Способ получения смеси для серного бетона (варианты)


 


Владельцы патента RU 2401819:

Жиркевич Василий Юльевич (RU)
Шубин Александр Николаевич (RU)

Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности к изготовлению бетонных изделий и дорожных покрытий. Способ получения смеси для серного бетона включает модифицирование серы путем введения в нее битума в количестве 1-8 мас.% при температуре 125-155°С и воздействия в течение 1-10 мин ультразвуком низкой частоты; перемешивание модифицированной серы с разогретой до 125-155°С смесью минерального наполнителя - песка, щебня и золы-уноса с расплавленной серой в весовом соотношении золы-уноса с серой (0,2-3,0):1, при весовом соотношении модифицированной серы к указанной смеси (0,001-0,05):1. Для получения смеси для серного бетона для дорожного покрытия в указанную разогретую смесь минерального наполнителя и расплавленной серы дополнительно вводят 5-20 мас.% битума. 2 н.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности к изготовлению бетонных изделий и дорожных покрытий.

Известно множество вариантов способа производства изделий из серного бетона на основе сополимерной серы, полученной путем модифицирования серы дициклопентадиеном. Эта технология существует несколько десятилетий и продолжает совершенствоваться до настоящего времени (например, Патент РФ №2298019, опубликован 27.04.2007). Общим недостатком этих способов является относительно высокая себестоимость, связанная с применением дорогих в сравнении с другими компонентами смеси реагентов, а также их токсичность.

Существуют также альтернативные способы, связанные с использованием более доступных и нетоксичных материалов. Наиболее близким из них к предлагаемому изобретению и поэтому принятым в качестве прототипа является способ (Патент РФ №2223991, опубликован 20.02.2004), включающий модифицирование серы путем ее перемешивания с предварительно активированным битумом и обработки смеси кавитационно-акустическим воздействием.

К недостаткам названного способа относится необходимость предварительной активации битума, что усложняет технологию, а также недостаточная прочность получаемого материала.

Используемый в принятом за прототип способе метод кавитационно-акустического воздействия в последнее время нашел широкое применение в техпроцессах пищевой промышленности и технологиях переработки нефти. Для его реализации обычно используют так называемые роторные импульсные аппараты (РИА). Особенностью их является создание периодических импульсов давления с частотой не боле 2 кГц. Это также может рассматриваться в качестве недостатка принятого за прототип способа, поскольку ограничивает его возможности.

Наконец, анализируемый способ имеет ограниченное применение, а именно производство сероасфальтобетона для дорожных покрытий.

Задачей предлагаемого изобретения является упрощение и удешевление производства при увеличении прочности получаемого материала, а также расширение сферы его применения на производство бетонных изделий.

Указанная задача решается тем, что серу плавят при температуре не менее 125°С (либо при возможности используют промышленный источник жидкой серы), после чего в жидкую серу вводят 1-8 мас.% битума и в течение 1-10 мин воздействуют на нее ультразвуком частотой от 22 до 88 кГц. Ультразвуковое воздействие позволяет осуществить химическую связь между серой и битумом, в результате чего образуется модифицированная сера со стабильной, близкой к моноклинной кристаллической структурой. Далее, полученную таким образом модифицированную серу используют при производстве серного бетона путем введения ее в весовых соотношениях (0,001-0,05):1 в разогретую до 125-155°С и тщательно перемешанную до состояния однородной массы смесь расплавленной серы с минеральными наполнителями. При этом в состав минеральных наполнителей включают золу-унос в весовом соотношении с серой (0,2-3,0):1. Частицы золы-уноса с преобладающим размером порядка 50-60 мкм, т.е. имеющие значительно меньшие размеры, чем частицы песка, обволакиваются тонкой пленкой модифицированной серы, и их масса заполняет промежутки между частицами песка, щебня и прочих твердых минеральных компонентов смеси, связывая их. Это обеспечивает более высокую прочность материала, чем прочность серного бетона, полученного без применения золы-уноса.

В составе минерального наполнителя может использоваться щебень, причем способ допускает использование различных видов и марок щебня (щебень гранитный, гравий, известковый щебень, керамзит), а также разных его фракций (от крупных - 40-70 до отсева), в зависимости от конкретного назначения и марки требуемого серобетона. Возможно также полное отсутствие щебня в составе минерального наполнителя (т.н. пескобетон). Опыты показывают, что получаемый материал малочувствителен к виду применяемого песка. Помимо часто применяемого промытого речного песка возможно использование загрязненного барханного песка с глинистыми включениями, что практически не сказывается на свойствах получаемого материала.

Также в составе минерального наполнителя может использоваться минеральный порошок МП-1, соответствующий требованиям ГОСТ Р 52129-2003.

Таким образом получается серный бетон для производства бетонных изделий, отличающихся высокой прочностью, износостойкостью, морозостойкостью, устойчивостью к воздействию факторов агрессивной среды и другими эксплуатационными преимуществами. А при введении в смесь расплавленной серы с минеральными наполнителями 5-20 мас.% битума получают сероасфальтобетон для дорожных покрытий.

Способ может быть осуществлен с применением стандартного оборудования химических производств (емкостей и трубопроводов, насосов, запорной и регулирующей арматуры, средств теплоизоляции и систем теплообмена и пр.), а также промышленных ультразвуковых установок как погружных, так и проточного типа, обеспечивающих воздействие ультразвуком низкой частоты (от 22 до 88 кГц).

Пример 1 осуществления способа получения смеси для серного бетона.

