PL242738B1 - Sulfur concrete mix - Google Patents

Sulfur concrete mix Download PDF

Info

Publication number
PL242738B1
PL242738B1 PL422745A PL42274517A PL242738B1 PL 242738 B1 PL242738 B1 PL 242738B1 PL 422745 A PL422745 A PL 422745A PL 42274517 A PL42274517 A PL 42274517A PL 242738 B1 PL242738 B1 PL 242738B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
sulfur
weight
concrete mass
amount
sulphur
Prior art date
Application number
PL422745A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL422745A1 (en
Inventor
Renata Kotynia
Radosław Walendziak
Jerzy Pawlica
Joanna Berłowska
Piotr Dziugan
Konrad PALKA
Konrad Palka
Zbigniew Tynenski
Original Assignee
Centrum Wdrozeniowo Innowacyjne Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centrum Wdrozeniowo Innowacyjne Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia filed Critical Centrum Wdrozeniowo Innowacyjne Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Publication of PL422745A1 publication Critical patent/PL422745A1/en
Publication of PL242738B1 publication Critical patent/PL242738B1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest masa siarkobetonowa, zawierająca lepiszcze w postaci siarki zanieczyszczonej bitumami lub czystej technicznie siarki, które stosowane są łącznie, względnie tylko jedna z nich, ale zawsze stanowią co najmniej 70% końcowej masy wagowej mieszaniny lepiszcza, a korzystnie jej 90% do 94% oraz uzupełnione są one składnikami w ilości łącznie nie przekraczającej 30% końcowej masy wagowej mieszaniny w postaci: dicyklopentadienu lub terpentyny lub furfuralu lub styrenu. Przy czym opisane lepiszcze stanowi od 15% do 26% wagowo masy siarkobetonu. Natomiast ponadto masa ta zawiera kruszywa mineralne w ilości 74% do 85% wagowo masy siarkobetonu lub zamiennie produkty odpadowe, korzystnie produkty odpadowe z energetyki, które stanowią łącznie lub oddzielnie: - popioły w ilości do 10% wagowo masy siarkobetonu, pyły w ilości do 10% wagowo masy siarkobetonu, które uzyskiwane są w wyniku oczyszczania spalin. Oprócz wymienionych wypełniaczy - względnie zamiennie - mogą zostać zastosowane inne produkty odpadowe łącznie lub oddzielnie: - żużle w ilości do 60% wagowo masy siarkobetonu, fosfogips w ilości do 20% wagowo masy siarkobetonu. Korzystnie, kruszywa mineralne zawarte w opracowanej masie siarkobetonowej stanowią piasek lub żwir zanieczyszczone solą.The subject of the application is a sulphur-concrete mass containing a binder in the form of sulfur contaminated with bitumens or technically pure sulfur, which are used together or only one of them, but always constitute at least 70% of the final weight of the binder mixture, and preferably its 90% to 94% and they are supplemented with ingredients in a total amount not exceeding 30% of the final weight of the mixture in the form of: dicyclopentadiene or turpentine or furfural or styrene. The described binder constitutes from 15% to 26% by weight of the sulphur concrete mass. In addition, this mass contains mineral aggregates in the amount of 74% to 85% by weight of the sulfur concrete mass or, alternatively, waste products, preferably waste products from the power industry, which together or separately: - ashes in the amount of up to 10% by weight of the sulfur concrete mass, dust in the amount of up to 10 % by weight of the mass of sulphur concrete, which are obtained as a result of flue gas cleaning. In addition to the fillers listed above, other waste products may be used jointly or separately, or alternatively: - slags in the amount of up to 60% by weight of the sulphur concrete mass, phosphogypsum in the amount of up to 20% by weight of the sulphur concrete mass. Preferably, the mineral aggregates contained in the prepared sulphur-concrete mass are sand or gravel contaminated with salt.

Description

Przedmiotem wynalazku jest masa siarkobetonowa wytwarzana z połączenia polimerów siarkowo-organicznych oraz produktów odpadowych z przemysłu energetycznego, chemicznego, hutniczego, wydobywczego i petrochemicznego. Zawiera ona polimery siarkowo-organiczne na bazie siarki elementarnej lub zanieczyszczonej bitumami i kruszywa mineralne, które mogą być zastąpione produktami odpadowymi z przemysłu energetycznego (stanowiącymi uboczne produkty spalania, takie jak pyły, popioły i żużle), a także produktami z przemysłu chemicznego (jak fosfogips), z petrochemicznego (jak siarka zanieczyszczona bitumami) i wydobywczego (jak piaski i żwiry nienormatywne czy kruszywo otoczakowe).The subject of the invention is a sulfur concrete mass produced from a combination of sulfur-organic polymers and waste products from the energy, chemical, metallurgical, mining and petrochemical industries. It contains sulfur-organic polymers based on elemental sulfur or bitumen-contaminated sulfur and mineral aggregates, which can be replaced by waste products from the energy industry (combustion by-products such as dust, ashes and slag), as well as products from the chemical industry (such as phosphogypsum ), from petrochemical (such as sulfur contaminated with bitumen) and mining (such as non-standard sands and gravels or pebble aggregate).

Beton jest najpopularniejszym materiałem budowlanym na świecie. Jest to zwykle tradycyjny beton powstały ze zmieszania:Concrete is the most popular building material in the world. It is usually traditional concrete made by mixing:

• spoiwa mineralnego (cementu, czynnika wiążącego) i • wypełniaczy (które stanowią znormalizowane kruszywa mineralne), • ewentualnych domieszek nadających pożądane cechy oraz • wody.• mineral binder (cement, binding agent) and • fillers (which are standardized mineral aggregates), • any admixtures that give the desired characteristics, and • water.

