RU2266876C1 - Полимербетонная смесь - Google Patents
Полимербетонная смесь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2266876C1 RU2266876C1 RU2004124302/04A RU2004124302A RU2266876C1 RU 2266876 C1 RU2266876 C1 RU 2266876C1 RU 2004124302/04 A RU2004124302/04 A RU 2004124302/04A RU 2004124302 A RU2004124302 A RU 2004124302A RU 2266876 C1 RU2266876 C1 RU 2266876C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sulfur
- altax
- mixture
- hydrochloric acid
- concrete mixture
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к строительным материалам, применяемым при изготовлении химически стойких, высокопрочных изделий и конструкций. Смесь включает, мас.%: низкомолекулярный полибутадиен 8...12; серу 3,0...5,0; тиурам 0,4...0,6; каптакс 0,1...0,2; альтакс 0,15...0,25; оксид цинка 2,0...3,0; оксид кальция 0,3...0,7; зола-унос ТЭЦ 6,0...10,0; кварцевый песок - 21...28 и гранитный щебень - остальное. Технический результат - обеспечение возможности получения композита, имеющего более высокую химическую стойкость в растворах соляной кислоты и азотной кислоты. Коэффициент химической стойкости после трех месяцев выдержки в 36%-ном растворе соляной кислоте увеличился с 0,69 до 0,79. 2 табл.
Description
Изобретение относится к полимерным строительным материалам, используемым при изготовлении химически стойких изделий и конструкций, а именно к составам, содержащим в качестве связующего диеновые олигомеры.
Известна полимербетонная смесь [1], включающая следующие компоненты, мас.%:
Низкомолекулярный олигодиен | 8...11 |
Сера | 3...6,5 |
Тиурам | 0,3...0,7 |
Оксид цинка | 1,5...5,0 |
Оксид кальция | 0,3...0,6 |
Зола-унос ТЭЦ | 7...10 |
Кварцевый песок | 24,9...27,1 |
Гранитный щебень | Остальное |
Однако указанная смесь характеризуется относительно низкой химической стойкостью к 36%-ному раствору соляной кислоты.
Наиболее близкой по совокупности признаков к предлагаемому изобретению является полимербетонная смесь [2], включающая следующие компоненты, мас.%:
Низкомолекулярный полибутадиен | 7...12 |
Сера | 3,5...6 |
Тиурам | 0,25...0,55 |
Каптакс | 0,1...0,2 |
Оксид цинка | 1,2...3,2 |
Оксид кальция | 0,4...0,6 |
Зола-унос ТЭЦ | 6,5...11,5 |
Кварцевый песок | 22...27 |
Гранитный щебень | Остальное |
Однако данная смесь также характеризуется низкой химической стойкостью к 36%-ному раствору соляной кислоты.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение химической стойкости полимербетоннои смеси при одновременном обеспечении получаемому композиту высоких физико-механических характеристик.
Поставленная задача достигается тем, что полимербетонная смесь, включающая низкомолекулярный полибутадиен, серу, тиурам, каптакс, оксид цинка, оксид кальция, тонкомолотый минеральный наполнитель, кварцевый песок и гранитный щебень, отличается от прототипа тем, что она дополнительно содержит альтакс при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Низкомолекулярный полибутадиен | 8...12 |
Сера | 3,0...5,0 |
Тиурам | 0,4...0,6 |
Каптакс | 0,1...0,2 |
Альтакс | 0,15...0,25 |
Оксид цинка | 2,0...3,0 |
Оксид кальция | 0,3...0,7 |
Зола-унос ТЭЦ | 6,0...10,0 |
Кварцевый песок | 21...28 |
Гранитный щебень | Остальное |
Дополнительное введение в полимербетонную смесь альтакса, а также содержание компонентов полимербетонной смеси в указанных пределах позволяет повысить химическую стойкость в 36%-ном растворе соляной кислоты по сравнению с известными полимербетонными, а значит, увеличить срок службы строительных конструкций и изделий, изготовленных из этой смеси и эксплуатирующихся в условиях действия соляной кислоты.
Повышение химической стойкости происходит потому, что дополнительное введение в полимербетонную смесь альтакса позволяет повысить плотность пространственной сшивки полимера, что приводит не только к улучшению физико-механических характеристик композита, но и за счет уменьшения химически активных центров - к повышению его инертности по отношению к агрессивным средам; также альтакс является веществом, обладающим ионообменными свойствами по отношению к соляной кислоте, тем самым ослабляя ее агрессивность.
Пример.
