Вяжущее

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может найти применение при изготовлении полов, лотков, фундаментов, тротуарных и футеровочных плиток, дорожных ограждений, бортовых камней, других конструкций и сооружений, особенно подверженных кислотной и солевой агрессии. Вяжущее, включающее серу, золосодержащие отходы и серосшивающую добавку, содержит в качестве серы серосодержащие отходы Нижнекамского нефтеперерабатывающего завода, в качестве золосодержащих отходов золошлаковые отходы тепловых электростанций, в качестве серосшивающей добавки природный минерал - пирит при следующем соотношении компонентов, масс. %: указанные серосодержащие отходы - 37-39,5, указанные золошлаковые отходы - 57,5-60, пирит - 0,5-3. Технический результат - повышение прочности при сжатии и при изгибе, ударной вязкости и снижение водопоглощения (на 26%), использование при получении вяжущего более доступных материалов. 2 табл.

 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может найти применение при изготовлении полов, лотков, фундаментов, тротуарных и футеровочных плиток, дорожных ограждений, бортовых камней, других конструкций и сооружений, особенно подверженных кислотной и солевой агрессии.

Известен состав для серного бетона, содержащий в качестве вяжущего техническую серу или серосодержащие отходы, модифицированные добавками (А.Н. Волгушев, Н.Ф. Шестеркина. Производство и применение серных бетонов. Обзорная информация, серия 1-М: ЦНИИТЭМС, 1991, вып.3, стр.5).

Композиция имеет низкую удельную ударную вязкость.

Наиболее близкой по составу по достигаемому эффекту является вяжущее (авторское свидетельство СССР №876596, М. кл³ С 04 В 19/06, опубл. Б.И. №40 от 30.01.81), включающее (масс. %):

сера 49-79,5

зола-унос 20-49

фосфор 0,2-2

Фосфор, хотя и сшивает серные цепи, но по ряду физико-механических свойств и водопоглощению данная композиция обладает низкими характеристиками. Кроме того, сера используется товарная, а фосфор - дорогостоящий, небезвредный химический реактив.

Изобретение направлено на повышение прочности при сжатии, изгибе, ударной вязкости, снижение водопоглощения.

Результат достигается тем, что в вяжущем, содержащем серу, золосодержащие отходы и серосшивающую добавку, в качестве серы используют серосодержащие отходы Нижнекамского нефтеперерабатывающего завода РТ, в качестве золосодержащих отходов золошлаковые отходы тепловых станций, в качестве серосшивающей добавки природный минерал - пирит (сульфид железа), при следующем соотношении компонентов, масс. %:

серосодержащие отходы 37-39,5

золошлаковые отходы 60-57,5

пирит 0,5-3

Серосодержащие отходы Нижнекамского нефтеперерабатывающего завода РТ (ГОСТ 127-93) содержат 99,98% серы.

В качестве золошлаковых отходов использовались отходы ТЭЦ-2 г. Казани следующего состава (масс. %):

SiO₂ 47,85-48,22

Аl₂O₃ 8,45-9,01

CaO 26,31-27,33

СаО_св 6,3-6,78

MgO 2,8-3,1

Fe₂O₃ 6,2-7,1

R₂O 0,47-0,62

SO₃ 0,31-0,44

Пирит - широкораспространенный природный минерал, является попутным продуктом добычи некоторых цветных металлов, в том числе, золота.

Пиритный цикл обладает способностью раскрываться, реагировать с радикалами, сшивать серные цепи по схеме:

FeS₂+S₈→-S_n-Fe-S_n-

Вяжущее готовят следующим образом: пирит измельчают и подвергают тонкому помолу до тонины 200 мкм. Расплав серосодержащих отходов доводят до температуры 155-160°С, при которой продукт имеет минимальную вязкость, и, при перемешивании, небольшими порциями вводят расчетное количество минерала - пирита. Композицию перемешивают до получения однородной массы, выдерживают до прекращения выделения пузырьков газа и гомогенизации системы.

Золошлаковые отходы высушивают, измельчают и подвергают тонкому помолу до тонины меньше 1 мм, добавляют в композицию и перемешивают.

Полученной таким образом массой, содержащей серососдержащие отходы, золошлаковые отходы и пирит, заполняют нагретые формы размером 2× 2× 6 см, помещают в печь. Затем температуру поднимают до 180°С и выдерживают при этой температуре массу в формах. Через 0,5 ч формы вынимают из печи, охлаждают.

Полученные балочки испытывали на

- прочность при сжатии по ГОСТ 1.81.0.5.0.-80,

- прочность при изгибе по ГОСТ 13105-75,

- водопоглощение по ГОСТ 12730.3-78,

- ударную вязкость на маятниковом копре.

Предлагаемые и известный составы вяжущего и их свойства представлены в таблицах 1 и 2. Из таблиц видно, что предлагаемые составы 2, 3, 4, 5 по характеристикам (прочность при сжатии, прочность при изгибе, удельная ударная вязкость, водопоглощение) существенно лучше, чем вяжущее по А.с. №876596.

Таблица 1
№	Составы, масс %
	Сеососдержащие отходы нефтепер. комплекса	Золошлаковые отходы	Пирит	Сера	Зола-унос	Фосфор
1	40	60	0
2	39,5	60	0,5
3	39	60	1
4	38	60	2
5	39,5	57,5	3
6	35	60	5
прототип				49-79,5	20-49	0,5-2
Таблица 2
Состав №	Свойства
	Прочность при сжатии σ сж, МПа	Прочность при изгибе σ изг, МПа	Удельная ударная вязкость, Дж/см2	Плотность ρ , г/см2	Водопоглощение W,%
1	28	5,1	45	2,5	0,3
2	40	5,8	47,5	2,64	0,24
3	41	7	50	2,69	0,23
4	39,5	6,8	52,5	2,70	0,2
5	37	6,4	55	2,57	0,22
6	30	5,8	43,7	2,45	0,25
Прототип	30-34	4-4,5	37-40	2,5-2,6	0,8-0,9

Как показывает анализ табличных данных, образцы по предлагаемым составам имеют более высокие значения прочности при сжатии (на 28%) и при изгибе (на 60%), ударной вязкости (на 40%) и более низкое значение водопоглощения (на 26%). Более того, при получении разработанных вяжущих используются доступные материалы, например, пирит (вместо дефицитного и небезвредного красного фосфора).

Вяжущее, включающее серу, золосодержащие отходы и серосшивающую добавку, отличающееся тем, что оно содержит в качестве серы серосодержащие отходы Нижнекамского нефтеперерабатывающего завода, в качестве золосодержащих отходов - золошлаковые отходы тепловых электростанций, в качестве серосшивающей добавки - природный минерал - пирит - при следующем соотношении компонентов, мас. %:

указанные серосодержащие отходы 37-39,5

указанные золошлаковые отходы 57,5-60

пирит 0,5-3.