W materiałach tych, po dodaniu wody, zachodzą reakcje chemiczne, w wyniku których następuje proces wiązania i twardnienia.In these materials, after adding water, chemical reactions take place, as a result of which the binding and hardening process takes place.

Najpopularniejszymi rodzajami cementów (tj. spoiw mineralnych) są cementy portlandzkie lub hutnicze.The most common types of cements (i.e. mineral binders) are Portland or blast cements.

Główną różnicę pomiędzy betonem tradycyjnym, a masą siarkobetonową, która jest przedmiotem niniejszego wynalazku stanowi wykorzystane w niej spoiwo chemiczne, czyli czynnik wiążący oraz wypełniacze, którymi (zamienne do kruszyw naturalnych) mogą być uboczne produkty spalania z przemysłu energetycznego, produkty odpadowe z przemysłu chemicznego, hutniczego i wydobywczego.The main difference between traditional concrete and sulfur concrete mass, which is the subject of the present invention, is the chemical binder used in it, i.e. a binding agent and fillers, which (replacement for natural aggregates) can be by-products of combustion from the energy industry, waste products from the chemical industry, metallurgy and mining.

Beton tradycyjny można określić materiałem kompozytowym, składającym się z faz stałych oraz proporcjonalnie niewielkiej ilości faz ciekłej i gazowej. O jego właściwościach użytkowych w głównej mierze decydują właściwości fizykochemiczne występujących w nim faz oraz wzajemne ich proporcje (w rezultacie w wyniku ich kompozycji niszczenie betonu mogą wywołać zarówno czynniki chemiczne, jak i fizyczne).Traditional concrete can be defined as a composite material consisting of solid phases and a proportionately small amount of liquid and gaseous phases. Its functional properties are mainly determined by the physicochemical properties of the phases present in it and their mutual proportions (as a result of their composition, both chemical and physical factors can cause destruction of concrete).

Znane siarkobetony stanowią rodzaj betonów, które są szczególnie odporne na działanie kwasów. Otrzymuje się je w wyniku stopienia w temperaturze około 130-140°C polimerów siarkowych stanowiących lepiszcze (zwykle od 12 do 22%) i ich połączenia z wypełniaczami, które stanowią głównie kruszywa mineralne.The known sulphur concretes are a type of concrete that is particularly acid-resistant. They are obtained by melting sulfur polymers as a binder (usually from 12 to 22%) at a temperature of about 130-140°C and combining them with fillers, which are mainly mineral aggregates.

Przykładowe lepiszcze znane jest z wynalazku nr patentu PL. 190343 (chronionego z pierwszeństwem z 06.08.2002 r.) pt. „Sposób otrzymywania stabilnej siarki polimerycznej do produkcji betonów siarkowych i zabezpieczania odpadów”, w którym opisano także proces technologiczny otrzymywania stabilnej siarki polimerycznej.An exemplary binder is known from the invention, patent no. PL. 190343 (protected with priority from August 6, 2002) entitled "Method of obtaining stable polymeric sulfur for the production of sulfur concretes and waste protection", which also describes the technological process of obtaining stable polymeric sulfur.

Wiązanie betonu siarkowego następuje stosunkowo szybko po schłodzeniu masy siarkobetonowej i jest wynikiem krzepnięcia lepiszcza - czyli stabilnego polimeru siarkowego (trwa ok 24 godz.). Jest to proces fizyczny, w przeciwieństwie do wiązania betonu tradycyjnego, które stanowi praktycznie nieodwracalną przemianę chemiczną.The setting of sulfur concrete takes place relatively quickly after cooling down the sulfur concrete mass and is the result of solidification of the binder - i.e. a stable sulfur polymer (it lasts about 24 hours). This is a physical process, unlike the setting of traditional concrete, which is a practically irreversible chemical transformation.

Beton siarkowy charakteryzuje się wysoką odpornością na działanie kwasów i soli, dobrymi własnościami mechanicznymi, a równocześnie nieprzepuszczalnością dla wody. Może on być stosowany w określonej temperaturze. Górna granica temperaturowa jego stosowalności wynosi 120°C.Sulfur concrete is characterized by high resistance to acids and salts, good mechanical properties and impermeability to water. It can be used at a certain temperature. The upper temperature limit of its applicability is 120°C.

Beton tradycyjny wymaga proporcjonalnie dużej ilości fazy ciekłej - wody. Natomiast w betonach siarkowych fazę ciekłą stanowi roztopiony polimer siarkowy. Ani woda ani też powietrze nie są potrzebne do wiązania składników mas siarkobetonowych.Traditional concrete requires a proportionally large amount of the liquid phase - water. On the other hand, in sulfur concretes, the liquid phase is a molten sulfur polymer. Neither water nor air are needed to bind the components of sulphur-concrete masses.

