ВЯЖУЩЕЕ

ВЯЖУЩЕЕ


RU (11) 2255065 (13) C1

(51) 7 C04B12/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 05.10.2007 - может прекратить свое действие 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2005.06.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 2004107464/03 
(22) Дата подачи заявки: 2004.03.04 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.03.04 
(45) Опубликовано: 2005.06.27 
(56) Аналоги изобретения: SU 274740 A, 24.06.1970. RU 2118624 C1, 10.09.1998. SU 885201 А, 30.11.1981. RU 2065422 C1, 20.08.1996. JP 2000-281425 A, 10.10.2000. 
(72) Имя изобретателя: Порфирьева Р.Т. (RU); Герасимов В.В. (RU); Медведева Г.А. (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Казанская государственная архитектурно-строительная академия КГАСА (RU) 
(98) Адрес для переписки: 420043, г.Казань, Зеленая, 1, КГАСА, ПИО 

(54) ВЯЖУЩЕЕ
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для соединения кирпичей, канализационных труб, сегментных плит, клинчатых кирпичей для водосточных коллекторов, как материалы для изготовления дорожных знаков, полов, тротуарных и футеровочных плиток, дорожных ограждений, других конструкций и сооружений, особенно подверженных кислотной и солевой коррозии. Технический результат - расширение ассортимента пластифицированных композиций и повышение прочности при сжатии и изгибе. Вяжущее, содержащее серу, пластификатор и силикатсодержащий наполнитель, содержит в качестве серы серосодержащие отходы Нижнекамского нефтеперерабатывающего завода, в качестве пластификатора органоминеральное соединение - глицерофосфат кальция, в качестве силикатсодержащего наполнителя золошлаковые отходы тепловых электростанций, при следующем соотношении компонентов, мас. %: указанные серосодержащие отходы - 35-39,5, глицерофосфат кальция - 0,5-5, указанные золошлаковые отходы - 57,5-60. 2 табл.




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для соединения кирпичей, канализационных труб, сегментных плит, клинчатых кирпичей для водосточных коллекторов, для изготовления дорожных знаков, полов, тротуарных и футеровочных плиток, дорожных ограждений, других конструкций и сооружений, особенно подверженных кислотной и солевой коррозии.

Известна композиция, включающая серу, золу-унос и фосфор (Авторское свидетельство СССР №876596, М. Кл.3 С 04 В 19/06).

Композиция имеет низкую прочность и низкую ударную вязкость.

Наиболее близкой по составу и достигаемому эффекту является пластифицированная композиция, включающая серу, органосодержащий пластификатор и силикатсодержащий наполнитель по патенту США №274740, МПК 4 С 04 В 28/36, в которой для расширения ассортимента серосодержащих пластификаторов в качестве последних применяют бис(меркаптоциклоалкил) дисульфиды формулы

(HS)nR-S-S-R’(SH)’n 

Данная композиция обладает низкими прочностными характеристиками. 

Изобретение направлено на расширение ассортимента пластифицированных композиций, а также на повышение прочности при сжатии и изгибе. 

Результат достигается тем, что в пластифицированной композиции, содержащей серу, пластификатор и вспомогательную добавку - силикатсодержащий наполнитель, в качестве серы используют серные отходы Нижнекамского нефтеперерабатывающего завода РТ, в качестве пластификатора - органоминеральное соединение-глицерофосфат кальция, в качестве силикатсодержащего наполнителя - золошлаковые отходы тепловых электростанций при следующем соотношении компонентов (мас. %): 

Серосодержащие отходы - 35-39,5

Глицерофосфат кальция - 0,5-5

Золошлаковые отходы - 60-57,5

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

Глицерофосфат кальция - органоминеральный порошкообразный продукт белого цвета (ФС 42-1809-82), смесь и -изомеров (СН2OН-СНОН-СН2OРО3)Са·Н 2O. Молекулярная масса - 210,14, объемная масса - 1,1 г/см3.

