СТРОИТЕЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ ИЗ СЕРОБЕТОННОЙ СМЕСИ

Полезная модель относится к строительным конструкциям, выполненным из бетона, в частности, содержащего серу. Преимущественно к таким конструкциям относятся фундаменты и основания, а также бетонные изделия, получаемые заливкой бетонной смеси в формы, опалубку.
Известна строительная конструкция, выполненная из бетона для защиты от ионизирующих излучений [1], включающего вяжущее, тонкомолотую добавку, крупный и мелкий заполнитель и модифицирующую добавку, отличающийся тем, что данный бетон содержит в качестве тонкомолотой добавки - сажу, в качестве мелкого и крупного заполнителей - дробленный каменный уголь с диаметром частиц 0,315-0,63 мм и 5-10 мм соответственно, в качестве модифицирующий добавки -керосин при следующем соотношении компонентов, мас.% сера 28,7-33,2, сажа 3,4-5,2, песок из каменного угля с диаметром частиц 0,315-0,63 мм 19,3-22.8. щебень из каменного угля диаметром частиц 5-10 мм 38,1-48,2, керосин 0,4-0,7.
Недостаток конструкции в том, что в состав используемой бетонной смеси данной конструкции входит каменный уголь, который может быть использован в качестве топлива. Использование его в качестве заполнителя бетона нерационально.
2
3
Известна конструкция для защиты от ионизирующего излучения, основу которой составляет композиция для изготовления строительных изделий [2]. В данном патенте описывается конструкция, содержащая композицию, включающую серу, добавку, наполнитель и заполнитель, отличающаяся тем, что в качестве заполнителя она содержит свинцовую дробь с диаметром частиц 3-4 мм, а в качестве добавки - парафин при следующем соотношении компонентов, мас.%: сера 7,55-9,5; парафин 0,45-0,5; наполнитель - отход производства оптического стекла с удельной поверхностью 2000-2200 см /г 14-17; заполнитель - свинцовая дробь с диаметром частиц 3-4 мм - остальное. Изделия имеют среднюю плотность 6690-7230 кг/м, водопоглощение за 24 ч - 0.15-0,18%. Технический результат - повышение средней плотности и снижение водопоглощения материала. Материал конструкции используется преимущественно для защиты от ионизирующего излучения.
Недостатком его является высокая стоимость материалов.
Известен способ ремонта бетонных и железобетонных покрытий [3], который включает удаление дефектного участка покрытия и заполнение этого участка строительным материалом, в качестве которого используют смесь серного вяжущего и минерального наполнителя при следующем соотношений компонентов в смеси, мас.%: серное вяжущее 30-99, минеральный наполнитель 1-70. Перед заполнением дефектного участка покрытия строительный материал нагревают и укладывают при температуре 120-180°С, а очищенную поверхность дефектного участка прогревают до температуры 80-120°С на глубину не менее 20 мм. Максимальный диаметр зерен минерального наполнителя строительного материала не превышает 30% глубины дефектного участка. Очищенную и прогретую поверхность дефектного участка грунтуют серным вяжущим при температуре 120-180°С.
Известны конструкции, в которых используется бетон с комплексной добавкой для бетонных и растворных смесей [4], содержащей хромат калия, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит серу и известь при следующем соотношении компонентов, сух. мас.%:
Хромат калия 40,0-60,0
Сера 26,0-39,0
Известь 21,0-14,0
Известны бетонные конструкции, содержащих вяжущее [5], содержащее наполнитель, серу, стабилизатор полимерной серы. Отличительной особенностью его является то, что в качестве наполнителя использован известняк доломитизированный, а в качестве стабилизатора - тетраполисульфид, при следующем содержании исходных компонентов, мас.%:
Известняк доломитизированный 50,0-66,7
Сера элементарная 26,7-49,5
Тетраполисульфид 0,3-10,0.
Недостаток конструкций в том, что в смеси полимерная составляющая серы требует стабилизации, а вещество, представленное в качестве стабилизатора - тетраполисульфид недостаточно надежно фиксирует полимерную структуру и с течением времени последняя превращается в кристалическую. Это снижает качество бетона.
Задачей, поставленной авторами полезной модели является создание строительной конструкции из строительного материала с высокими физико-механическими показателями.