Innym znanym lepiszczem jest polimer siarkowy z polskiego wynalazku PL. 213685 „Sposób wytwarzania polimerycznego spoiwa budowlanego na bazie żużla wielkopiecowego i siarki odpadowej” (zgłoszonego do ochrony w dniu 14 stycznia 2009 r. - publ. WUP 04/13). Przedstawiony tu został sposób wytwarzania polimerycznego spoiwa budowlanego, którego bazę stanowią wskazane w tytule składniki. Do jego wytwarzania wykorzystywany jest także jako wypełniacz fosfogips. W czasie opisanego tu procesu zachodzi modyfikacja siarki dzięki obecności metali zawartych w żużlu pohutniczym, w tym selenu, arsenu, fosforu, ich siarczków i tlenków.Another known binder is a sulfur polymer from the Polish invention PL. 213685 "Method for the production of a polymeric construction binder based on blast furnace slag and waste sulfur" (submitted for protection on January 14, 2009 - publication WUP 04/13). The method of producing a polymeric construction binder based on the ingredients indicated in the title is presented here. For its production, phosphogypsum is also used as a filler. During the process described here, sulfur is modified due to the presence of metals contained in the metallurgical slag, including selenium, arsenic, phosphorus, their sulfides and oxides.

Fosfogips (fosforogips) - jest to odpad będący produktem ubocznym otrzymywania kwasu fosforowego z fosforytów metodą ekstrakcji kwasem siarkowym, a także odpad będący produktem ubocznym w procesach produkcji nawozów fosforowych i azotowych.Phosphogypsum (phosphorogypse) - a waste that is a by-product of obtaining phosphoric acid from phosphate rock by extraction with sulfuric acid, as well as a waste that is a by-product in the production of phosphate and nitrogen fertilizers.

W publikacji w czasopiśmie Chemik Rok XLI 1988:9, 243-245 przedstawiono możliwość zastosowania nieco bardziej złożonych kopolimerów siarkowo-organicznych jako fazy ciągłej betonów siarkowych i równocześnie wymieniono dipenten (DP), cyklopentadien (CPD), dicyklopentadien (DCPD), izobuten, diizobuten, polibuten oraz styren jako komonomery organiczne najpowszechniej stosowane w kopolimerach siarkowo-organicznych, w ilości od kilku do kilkunastu % wagowych.The publication in the journal Chemik Rok XLI 1988:9, 243-245 presents the possibility of using slightly more complex sulfur-organic copolymers as a continuous phase of sulfur concretes and at the same time dipentene (DP), cyclopentadiene (CPD), dicyclopentadiene (DCPD), isobutene, diisobutene , polybutene and styrene as organic comonomers most commonly used in sulfur-organic copolymers, in the amount from a few to several % by weight.

W opisie patentowym US 4391969 przedstawiono sposoby wytwarzania betonów siarkowych z udziałem fazy ciągłej w postaci kopolimerów siarkowo-organicznych zawierających jako komonomer organiczny dicyklopentadien lub mieszaninę związków organicznych, w której dicyklopentadien stanowi przynajmniej 37% wagowych, zastosowany w ilości 2-20% wagowych.US 4,391,969 describes methods for producing sulfur concretes with a continuous phase in the form of sulfur-organic copolymers containing dicyclopentadiene as an organic comonomer or a mixture of organic compounds in which dicyclopentadiene is at least 37% by weight, used in an amount of 2-20% by weight.

Natomiast w opisie polskiego wynalazku pt. „Sposób otrzymywania stabilnej siarki polimerycznej do produkcji betonów siarkowych i zabezpieczania odpadów” PL-190343 (ochronionego z pierwszeństwem od dnia 6 sierpnia 2002 r. publ. WUP 11/2005) - przedstawiono sposób otrzymywania stabilnej siarki polimerycznej, polegający na tym, że węglowodory nienasycone, stanowiące mieszaninę cyklopentadienu i jego oligomerów z ewentualną domieszką styrenu stanowiącą 0-50% wagowych wszystkich węglowodorów wprowadza się w ilości 1-20% wagowych reagentów do stopionej i stale mieszanej siarki elementarnej o temperaturze 125-130°C, po czym temperaturę mieszaniny podnosi się stopniowo, nie szybciej niż o 5°C w ciągu 30 minut aż do osiągnięcia temperatury 140-145°C i utrzymuje się ją w tej temperaturze w ciągu 3 godzin. Następnie obniża się temperaturę mieszaniny, nie szybciej niż o 5°C w ciągu 30 minut, do temperatury 130-135°C i utrzymuje tę temperaturę w ciągu co najmniej 3 godzin. Proces prowadzi się w atmosferze beztlenowej, w obecności azotu, dwutlenku węgla lub innego gazu inertnego. Otrzymana stabilna siarka polimeryczna wykorzystywana jest do produkcji betonów siarkowych.However, in the description of the Polish invention entitled "Method of obtaining stable polymeric sulfur for the production of sulfur concretes and waste protection" PL-190343 (protected with priority since August 6, 2002, pub. WUP 11/2005) - a method of obtaining stable polymeric sulfur was presented, consisting in the fact that unsaturated hydrocarbons , which is a mixture of cyclopentadiene and its oligomers with an optional admixture of styrene constituting 0-50% by weight of all hydrocarbons, is introduced in the amount of 1-20% by weight of reactants into molten and constantly stirred elemental sulfur at a temperature of 125-130°C, and then the temperature of the mixture is raised gradually, no faster than 5°C over 30 minutes until a temperature of 140-145°C is reached and maintained at this temperature for 3 hours. The temperature of the mixture is then lowered by no more than 5°C in 30 minutes to 130-135°C and maintained at this temperature for at least 3 hours. The process is carried out in an oxygen-free atmosphere, in the presence of nitrogen, carbon dioxide or other inert gas. The obtained stable polymeric sulfur is used for the production of sulfur concretes.

