ВЯЖУЩЕЕ
BINDER

Изобретение относится к составам серных вяжущих и может найти применение в композициях для изготовления строительных изделий и конструкций, эксплуатируемых в условиях воздействия агрессивных сред.
Известна сырьевая смесь для изготовления строительных изделий и конструкций [1], включающая следующие компоненты, мас.%:
Сера
29,0…37,0
Жидкое натриевое стекло
1,0…3,0
Песчано-гравийная смесь
60,0…70,0
Однако для изделий, изготовленных из указанной композиции, характерно высокое водопоглощение.
Наиболее близким является композиционный материал [2], включающий следующие компоненты, мас.%:
Отходы установки обессеривания
28,3…3 7,6
Битуминозный песок
14,1…18,8
Минеральный наполнитель
Остальное
Недостатком композиции является низкая прочность при сжатии и невысокие коэффициенты водостойкости, кислотостойкости и солестойкости. Кроме того, в качестве наполнителя используется битуминозный песок, содержащий 87,7…88,8% кварцевого песка, который в процессе приготовления материала взаимодействует с расплавом серы с образованием водорастворимых сульфидов кремния [3, 4]. В естественных условиях эксплуатации сульфиды кремния вымываются из материала, что приводит к преждевременному разрушению изделий и конструкций.
Изобретение направлено на повышение прочности при сжатии и изгибе при сохранении высоких значений коэффициентов химической стойкости.
2
Указанный технический эффект достигается тем, что вяжущее, содержащее серу и наполнитель, отличающееся тем, что в качестве наполнителя содержит кварцевую муку с удельной поверхностью 180 м/кг, дополнительно содержит модификатор - керосин и аппретирующую добавку - синтетический каучук марки ПБН при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Сера
53,09…53,21
Кварцевая мука с удельной
поверхностью 180 м<sup>2</sup>/кг
45,31…45,41
Керосин
1,07…1,06
Синтетический каучук марки ПБН
0,53…0,32
Вяжущее содержит серу, керосин, кварцевую муку и синтетический каучук.
3
2
Использование серы (ГОСТ 127-93) и кварцевой муки (со средней плотностью 2650 кг/м и удельной поверхностью 180 м/кг) позволяет значительно снизить стоимость изделий и конструкций, обеспечить их высокие прочностные показатели и безотходность технологии изготовления.
Введение керосина (ТУ 10227-86) обеспечивает формирование аморфно-кристаллической структуры серы, устойчивой к эксплутационным воздействиям, а добавление синтетического каучука марки ПБН (полибутадиен смешанной микроструктуры, соответствующий требованиям ТУ 38.103641-87) позволяет создать на поверхности кварцевой муки защитный слой, предотвратить взаимодействие наполнителя с серой и образование водорастворимых сульфидов кремния.
Композицию готовят следующим образом. Приготавливают 30…50%-ный раствор каучука в керосине. Отдозированное количество указанного раствора вводят в наполнитель и тщательно перемешивают 5…10 минут. Обработанный наполнитель добавляют в расплав серы, нагретый до температуры 160°С, и смесь тщательно перемешивают до однородной массы. Смесь выдерживают при температуре 160°С в течение 2…3 часов и укладывают в предварительно подготовленные и нагретые металлические формы. После охлаждения в течение 30…40 минут формы подвергают распалубке.
Составы предлагаемой композиции приведены в табл.1, а ее свойства - в табл.2.
Таблица 1
Компонент
Состав предлагаемой композиции, мас.%
Прототип [2]
Прототип[3, 4]
1
2
Сера
53,09
53,21
28,3…37,6
40,0…70,0
Синтетический каучук марки ПБН
0,53
0,32
-
-
Керосин
1,07
1,06
-
-
Молотый кварцевый песок
-
-
-
30,0…60,0
Кварцевая мука с удельной поверхностью 180 м<sup>2</sup>/кг
45,31
45,41
-
-
Битуминозный песок
-
-
14,1…18,8
-
Минеральный наполнитель
-
-
57,6…46,0
-
Таблица 2
Показатель
Состав
Прототип[2]
Прототип [3, 4]
1
2
Предел прочности при сжатии, МПа
45,70
50,11
35,6…36,8
28,0…37,0
Предел прочности при изгибе, МПа
16,64
18,16
-
-
Водопоглощение через 90 суток экспозиции, %
0,19
0,23
-
масса снижается (до 1,5%)
Водостойкость после 90 суток экспозиции
1,00
0,99
0,91…0,92*
0,3..0,42
Стойкость в 5% НС1 после 90 суток экспозиции
1,10
0,98
0,86…0,90*
-
Стойкость в 5% NaCl после 90 суток экспозиции
1,05
1,00
0,9…0,93*
-
Примечание: * - коэффициенты химической стойкости после 30 суток экспозиции.
Из табл. 2 видно, что предлагаемая композиция имеет высокую прочность при сжатии (в 1,3…1,4 раз), низкое водопоглощение и высокие значения водостойкости (в 1,1 раза), кислотостойкости (в 1,2 раза) и солестойкости (в 1,1 раза).
Литература
1. RU №2258683, МКИ С04В 28/36 «Сырьевая смесь для изготовления строительных изделий и конструкций».
2. RU №2177460, МКИ С04В 28/36, С04В 26/26, С04В 111:20 «Композиционный материал».
3. Яушева Л.С. Серобетоны каркасной структуры: Дисс… канд. техн. наук. - Саранск, 1998 г. - 170 с.
4. Королев Е.В., Прошин А.П., Ерофеев В.Т., Хрулев В.М., Горетый В.В. Строительные материалы на основе серы. - Пенза: ПГУАС; Саранск: Изд. Мордов. ун-та, 2003. - 372 с.