Авторами конструкции при детальном изучении температурного, химического и механического способов получения бетона при модификации серного расплава, с целью получения серного вяжущего было установлено, что изменением температурного режима плавления серы часть ее кристаллов можно перевести в полимерную модификацию, что существенно снижает хрупкость затвердевшего серного расплава и улучшает деформационные свойства. Но температурная модификация требует химической стабилизации, так как полимерная составляющая серы неустойчива во времени и в течение нескольких дней реверсирует в кристаллическую. В качестве стабилизаторов были рассмотрены производные циклических и алициклических соединений: парафин, нафталин, антрацен, стирол, дициклопентадиен. Последний модификатор-дициклопентадиен оказался по своим химическим свойствам наиболее подходящим для наполнителя в виде доломитового порошка и заполнителей в виде отсевов базальта и песка. На основе этих составляющих были получены серные бетоны с наиболее высокими физико-механическими характеристиками, существенно повышающими прочность строительной конструкции.
Задача решена следующим образом: в качестве наполнителя использован доломитовый порошок с высокой степенью дисперстности, а в качестве заполнителя базальтовые отсевы (щебень) и песок. Высокие физико-механические свойства достигнуты за счет использования в качестве вяжущего вещества - серы, а в качестве модифицирующей добавки - дициклопентадиена.
Заявляемая строительная конструкция, основу которой составляет монолитное тело из затвердевшей серобетонной смеси, включающей в себя серу, неорганический мелкодисперсный наполнитель, заполнитель и модифицирующую добавку. Отличительной особенностью предлагаемой полезной модели является то, что ее серобетонная смесь содержит в качестве наполнителя мелко молотый доломитовый порошок, модифицирующей добавки - дициклопентадиен, а заполнителем являются базальтовые отсевы и песок в следующих пропорциях, мас.%:
Базальтовые отсевы
47,295-33,509
Песок
30,0-21,190
Доломитовый порошок
9,1-18,190
Сера техническая
13,6-27,1
Дициклопентадиен
0,005-0,011
При этом используется сера техническая (комовая или газовая), отвечающая требованиям ГОСТ 127-76.
Серный бетон, составляющий основу заявляемой строительной конструкции, получают замешиванием упомянутых ингредиентов с подогревом. Далее элементы конструкции получают отливкой данного серного бетона в формы.
Созданная конструкция на основе данного серного бетона обладает высокой прочностью, низким водопоглощением, высокими морозо-, атмосфере- и химической стойкостями к большинству минеральных кислот и нефтепродуктов, низкой тепло-электропроводностью.
Изобретение пригодно для изготовления как сборных, так и монолитных конструкций, применяемых для эксплуатации в агрессивных средах, для устройства дорог и изготовления коррозионно-стойких строительных конструкций и изделий промышленного и гражданского назначений, а также конструкций, к которым предъявляются повышенные эксплуатационные требования.
Заявленная конструкция из серобетона отличается от обычного бетона тем, что успешно противостоит воздействию агрессивных сред (кислотам, солям). Она обладает повышенной морозостойкостью, водонепроницаемостью и прочностью Изготовление конструкций из серобетона можно успешно производить и при отрицательных температурах, где обычным бетонам требуется прогрев.
По физико-механическим показателям конструкции из серобетона соответствуют следующим нормам:
Прочность, МПа:
на сжатие
50,
на изгиб
9,0,
на растяжение
5,0,
Водопоглощение, % (не более)
0,05,
Воздушные пустоты, % (в пределах)
4-8,
Химическая стойкость в водной среде с кислотностью
рН=3,
Удельный вес, кг/м<sup>3</sup>
2350-2700.
По своим прочностным свойствам конструкции, созданные из полученного серобетона соответствуют всем требованиям, предъявляемым к конструциям из обычных бетонов, а в отдельных случаях, например в условиях агрессивных сред, применение серобетона в конструкциях является более предпочтительным.
Список использованных источников информации.
1. Заявка №2002110088/03, Россия, Бетон для защиты от ионизирующего излучения,
2. Заявка №99103937/04, Россия, Композиция для изготовления строительных изделий,
3. Заявка №7842122, Украина, Способ ремонта бетонных покрытий.
4. Заявка №2002103640, Способ ремонта бетонных и железобетонных покрытий,
5. Заявка: 2002116134/03, Россия, Вяжущее (прототип).