Znany jest także (bazowy dla niniejszego rozwiązania) polski wynalazek P. 422069 pt. „Sposób otrzymywania stabilnej siarki polimerycznej stanowiącej lepiszcza do produkcji siarkobetonów i stabilna siarka polimeryczna stanowiąca lepiszcze do produkcji siarkobetonów” (zgłoszony z pierwszeństwem z dnia 28.06.2017) opisujący lepiszcze do siarkobetonów w postaci stabilnej siarki polimerycznej. Przy czym uzupełniające ją składniki stanowią: dicyklopentadien lub terpentyna lub furfural, lub styren w różnych udziałach wagowych, odmiennych od znanych ze stanu techniki.There is also known (basic for this solution) Polish invention P. 422069 entitled "Method of obtaining stable polymeric sulfur as a binder for the production of sulphur concrete and stable polymeric sulfur as a binder for the production of sulphur concrete" (submitted with priority on June 28, 2017) describing a binder for sulphur concrete in the form of stable polymeric sulfur. The supplementary components are: dicyclopentadiene or turpentine or furfural or styrene in different weight percentages, different from those known from the state of the art.

Terpentyna - jest mieszaniną małocząsteczkowych związków organicznych uzyskiwaną z żywicy drzew iglastych. Jest ona odpadem przemysłu celulozowego.Turpentine - is a mixture of low molecular weight organic compounds obtained from the resin of coniferous trees. It is a by-product of the cellulose industry.

Furfural z kolei jest małocząsteczkowym związkiem organicznym otrzymywanym na drodze reakcji chemicznych z odpadów spożywczych, w tym cukierniczych. Można otrzymywać go z biomasy (np. zmielonych kolb kukurydzy). Nazwa furfural pochodzi od określenia „furfur” (łac. otręby), z których furfural między innymi jest otrzymywany.Furfural, in turn, is a low-molecular organic compound obtained by chemical reactions from food waste, including confectionery waste. It can be obtained from biomass (e.g. ground corn cobs). The name furfural comes from the term "furfur" (Latin bran), from which furfural, among others, is obtained.

Natomiast styren jest organicznym związkiem chemicznym, węglowodorem aromatycznym z alkenowym łańcuchem bocznym. Jest związkiem wyjściowym do produkcji polistyrenu. W warunkach normalnych jest bezbarwną lub lekko żółtawą cieczą o słabym, charakterystycznym, nieprzyjemnym zapachu, która łatwo i szybko ulega polimeryzacji, nawet pod wpływem promieni słonecznych lub niezbyt intensywnego ogrzewania, tworząc polistyren.In contrast, styrene is an organic chemical compound, an aromatic hydrocarbon with an alkene side chain. It is the starting compound for the production of polystyrene. Under normal conditions, it is a colorless or slightly yellowish liquid with a faint, characteristic, unpleasant odor, which polymerizes easily and quickly, even under the influence of sunlight or not too intense heating, forming polystyrene.

Celem wynalazku jest zagospodarowanie i wykorzystanie materiałów odpadowych m.in. z przemysłu energetycznego, petrochemicznego, hutniczego, chemicznego i wydobywczego i ich gospodarcze wykorzystanie zgodnie z polityką gospodarki cyrkulacyjnej.The aim of the invention is the development and use of waste materials, e.g. from the energy, petrochemical, metallurgical, chemical and mining industries and their economic use in accordance with the circular economy policy.

W skład masy siarkobetonowej według wynalazku wchodzą:The sulfur concrete mix according to the invention includes:

a) polimer siarkowy (spoiwo, czyli lepiszcze), przy czym na polimer siarkowy składa się siarka zanieczyszczona bitumami lub czysta siarka oraz składniki uzupełniające (dicyklopentadien lub terpentyna lub furfural lub styren),a) sulfur polymer (binder, i.e. binder), where the sulfur polymer consists of sulfur contaminated with bitumen or pure sulfur and supplementary components (dicyclopentadiene or turpentine or furfural or styrene),

b) wypełniacze, tj. kruszywa mineralne lub produkty odpadowe.b) fillers, i.e. mineral aggregates or waste products.

Istota opracowanej masy siarkobetonowej, która zawiera polimer siarkowy, polega na tym, że polimer siarkowy stanowią: siarka zanieczyszczona bitumami lub czysta technicznie siarka, które stosowane są łącznie, względnie tylko jedna z nich, która to siarka stanowi co najmniej 70% końcowej masy wagowej lepiszcza, tj. polimeru siarkowego, a korzystnie jest jej 90% do 94% oraz uzupełniające składniki lepiszcza, tj. polimeru siarkowego w ilości łącznie nieprzekraczającej 30% masy wagowej lepiszcza, tj. polimeru siarkowego w postaci: dicyklopentadienu lub terpentyny, lub furfuralu, lub styrenu.The essence of the developed sulfur concrete mix, which contains a sulfur polymer, is that the sulfur polymer consists of: bitumen-contaminated sulfur or technically pure sulfur, which are used together or only one of them, which sulfur constitutes at least 70% of the final weight of the binder , i.e. a sulfur polymer, and preferably it is 90% to 94%, and additional binder components, i.e. a sulfur polymer in a total amount not exceeding 30% by weight of the binder, i.e. a sulfur polymer in the form of: dicyclopentadiene or turpentine, or furfural, or styrene .