В качестве силикатсодержащего наполнителя использовались золошлаковые отходы тепловых электростанций, содержащие: SiO2, Аl2O3, СаО, СаОсв , MgO, Fe2O3, R2O, SO 3.

При совмещении пластификатора с серой химическую активность проявляют как органическая, так и неорганическая составляющие. Спиртовые группы глицеринового фрагмента преобразуются в меркаптановые, фосфатные группировки за счет реакции замещения немостикового кислорода на атомы серы обеспечивают связь с серной матрицей. 

Формирующиеся таким путем соединения типа 1,2 димеркаптан тиоглицерофосфат обеспечивают с одной стороны пластифицирующий эффект, с другой химическую связь с серной основой и невозможность его выпотевания при эксплуатации. В результате следует повышение ударных и прочностных показателей композиции.

В качестве силикатсодержащего наполнителя использовались отходы ТЭЦ-2 г.Казани следующего состава (мас. %):

SiO2 - 47,85-48,22 

Al2O3 - 8,45-9,01

CaO - 26,31-27,33 

СаОсв - 6,3-6,78

MgO - 2,8-3,1

Fе2О3 - 6,2-7,1

R2O - 0,47-0,62

SO3 - 0,31-0,44.

Вяжущее готовят следующим образом: расплав серных отходов доводят до температуры 155-160°С, при которой продукт имеет минимальную вязкость, и при перемешивании небольшими порциями вводят расчетное количество глицерофосфата кальция. 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 <1 мм, добавляют в композицию и перемешивают.

Полученной таким образом массой, содержащей серные отходы, золошлаковые отходы и глицерофосфат кальция, 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 пластифицированной композиции и их свойства представлены в таблицах 1 и 2. Из таблиц видно, что предлагаемые составы 2, 3, 4, 5 по удельной ударной вязкости (пластифицирующий эффект) в общем соответствуют прототипу (превышение около 3-5%). Показатели по сжатию и изгибу существенно выше.



Таблица 1 
№ Состав, мас.% 
Серные отходы нефтеп. завода Золошла-ковые отходы Глицерофосфат кальция Сера Наполни-тель - силикат кальция Пластификатор бис(меркаптоциклоалкил) дисульфид 
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 17-25 4-16 
Таблица 2 
Состав Свойства 
№ сж, МПа изг, МПа Удельная ударная вязкость, Дж/см2 Плотность , г/см3 Водопоглощение W, % 
1 28 5,1 45 2,5 0,5 
2 34 5,9 69 2,6 0,46 
3 35 6,1 70 2,7 0,37 
4 40 7,1 73 2,8 0,28 
5 34,5 6 72,5 2,75 0,32 
6 30 5,7 70 2,7 0,4 
Прототип 20-26 3-3,5 65-69 - - 


Как показывает анализ табличных данных, образцы по предлагаемым составам имеют более высокие значения прочности при сжатии (на 53%) и при изгибе (в 2 раза), ударной вязкости (на 5%). Эти композиции ударопрочные и недорогостоящие, кроме того, они стойки к кислотам, проникновению растительности, а также к действию смазывающих масел и бензина. Установили, что добавка глицерофосфата кальция придает достаточную ударную прочность сернистым композициям, позволяя применять их в качестве материалов для изготовления дорожных ограждений, бортовых камней и других конструкций и сооружений. 




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Вяжущее, содержащее серу, пластификатор и силикатсодержащий наполнитель, отличающееся тем, что оно содержит в качестве серы серосодержащие отходы Нижнекамского нефтеперерабатывающего завода, в качестве пластификатора - органоминеральное соединение - глицерофосфат кальция, в качестве силикатсодержащего наполнителя - золошлаковые отходы тепловых электростанций, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Указанные серосодержащие отходы - 35-39,5

Глицерофосфат кальция - 0,5-5

Указанные золошлаковые отходы - 57,5-60