Получают модифицированную серу, для чего серу плавят, вводят в нее 3 мас.% битума марки БНД 60/90 при температуре серы 140°С и в течение 10 минут подвергают воздействию ультразвука частотой 22 кГц на установке ИЛ 100 - 6/8. Далее в разогретую до температуры 150°С смесь минеральных компонент, содержащую 40 мас.% известкового щебня фракции 5-20 мм, 55 мас.% кварцевого песка и 5 мас.% минерального порошка МП-1, добавляют серу в количестве 10% от массы смеси минеральных компонентов, золу-унос в весовом соотношении с серой 2:1 и модифицированную серу в весовом отношении 0,03:1 ко всей смеси, которую перемешивают до полной гомогенизации.

Пример 2 осуществления способа получения смеси для сероасфальтобетона.

Получают модифицированную серу, для чего серу плавят, вводят в нее 8 мас.% битума марки БНД 60/90 при температуре серы 140°С и в течение 10 минут подвергают воздействию ультразвука частотой 22 кГц на установке ИЛ 100 - 6/8. Далее в разогретую до температуры 150°С смесь минеральных компонент, содержащую 40 мас.% известкового щебня фракции 5-20 мм, 55 мас.% кварцевого песка и 5 мас.% минерального порошка МП-1, добавляют серу в количестве 10% от массы смеси минеральных компонентов, золу-унос в весовом соотношении с серой 2:1, дополнительно 15 мас.% битума и модифицированную серу в весовом отношении 0,03:1 ко всей смеси, которую перемешивают до полной гомогенизации.

При осуществлении изобретения может быть получен технический результат, заключающийся в упрощении и удешевлении производства при увеличении прочности получаемого материала, а также в расширении сферы его применения на производство бетонных изделий.

Использование изобретения позволяет повысить экономичность производства серобетонных изделий и сероасфальтофых покрытий и улучшить их эксплуатационные характеристики.

1. Способ получения смеси для серного бетона, включающий модифицирование серы путем введения в нее битума при повышенной температуре и перемешивание модифицированной серы с минеральным наполнителем, отличающийся тем, что при модифицировании, осуществляемом при использовании битума в количестве 1-8 мас.% и температуре 125-155°С, дополнительно оказывают воздействие в течение 1-10 мин ультразвуком низкой частоты, указанное перемешивание осуществляют с разогретой до 125-155°С смесью минерального заполнителя - песка и щебня, содержащего дополнительно золу-унос в весовом соотношении с серой (0,2-3,0):1, с расплавленной серой при весовом соотношении модифицированной серы к указанной смеси (0,001-0,05):1.

2. Способ получения смеси для серного бетона, включающий модифицирование серы путем введения в нее битума при повышенной температуре и перемешивание модифицированной серы с минеральным наполнителем, отличающийся тем, что при модифицировании, осуществляемом при использовании битума в количестве 1-8 мас.% и температуре 125-155°С, дополнительно оказывают воздействие в течение 1-10 мин ультразвуком низкой частоты, указанное перемешивание осуществляют с разогретой до 125-155°С смесью минерального заполнителя - песка и щебня, содержащего дополнительно золу-унос в весовом соотношении с серой (0,2-3,0):1, с расплавленной серой и дополнительными 5-20 мас.% битума при весовом соотношении модифицированной серы к указанной смеси (0,001-0,05):1.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к строительным материалам на полимерной основе, применяемым при изготовлении химически стойких изделий и конструкций. .
Изобретение относится к области строительства и ведения ремонтно-восстановительных работ в промышленном и гражданском строительстве, в частности к получению серного вяжущего, применяемого в производстве серобетона, а также различных строительных изделий.
Изобретение относится к составам строительных бетонов и растворов, содержащих серу. .
Изобретение относится к составам строительных бетонов и растворов, содержащих серу. .
Изобретение относится к способам воздействия на свойства составов строительных растворов или модифицирования их свойств, в частности серных бетонов. .
Вяжущее // 2380335
Изобретение относится к составам серных вяжущих и может использоваться в композициях для изготовления строительных изделий и конструкций, эксплуатируемых в условиях воздействия агрессивных сред.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для получения серного бетона. .
Изобретение относится к способам получения серобетона для его применения в изготовлении корпусов судов, производстве строительных материалов и других конструкций и сооружений, подверженных кислотной и солевой агрессии.
Изобретение относится к способу приготовления смеси для дорожных работ, которую можно использовать в качестве строительного материала. .
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления строительных деталей, изделий и конструкций, предназначенных для капсулирования радиоактивных и высокотоксичных отходов.
Шпаклевка // 2400446
Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к изготовлению силикатного кирпича. .
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в качестве комплексной добавки в растворную смесь при производстве пенобетона. .

Изобретение относится к вяжущей композиции, бетону, изготовленному из вяжущей композиции, и к применению тонкоизмельченного аплита в качестве составляющей гидравлического цемента.
Изобретение относится к балластному материалу, используемому для нанесения на наружную поверхность труб подводных магистральных трубопроводов. .

Изобретение относится к строительству и стройиндустрии и может быть использовано в производстве гидравлических минеральных композиционных вяжущих, разновидностей сухих строительных смесей, при изготовлении легких бетонов и изделий теплоизоляционно-конструкционного назначения для строительства ограждающих конструкций зданий и сооружений.
Изобретение относится к способу приготовления бетонной смеси с добавками суперпластификаторов и может быть использовано в технологии производства изделий и конструкций в сборном железобетоне и в монолитном строительстве.
Изобретение относится к строительству, а именно к строительным материалам, изготовленным из утилизируемых промышленных отходов. .
Изобретение относится к способам переработки и утилизации отходов горных выработок и скважин и может найти применение в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, при строительстве дорог и обустройстве кустовых площадок.
Изобретение относится к составу строительной смеси и может найти применение в промышленности строительных материалов
Наверх