Polimer siarkowy (siarka czysta lub z zanieczyszczeniami oraz ze składnikami uzupełniającymi) stanowi od 15% do 26% wagowo masy siarkobetonowej, która to masa siarkobetonowa poza polimerem siarkowym zawiera kruszywa mineralne w ilości 74% do 85% wagowo masy siarkobetonowej, w tym kruszywa mineralne stosowane wyłącznie lub łącznie z produktami odpadowymi, korzystnie produkty odpadowe, które stanowią łącznie lub oddzielnie zamienniki dla kruszyw mineralnych:Sulfur polymer (pure sulfur or sulfur with impurities and supplementary components) constitutes from 15% to 26% by weight of the sulfur concrete mass, which, apart from the sulfur polymer, contains mineral aggregates in the amount of 74% to 85% by weight of the sulfur concrete mass, including mineral aggregates used exclusively or together with waste products, preferably waste products that are jointly or separately substitutes for mineral aggregates:

- pyły, które uzyskiwane są w wyniku oczyszczania spalin w ilości do 10% wagowo masy siarkobetonowej lub- dusts that are obtained as a result of flue gas cleaning in the amount of up to 10% by weight of the sulphur-concrete mass or

- popioły w ilości do 10% wagowo masy siarkobetonowej,- ashes in the amount of up to 10% by weight of the sulfur concrete mass,

Oprócz wymienionych wypełniaczy (które stanowią kruszywa mineralne lub produkty odpadowe) mogą zostać zastosowane inne produkty odpadowe, łącznie lub oddzielnie:In addition to the listed fillers (which are mineral aggregates or waste products), other waste products may be used, either jointly or separately:

- fosfogips w ilości do 20% wagowo masy siarkobetonu lub- phosphogypsum in the amount of up to 20% by weight of sulfur concrete or

- żużle w ilości każdorazowo ustalanej w wyniku serii badań technicznych do 60% wagowo masy siarkobetonu - żużle zamiennie do popiołów.- slags in the amount each time determined as a result of a series of technical tests up to 60% by weight of the sulphur concrete mass - slags as an alternative to ashes.

Korzystnie, kruszywa mineralne zawarte w opracowanej masie siarkobetonowej stanowią piasek lub żwir zanieczyszczone solą.Preferably, the mineral aggregates contained in the prepared sulphur-concrete mass are sand or gravel contaminated with salt.

Masa siarkobetonowa będąca przedmiotem niniejszego wynalazku po wykorzystaniu może zostać stopiona i użyta ponownie.The sulphur concrete mass, which is the subject of the present invention, can be melted down and reused after use.

W opracowanej masie siarkobetonowej polimery siarkowe stanowią spoiwo dla kruszyw naturalnych, takich jak piasek i żwir, stosowanych dla betonów tradycyjnych i siarkobetonów, które w wynalazku zostają zastąpione w określonych proporcjach wagowego udziału produktami odpadowymi z energetyki, takimi jak pyły i popioły, względnie produktami odpadowymi z przemysłu chemicznego, takim jak na przykład fosfogips, względnie produktami odpadowymi z przemysłu wydobywczego, takimi jak kruszywa nienormatywne nie stosowane w betonach tradycyjnych i znanych siarkobetonach. Technologia opracowanej masy siarkobetonowej umożliwia rozwiązanie problemu odpadów składowanych na hałdach (na przykład ubocznych produktów spalania, minerałów pokopalnianych).In the developed sulphur concrete mass, sulfur polymers are a binder for natural aggregates, such as sand and gravel, used for traditional concretes and sulphur concretes, which in the invention are replaced in certain proportions by weight with waste products from the power industry, such as dusts and ashes, or waste products from chemical industry, such as, for example, phosphogypsum, or waste products from the mining industry, such as non-standard aggregates not used in traditional concretes and known sulphur concretes. The technology of the developed sulfur concrete mass makes it possible to solve the problem of waste stored in heaps (e.g. by-products of combustion, post-mining minerals).

Do produkcji opracowanych mas siarkobetonowych mogą być używane także piasek i żwir zanieczyszczone solą. Ma to duże znaczenie, gdyż umożliwia wykorzystanie do ich wytwarzania kruszyw z pasa nadmorskiego. Do produkcji mas siarkobetonowych mogą zostać również wykorzystane materiały mineralne hałd pokopalnianych i poprodukcyjnych.Sand and gravel contaminated with salt can also be used for the production of prepared sulphur-concrete masses. This is of great importance, as it enables the use of aggregates from the coastal belt for their production. Mineral materials from post-mining and post-production heaps can also be used for the production of sulphur-concrete masses.

Opracowana masa siarkobetonowa, będąca przedmiotem wynalazku wykazuje wysoką bakteriostatyczność, co umożliwia zastosowanie opracowanych mas siarkobetonowych w przemyśle rolnym, np. do budowy pomieszczeń przeznaczonych do przechowywania produktów rolnych, hodowli zwierząt, w ośrodkach zdrowia, itp. miejscach.The developed sulfur concrete mass, which is the subject of the invention, shows high bacteriostatic properties, which enables the use of the developed sulfur concrete masses in the agricultural industry, e.g. for the construction of rooms for storing agricultural products, animal husbandry, in health centers, etc. places.

W skład masy siarkobetonowej według wynalazku wchodzą:The sulfur concrete mix according to the invention includes:

a) polimer siarkowy (spoiwo, czyli lepiszcze), na polimer siarkowy składa się siarka zanieczyszczona bitumami lub czysta siarka oraz składniki uzupełniające (dicyklopentadien lub terpentyna, lub furfural, lub styren),a) sulfur polymer (binder, i.e. binder), sulfur polymer consists of sulfur contaminated with bitumen or pure sulfur and supplementary components (dicyclopentadiene or turpentine or furfural or styrene),

b) wypełniacze, tj. kruszywa mineralne lub produkty odpadowe, a takżeb) fillers, i.e. mineral aggregates or waste products, and also

c) ewentualnie domieszki.c) optionally admixtures.

