серное вяжущее и серобетонная смесь

Формула изобретения

1. Серное вяжущее, содержащее серу и модификатор, отличающееся тем, что в качестве модификатора оно содержит пинен в количестве 0,1-5% от массы серы.

2. Серное вяжущее по п.1, отличающееся тем, что в качестве серы используют газовую серу.

3. Серобетонная смесь, содержащая серное вяжущее и наполнитель - щебень фракции 5-10 мм, песок и минеральную муку, отличающаяся тем, что она содержит серное вяжущее по п.1 и песок речной фракции 0,5-2,5 мм при следующем соотношении компонентов наполнителя, мас.%:

указанный щебень	40-60
указанный песок	20-30
минеральная мука	остальное

при этом серобетонная смесь содержит, мас.%:

серное вяжущее	5,005-31,5
наполнитель	остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, которое может быть использовано в производстве бетонных и железобетонных изделий и конструкций, а также строительных растворов.

Наиболее близким аналогом серного вяжущего по изобретению является серное вяжущее, содержащее серу и модификатор. (Патент РФ №2220095 опубл. 27.12.2003).

Недостатком его является низкая прочность к внешним механическим и температурным воздействиям, токсичность технологии получения.

Цель достигается тем, что

Наиболее близким аналогом серобетонной смеси является композиция, содержащая серное вяжущее и наполнитель (Авторское свид. СССР №1323547 опубл. 15.07.87).

Недостатком ее является низкая прочность и стойкость к воздействиям агрессивных сред, токсичность производства.

Целью изобретения является получение серного вяжущего, обладающего высокой устойчивостью к агрессивным средам в широком диапазоне температур, повышенной трещиностойкостью, большой прочностью к внешним механическим и термическим воздействиям, упрощение технологии, снижение вредных выбросов при производстве, увеличение прочности и стойкости к воздействиям агрессивной среды, исключение вредности производства.

Указанная цель достигается тем, что серное вяжущее содержит серу и модификатор, причем в качестве модификатора вяжущее содержит бициклические терпены - пинен в количестве 1-5% от массы серы. Причем в качестве серы может быть использована газовая сера. Серобетонная смесь содержит серное вяжущее вышеуказанного состава и наполнитель - щебень фракции 5-10 мм, песок речной фракции 0,5-2,5 мм и минеральную муку при следующем соотношении компонентов наполнителя, мас.%: указанный щебень - 40-60, указанный песок - 20-30, минеральная мука - остальное, при этом серобетонная смесь содержит, мас.% серное вяжущее - 5,005-31,5, наполнитель - остальное.

Серное вяжущее получают следующим образом. Серу разогревают до температуры 140-150°С, вводят модификатор пинен в количестве 0,1-5% от массы серы, перемешивают в течение 25-40 минут. Полученную модифицированную серу разливают в формы и охлаждают в течение суток.

В качестве серы может быть использована сера техническая газовая гранулированная (ТУ 2112-096-31323949-2003), а в качестве модификатора - пинен технический сульфатный очищенный (ТУ 13-00281974-268-96). Использование пинена в качестве модификатора обусловлено его химическим взаимодействием с серой, которое выражается в присоединении его атомов к цепочкам атомов серы.

Химическое взаимодействие серы с модификатором пинен происходит без заметного теплового эффекта, что значительно упрощает технологию производства серного вяжущего и не приводит к выбросу вредных веществ, например сероводорода. Испытания опытных образцов предлагаемого серного вяжущего показали на увеличение пластичности (трещиностойкости) получаемого продукта. Испытания проводились прессом для испытаний на сжатие по ГОСТ 8905 с предельной шкалой 50 т на образцах кубовидной формы размером 30×30×30 мм. Время нагружения - 2 мин. Кривая 1 сжатия серы имеет вид ломаной линии (см. чертеж), что свидетельствует о возникающих локальных напряжениях и их снятии. В процессе увеличения силы сжатия разрушаемого хрупкого материала происходил треск материала.

Кривая сжатия 2 модифицированной серы имеет вид плавной линии, что свидетельствует о пластичности испытываемого материала. Приготовление серобетонной смеси (серного бетона) включает следующие операции: щебень, песок, минеральную муку перемешивают в сушильном барабане, серное вяжущее вводят в смесь сухого наполнителя и все компоненты перемешивают до однородного состояния в обогреваемой мешалке.

Формование изделий производят в предварительно подогретые формы, после чего изделие уплотняют вибрацией. Распалубку готовых изделий осуществляют после их остывания до температуры 30÷40°С. В таблице приведены результаты лабораторных испытаний образцов серного бетона (ГОСТ 10180-90 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам), которые показали на существенное увеличение прочности бетона по отношению к прочности, указанной в описании прототипа.

Таблица
результаты испытаний образцов
№ состава	Состав смеси % мас.			Масса образца 10×10×10 см (г)	Разрушающая нагрузка (Мпа)	Средняя предельная прочность серного бетона на сжатие (кгс/см2)
1 по изобретению	наполнитель	Щебень фр. 5-10 мм-50	87	2480	1650	480,3
		Песок фр. 0,5-2,5 мм 25
		Минеральная мука 25
	Серное вяжущее: сера и пинен-5% от массы серы		13
2	Прототип:					390
	Сера		14
	Битум		1,4
	Щебень фр.5-10 мм		49
	Песок фр. 1,25-0,315 мм		25
	Кварцевый наполнитель		10,4
	Канифоль		0,06
	Скипидар		0,14