Композиционный материал

 

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

Рисунок 1