Wykorzystywane w opracowanej masie siarkobetonowej lepiszcze stanowi siarka zanieczyszczona bitumami (obecnymi w ilości stanowiącej ok. 2,5% wagowo masy siarki) lub czysta technicznie siarka. Są one stosowane łącznie, względnie tylko jedna z nich, ale zawsze stanowią co najmniej 70% końcowej masy wagowej lepiszcza, czyli polimeru siarkowego a korzystnie jej 90% do 94% oraz uzupełnione są one składnikami w ilości łącznie nieprzekraczającej 30% końcowej masy wagowej polimeru siarkowego w postaci: dicyklopentadienu lub terpentyny, lub furfuralu, lub styrenu.The binder used in the prepared sulphur-concrete mass is sulfur contaminated with bitumens (present in the amount of approx. 2.5% by weight of sulfur mass) or technically pure sulphur. They are used together or only one of them, but they always constitute at least 70% of the final weight of the binder, i.e. the sulfur polymer, and preferably 90% to 94% thereof, and they are supplemented with components in a total amount not exceeding 30% of the final weight of the sulfur polymer in the form of: dicyclopentadiene or turpentine or furfural or styrene.

Opracowana masa siarkobetonowa może także zawierać produkty odpadowe z przemysłu chemicznego, korzystnie w postaci fosfogipsu w ilości stanowiącej do ok 20% wagowo masy siarkobetonowej oraz kruszywa mineralne, które mogą być zastąpione odpadami z przemysłu energetycznego, na przykład w postaci pyłów (w ilości do 10% wagowo masy siarkobetonowej), popiołów (w ilości do 10% wagowo masy siarkobetonowej), względnie żużli (do 60% wagowo do wagi wytwarzanej masy siarkobetonowej, zamiennie do kruszyw naturalnych w ilości każdorazowo ustalanej w wyniku serii badań technicznych).The prepared sulfur concrete mass may also contain waste products from the chemical industry, preferably in the form of phosphogypsum in an amount of up to about 20% by weight of the sulfur concrete mass, and mineral aggregates that can be replaced with waste from the energy industry, for example in the form of dust (up to 10% by weight of the sulfur concrete mass), ashes (up to 10% by weight of the sulfur concrete mass), or slags (up to 60% by weight to the weight of the sulfur concrete mass produced, alternatively to natural aggregates in the amount each time determined as a result of a series of technical tests).

Mogą do niej także zostać wprowadzone kruszywa mineralne w postaci piasku lub żwiru zanieczyszczonego solą, co stwarza możliwość wykorzystania kruszyw z pasa nadmorskiego. Podobnie, do opracowanej masy mogą być wprowadzane pyły (w ilości do 10% masy siarkobetonowej) lub popioły (w ilości do 10% wagowych masy siarkobetonowej). Opracowana masa siarkobetonowa wykazuje znakomite właściwości po wprowadzeniu do niej minerałów i odpadów z hałd pokopalnianych i poprodukcyjnych, czy też pyłów, pochodzących z oczyszczania spalin emitowanych i oczyszczanych w zakładach energetycznych lub popiołów.Mineral aggregates in the form of sand or gravel contaminated with salt can also be introduced into it, which makes it possible to use aggregates from the coastal belt. Similarly, dusts (in the amount of up to 10% of the sulfur concrete mass) or ashes (in the amount of up to 10% of the sulfur concrete mass) may be introduced into the prepared mass. The developed sulphur-concrete mass shows excellent properties after the introduction of minerals and waste from post-mining and post-production heaps, or dust from the treatment of flue gases emitted and treated in power plants, or ashes.

Wypełniacze stosowane jako zamienniki naturalnych wypełniaczy w postaci piasku i żwiru w masie siarkobetonowej mające charakter odpadów poprodukcyjnych - są zamiennikami niezmniejszającymi wartości użytkowych masy siarkobetonowej, a często podwyższającymi jej parametry wytrzymałościowe. Ma to ogromne znaczenie dla zagospodarowania wymienionych wyżej materiałów odpadowych, występujących w dużych ilościach na powierzchni ziemi w postaci hałd, jest zgodne z lansowaną obecnie w Unii Europejskiej polityką gospodarki cyrkulacyjnej, dając możliwość przywracania powierzchni ziemi jej funkcji pierwotnych (np. rolniczej).Fillers used as substitutes for natural fillers in the form of sand and gravel in the sulfur concrete mass, having the character of post-production waste - they are substitutes that do not reduce the usable values of the sulfur concrete mass, and often increase its strength parameters. This is of great importance for the management of the above-mentioned waste materials, which occur in large quantities on the earth's surface in the form of heaps, and is in line with the circular economy policy currently promoted in the European Union, giving the possibility of restoring the earth's surface to its original functions (e.g. agricultural).

Przedmiot wynalazku ilustrują poniższe przykłady wykonania opracowanej masy siarkobetonowej, w których wykorzystany został polimer siarkowy, uzyskany w wyniku realizacji procesu opisanego w polskim zgłoszeniu wynalazku P.422069 „Sposób otrzymywania stabilnej siarki polimerycznej stanowiącej lepiszcza do produkcji siarkobetonów i stabilna siarka polimeryczna stanowiąca lepiszcze do produkcji siarkobetonów” z dnia 28.06.2017 r.The subject of the invention is illustrated by the following examples of the developed sulfur concrete mass, in which a sulfur polymer was used, obtained as a result of the process described in the Polish application of the invention P.422069 "Method of obtaining stable polymeric sulfur as a binder for the production of sulfur concrete and stable polymer sulfur as a binder for the production of sulfur concrete of June 28, 2017.