Характеристика, используемых в полимербетонной смеси компонентов:
- низкомолекулярный полибутадиен ПБН (ТУ 38.103641-87) - прозрачная жидкость с динамической вязкостью 1,5 Па·с, плотностью 890 кг/м3;
- сера техническая (ГОСТ 127,4-93) - ярко-желтый порошок плотностью 2070 кг/м3, температура плавления 114°С;
- тиурам (тетраметилтиурамдисульфид, ТУ 6-00-00204197-253-93) - серо-белый порошок плотностью 1290-1400 кг/м3;
- каптакс (ГОСТ 739-74 с изменением №1) желтый порошок плотностью 1290-1400 кг/м3;
- альтакс (ГОСТ 7087-75) - желтый порошок плотностью 1290-1400 кг/м3;
- оксид цинка - ZnO (ГОСТ 10262-73) - белый порошок плотностью 3700-3800 кг/м3;
- оксид кальция - СаО (ГОСТ 8677-76) - белый порошок плотностью 2050-2900 кг/м3;
- тонкомолотый минеральный наполнитель - зола-унос Воронежской ТЭЦ с удельной поверхностью 2500-2700 см2/г, имеющая следующий состав, мас.%:
SiO | 48...52 |
Al2О3 | 18,5...21,5 |
Fe2O3 | 12,5...14,5 |
СаО | 5...5,5 |
MgO | 2...3 |
K2O | 1...2 |
Na2O | 1 |
S2O3 | 0,4...0,3 |
n.n.n. | 6...15 |
состав золы-уноса, которая образуется при сжигании донецкого угля марки A-III, постоянен в указанных выше пределах и отвечает требованиям ГОСТ 25818-83;
- кварцевый песок Вольского, Тамбовского и Аннинского карьеров, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 8736-93;
Приготовление полимербетонной смеси осуществляется следующим образом. Низкомолекулярный полибутадиен совмещают с предварительно высушенной и просеянной серой. Затем в композицию последовательно вводят тиурам, каптакс, альтакс, оксид цинка, оксид кальция, золу-унос, после чего добавляют при непрерывном перемешивании композиции заполнитель - песок и гранитный щебень. Приготовленную таким образом смесь укладывают в специально подготовленные формы, уплотняют на виброплощадке в течение 150 с и подвергают тепловой обработке при температуре 120°С в течение 8 часов.
Для экспериментальной проверки заявляемой смеси были изготовлены образцы-призмы размером 4×4×16 см, пяти составов (табл.1).
Таблица 1 | |||||
Наименование | Содержание компонентов, мас.% | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
Низкомолекулярный полибутадиен | 8,0 | 9,0 | 10,0 | 11,0 | 12,0 |
Сера | 3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 5,0 |
Тиурам | 0,60 | 0,55 | 0,50 | 0,45 | 0,40 |
Каптакс | 0,1 | 0,125 | 0,15 | 0,175 | 0,2 |
Альтакс | 0,15 | 0,175 | 0,20 | 0,225 | 0,25 |
Оксид цинка | 2,0 | 2,25 | 2,5 | 2,75 | 3,0 |
Оксид кальция | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 |
Зола-унос | 6,0 | 7,0 | 8,0 | 9,0 | 10,0 |
Кварцевый песок | 28,0 | 26,25 | 24,5 | 22,75 | 21,0 |
Гранитный щебень | 51,85 | 50,75 | 49,65 | 48,55 | 47,45 |
Характеристики полученных композитов и прототипа представлены в таблице 2.
Таблица 2 | ||||||
Свойства | Предполагаемая смесь | Прототип | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
Коэффициент химической стойкости в 36%-ном растворе соляной кислоты после двух месяцев выдержки | 0,71 | 0,78 | 0,79 | 0,77 | 0,72 | 0,69 |
Предел прочности при сжатии, МПа | 99,5 | 103,9 | 104,9 | 104,1 | 101,6 | 103,0 |
Из таблиц 1 и 2 видно, что содержание компонентов отверждающей группы полимербетонной смеси в указанных пределах, а также дополнительное введение в полимербетонную смесь альтакса увеличивает по сравнению с прототипом химическую стойкость в 36%-ном растворе соляной кислоты.
При уменьшенном количестве серы по сравнению с прототипом количество "несвязанной" серы в структуре композита уменьшается, поскольку практически вся сера участвует в процессе вулканизации. За счет этого уменьшается количество активных центров взаимодействия ("несвязанная" сера) с 36%-ным раствором соляной кислоты, следовательно, соляная кислота меньше воздействует на структуру полимербетонной смеси, тем самым ухудшая ее физико-механические свойства.
Увеличенное содержание тиурама в полимербетонной смеси по сравнению с прототипом и дополнительное введение альтакса приводит к тому, что с серой они образуют высокоактивные промежуточные соединения. Их образование приводит к тому, что дальнейшее структурирование полимера идет уже через реакцию его макромолекул с вновь образовавшимися высокоактивными промежуточными соединениями, что приводит к повышению физико-механических характеристик полимербетонной смеси.
Дополнительное введение в состав композита альтакса также позволяет повысить химическую стойкость за счет того, что он обладает ионообменными свойствами по отношению к соляной кислоте, тем самым снижая агрессивные свойства соляной кислоты, обменивая свои ионы на "нежелательные" в составе соляной кислоты.
Оптимальное содержание серы, тиурама и альтакса в полимербетонной смеси согласно данным таблицы 2 находится в пределах 9...11%; 0,45...0,55% и 0,175...0,225% по массе соответственно.
