонка не вступившего в реакцию ДЦПД. Полученный продукт охлаждался при нормальных условиях. В результате получался сополимер с тетрасульфидными фрагментами, термически относительно стабильными, с содержанием общей серы 49,28%. Как показывает ИК-спектроскопия, углеродный скелет дициклопентадиена не претерпел кардинальных изменений. Данные ЯМР-спектроскопии указывают на то, что в ходе сополимеризации в алкадиене прореагировала одна двойная связь, вторая же осталась незатронутой. Это обстоятельство обусловливает химическое взаимодействие тетраполисульфида с элементарной серой. Кроме того, полисульфиды являются катализаторами (активаторами) серы, элементарная сера при их действии приобретает большую реакционную способность, обусловленную раскрытием циклических молекул серы S8 и преобразованием их в полимерные цепочки, более реакционноспособные, чем циклические молекулы. Таким образом, тетраполисульфид оказывает двойное действие: является инициатором образования полимерной серы, оказывая каталитическое действие, и является стабилизатором полимерной модификации серы.
Образцы сероцемента готовили следующим образом. Расплав серы нагревали до температуры 155 С, при которой она имеет минимальную вязкость, и при перемешивании небольшими порциями добавляли определенное количество предварительно измельченного сополимера серы с дицоклопентадиеном. После растворения сополимера серы с ДЦПД в расплаве серы до однородности расплава к нему добавляли нагретый до такой же температуры, как и расплав, молотый (до удельной поверхности 3000 см2/г) известняк доломитизированный. Полученной массой заполняли предварительно нагретые до температуры 150-160 С формы-кубы 2 2 2 см, помещали формы в печи и нагревали до температуры 175-185 С, после чего массу в формах выдерживали при этой температуре 15-30 минут при нормальном атмосферном давлении, формы вынимали из печи и охлаждали при нормальных условиях (комнатной температуре). В результате получали образцы сероцемента с более высокой прочностью на сжатие.
Примеры образцов, изготовленных по предложенной рецептуре и описанной технологии, с различным процентным содержанием компонентов приведены в таблице 1, их прочностные характеристики – в таблице 2. Прочность на сжатие исследовали на разрывной машине Р-5 при скорости движения плиты, равной 20 мм/мин.
Как видно из таблицы, прочностные свойства сероцемента значительно улучшены по сравнению с прототипом.
Источники информации
1. Патуроев В.В., Волгушев А.Н., Орловский Ю.И. Серные бетоны и бетоны, пропитанные серой /обзорная информация/ сер. 7, вып.1, ВНИИС Госстроя СССР. -М.: 1985, с. 59.
2. DЕ № 2634852, 09.02.1978 (ближайший из аналогов).
3. Рылова М.В., Самуилов Я.Д., Кирсанов А.И. Получение полисульфидных полимеров реакцией сополимеризации непредельных соединений с элементарной серой. Казанский Государственный Технологический Университет, Композиционные материалы в авиастроении и народном хозяйстве. Сборник научных трудов. Всероссийская научно-техническая конференция, Казань, 5-8 октября 2000 года. Казань: Магариф, 2000, с. 12-16.
Формула изобретения
Вяжущее, включающее серу, наполнитель – известняк, стабилизатор полимерной серы – серосодержащий полимер, отличающееся тем, что оно содержит известняк доломитизированный и в качестве серосодержащего полимера – тетраполисульфид при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Сера 26,7-49,5
Известняк доломитизированный 50,0-66,7
Тетраполисульфид 0,3-10,0
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: 20.06.2004
Извещение опубликовано: 27.07.2006 БИ: 21/2006
NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение
Извещение опубликовано: 10.10.2006 БИ: 28/2006
|
|