Przykład 1Example 1

Polimer siarkowy stanowiący 22,2% masy siarkobetonowej (uzyskany z siarki elementarnej + DCPD, stanowiący 10% masy polimeru) połączono z wypełniaczami, tj. kruszywami mineralnymi/produktami odpadowymi w następujących proporcjach:Sulfur polymer constituting 22.2% of the sulfur concrete mass (obtained from elemental sulfur + DCPD, constituting 10% of the polymer mass) was combined with fillers, i.e. mineral aggregates / waste products in the following proportions:

piasek - 15,6% żwir - 54,4% popiół lotny krzemianowy - 7,8% i otrzymano masę siarkobetonową o parametrach:sand - 15.6% gravel - 54.4% silicate fly ash - 7.8% and a sulfur concrete mass with the following parameters was obtained:

wytrzymałość na ściskanie - 50,6 MPa ^ 68,7 MPa wytrzymałość na zginanie - 10,4 MPa ^ 13,3 MPacompressive strength - 50.6 MPa ^ 68.7 MPa flexural strength - 10.4 MPa ^ 13.3 MPa

Przykład 2Example 2

Polimer siarkowy stanowiący 25,8% masy siarkobetonowej (siarka zanieczyszczona bitumem ok. 2,5% + DCPD, stanowiący 10% masy polimeru), połączono z wypełniaczami, tj. kruszywami mineralnymi/produktami odpadowymi w następujących proporcjach:Sulfur polymer constituting 25.8% of the sulfur concrete mass (sulphur contaminated with bitumen approx. 2.5% + DCPD, constituting 10% of the polymer mass), was combined with fillers, i.e. mineral aggregates / waste products in the following proportions:

Piasek - 13,1%sand - 13.1%

Żwir - 52,0% popiół lotny krzemianowy - 9,1% i otrzymano masę siarkobetonową o parametrach:Gravel - 52.0%, silicate fly ash - 9.1% and a sulfur concrete mass with the following parameters was obtained:

wytrzymałość na ściskanie - 58,2 MPa ^ 58,7 MPa wytrzymałość na zginanie - 10,0 MPa ^ 10,1 MPacompressive strength - 58.2 MPa ^ 58.7 MPa flexural strength - 10.0 MPa ^ 10.1 MPa

Przykład 3Example 3

Otrzymany polimer siarkowy stanowiący 25,8% masy siarkobetonowej (siarka elementarna + DCPD, stanowiący 10% masy polimeru) połączono z wypełniaczami, tj. kruszywami mineralnymi/produktami odpadowymi w następujących proporcjach:The obtained sulfur polymer constituting 25.8% of the sulfur concrete mass (elemental sulfur + DCPD, constituting 10% of the polymer mass) was combined with fillers, i.e. mineral aggregates / waste products in the following proportions:

piasek - 13,1% żwir - 52,0% fosfogips - 9,1% i otrzymano masę siarkobetonową o parametrach:sand - 13.1% gravel - 52.0% phosphogypsum - 9.1% and a sulfur concrete mass with the following parameters was obtained:

wytrzymałość na ściskanie - 61,8 MPa wytrzymałość na zginanie - 8,0 MPacompressive strength - 61.8 MPa, bending strength - 8.0 MPa

Claims (2)

1. Masa siarkobetonowa, zawierająca lepiszcze w postaci polimeru siarkowego oraz wypełniacze, tj. kruszywa lub produkty odpadowe, znamienna tym, że polimer siarkowy stanowią: siarka zanieczyszczona bitumami lub czysta technicznie siarka, które stosowane są łącznie, względnie tylko jedna z nich, stanowiąca co najmniej 70% końcowej masy wagowej polimeru siarkowego, a korzystnie jej 90% do 94% oraz uzupełniające składniki w ilości łącznie nieprzekraczającej 30% masy wagowej polimeru siarkowego w postaci: dicyklopentadienu lub terpentyny, lub furfuralu, lub styrenu, przy czym polimer siarkowy stanowi od 15% do 26% wagowo masy siarkobetonowej, która to masa poza polimerem siarkowym zawiera kruszywa mineralne w ilości 74% do 85% wagowo masy siarkobetonowej, w tym kruszywa mineralne stosowane wyłącznie lub łącznie z produktami odpadowymi, lub produkty odpadowe, które stanowią łącznie lub oddzielnie zamienniki dla kruszyw mineralnych:1. Sulfur concrete mass, containing a binder in the form of a sulfur polymer and fillers, i.e. aggregates or waste products, characterized in that the sulfur polymer is: sulfur contaminated with bitumen or technically pure sulfur, which are used jointly or only one of them, constituting at least at least 70% of the final weight of the sulfur polymer, and preferably 90% to 94% thereof, and supplementary components in a total amount not exceeding 30% of the weight of the sulfur polymer in the form of: dicyclopentadiene or turpentine, or furfural, or styrene, the sulfur polymer being from 15 % to 26% by weight of the sulfur concrete mass, which, apart from the sulfur polymer, contains mineral aggregates in the amount of 74% to 85% by weight of the sulfur concrete mass, including mineral aggregates used exclusively or together with waste products, or waste products that are jointly or separately substitutes for mineral aggregates: - pyły w ilości do 10% wagowo masy siarkobetonowej lub- dusts in the amount of up to 10% by weight of the sulfur concrete mass or - popioły w ilości do 10% wagowo masy siarkobetonowej lub- ashes in the amount of up to 10% by weight of the sulfur concrete mass or - fosfogips w ilości do 20% wagowo masy siarkobetonowej lub- phosphogypsum in the amount of up to 20% by weight of the sulfur concrete mass or - żużle w ilości do 60% wagowo masy siarkobetonu - żużle zamiennie do popiołów,- slags in the amount of up to 60% by weight of the sulphur concrete mass - slags as an alternative to ashes, 2. Masa siarkobetonowa, według zastrz. 1, znamienna tym, że kruszywa mineralne stanowią piasek lub żwir zanieczyszczone solą.2. Sulfur concrete mass, according to claim 1, characterized in that the mineral aggregates are sand or gravel contaminated with salt.
PL422745A 2017-06-29 2017-09-04 Sulfur concrete mix PL242738B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL422069A PL242737B1 (en) 2017-06-29 2017-06-29 Method for obtaining stable polymeric sulfur that is a binder for sulfur concretes and the stable polymeric sulfur that is a binder for sulfur concretes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL422745A1 PL422745A1 (en) 2019-01-02
PL242738B1 true PL242738B1 (en) 2023-04-17

Family

ID=64899026

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL422069A PL242737B1 (en) 2017-06-29 2017-06-29 Method for obtaining stable polymeric sulfur that is a binder for sulfur concretes and the stable polymeric sulfur that is a binder for sulfur concretes
PL422745A PL242738B1 (en) 2017-06-29 2017-09-04 Sulfur concrete mix

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL422069A PL242737B1 (en) 2017-06-29 2017-06-29 Method for obtaining stable polymeric sulfur that is a binder for sulfur concretes and the stable polymeric sulfur that is a binder for sulfur concretes

Country Status (1)

Country Link
PL (2) PL242737B1 (en)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL187670B1 (en) * 1998-05-27 2004-08-31 Myslowski Wlodzimierz Method of obtaining sulphuric binders and sulphuric binders obtained thereby
PL330767A1 (en) * 1999-01-07 2000-07-17 Os Bad Rozwojowy Przem Siarko Method of obtaining sulphuric concrete suitable for use in building repositories for radioactive wastes and other dangerous materials and sulphuric concrete therefor obtained using that method
PL330766A1 (en) * 1999-01-07 2000-07-17 Os Bad Rozwojowy Przem Siarko Method of obtaining sulphuric concrete suitable for use in industrial building trade and sulphuric concrete obtained thereby
PL190343B1 (en) * 2002-08-06 2005-11-30 Os Bad Rozwojowy Przem Siarko Method of receiving stable polymer sulphur for manufacture of sulphur concrete and method of securing wastes
RU2401819C1 (en) * 2009-10-09 2010-10-20 Василий Юльевич Жиркевич Method of preparing mixture for sulphur concrete
PL211111B1 (en) * 2009-11-25 2012-04-30 Andrzej Janiczek Sulphur polymer obtained from the sulphur solvent modification and method for production thereof
PL231566B1 (en) * 2009-12-08 2019-03-29 Andrzej Janiczek Method for producing granular asphalt-polymer binder and sulphur concrete and their use in building and repairing road pavements
PL215185B1 (en) * 2010-05-28 2013-11-29 Andrzej Janiczek Polymeric building materials based on flotation waste from flotation of copper ore and waste sulfur

Also Published As

Publication number Publication date
PL422069A1 (en) 2019-01-02
PL422745A1 (en) 2019-01-02
PL242737B1 (en) 2023-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5080714B2 (en) Cement composition
KR20150037175A (en) Solidified agent using red mud and manufacturing method of the same
KR101289825B1 (en) Sludge solidified agent and menufacturing method of artificial soil usign the same
KR101543523B1 (en) Solidifying composition for deep mixing method using circulation resource and manufacturing method of the same
WO2020157775A1 (en) An additive for increasing the supplementary cementitious materials content in cement, mortar and concrete
KR20150048682A (en) Dredging sludge solidified agent
JP6782234B2 (en) Manufacturing method of cement hardened material and hardened cement composition using it
KR101242568B1 (en) Block composer using bottom ash and phospho-gypsum
US8512469B2 (en) Polymeric construction material on the basis of flotation waste from copper ore flotation and waste sulfur
KR100790373B1 (en) Solidifying agent for improvement of soil
KR101535909B1 (en) Mamufacturing method for soil solidified agent
PL242738B1 (en) Sulfur concrete mix
KR101640160B1 (en) Method for preparing a hardening composition for deep mixing method and hardening composition for deep mixing method
KR101852483B1 (en) Makinh method of Solidified agent using high-calcium fly ash
JP2008515759A (en) Pre-blend cement composition containing non-chloride accelerator
WO2019138538A1 (en) Method for improving ground
JP4107773B2 (en) Cement admixture and cement composition
KR20150112506A (en) Quick-setting composition for paving soil and method for paving soil road by using the same
KR101640155B1 (en) Hardening composition for reinforcing a slope, and method for reinforcing a slope by using the same
EA018572B1 (en) The method of polymeric construction binder production and polymeric construction binder
KR102119471B1 (en) Inorganic binder composition capable of promoting heat generation and resistance to cold
KR101535911B1 (en) Soil solidified manufacturing method
KR102659413B1 (en) Eco-friendly general-purpose binder composition for solidifying soil
JP2006045060A (en) Cement composition and its manufacturing method
JP6333101B2 (en) Concrete binder for blast furnace cement concrete.