Выход за указанные пределы в меньшую сторону содержания серы нежелателен, поскольку это приводит к значительному снижению физико-механических характеристик смеси. Происходит это потому, что в составе композиции недостаточное количество серы, требуемое для получения необходимой степени сшивки макромолекулы каучука, т.е. в объеме матрицы появляется химически не связанный каучук, который, распределяясь в межкристаллитных зонах полимера, начинает играть роль пластификатора, снижающего прочность композита.
Выход за предел оптимального содержания тиурама в сторону уменьшения также нежелателен, поскольку это приводит к снижению прочностных показателей, это происходит за счет того, что при уменьшении содержания тиурама ниже значения, равного 0,45% по массе, образуется недостаточное количество поперечных связей различной сульфидности, отличающихся высокими механическими и динамическими свойствами, довольно устойчивых при тепловом старении.
Выход за предел оптимального содержания альтакса в полимербетонной смеси в сторону, меньшую от значения, равного 0,175% по массе, не приводит к значительному увеличению химической стойкости композита, это объясняется, по всей видимости, тем, что основная его масса участвует в процессе вулканизации каучука, при этом его ионообменные свойства по отношению к соляной кислоте не проявляются, не снижая тем самым ее активность по отношению к композиту.
Выход за предел оптимального содержания серы в сторону увеличения также нежелателен, поскольку в структуре композита появляется "несвязанная" сера, являющаяся активным центром взаимодействия с 36%-ным раствором соляной кислоты, за счет чего происходит снижение химической стойкости полимербетонной смеси.
Введение в композит тиурама в больших пределах ведет также к снижению физико-механических характеристик, это обуславливается тем, что присутствие в композиции избыточного количества тиурама ведет к тому, что образуется детиокарбаминовая кислота, которая распадается на сероуглерод и деметиламин. Эти продукты активируют процессы окислительной деструкции каучука, что приводит к уменьшению эффекта вулканизации.
Введение в композит альтакса в количестве, большем оптимального значения, равного 0,225% по массе, также приводит к падению прочности композита. Это происходит, по нашему мнению, из-за того, что при увеличении количественного содержания альтакса в композиционной смеси сверх указанного значения приводит к его избытку, т.е. в свойствах системы ускорителей с аддитивным действием начинают доминировать свойства одного ускорителя вулканизации - альтакса, который сам по себе не способен создать условия, при которых становится возможным получение вулканизата с набором поперечных связей различной сульфидности, отличающихся высокими механическими свойствами.
Т.е. нарушение границ оптимального содержания в полимербетонной смеси серы, тиурама и альтакса приводит к тому, что, с одной стороны, не происходит увеличения химической стойкости, а с другой стороны, приводит к значительному снижению прочностных показателей.
Таким образом, данное содержание в полимербетонной смеси серы, тиурама и альтакса в установленных для них пределах обеспечивает увеличение коэффициента химической стойкости полимербетонной композиции с 0,69 до 0,79 и оставляет физико-механические характеристики на уровне с аналогами, что приводит к увеличеншо срока службы изделии и конструкций, эксплуатирующихся в условиях действия 36%-ного раствора соляной кислоты.
Источники информации
1. Авт. свидетельсьво СССР, №1724623 А1, кл. С 04 В 26/04, 1992, Полимербетонная смесь.
2. Патент РФ №2120425 на изобретение Полимербетонная смесь по заявке №97119574, авторы Потапов Ю.Б., Борисов Ю.М., Макарова Т.В., приоритет от 26.11.97, опубликован 20.10.98.
Claims (1)
- Полимербетонная смесь, включающая низкомолекулярный полибутадиен, серу, тиурам, каптакс, оксид цинка, оксид кальция, тонкомолотый минеральный наполнитель - зола-унос ТЭЦ, кварцевый песок и гранитный щебень, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит альтакс, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Низкомолекулярный полибутадиен 8...12 Сера 3,0...5,0 Тиурам 0,4...0,6 Каптакс 0,1...0,2 Альтакс 0,15...0,25 Оксид цинка 2,0...3,0 Оксид кальция 0,3...0,7 Зола-унос ТЭЦ 6,0...10,0 Кварцевый песок 21...28 Гранитный щебень Остальное
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004124302/04A RU2266876C1 (ru) | 2004-08-09 | 2004-08-09 | Полимербетонная смесь |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004124302/04A RU2266876C1 (ru) | 2004-08-09 | 2004-08-09 | Полимербетонная смесь |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2266876C1 true RU2266876C1 (ru) | 2005-12-27 |
Family
ID=35870363
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004124302/04A RU2266876C1 (ru) | 2004-08-09 | 2004-08-09 | Полимербетонная смесь |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2266876C1 (ru) |
-
2004
- 2004-08-09 RU RU2004124302/04A patent/RU2266876C1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6869473B2 (en) | Cementicious materials including stainless steel slag and geopolymer | |
KR101700017B1 (ko) | 황 제강-슬래그 골재 콘크리트 | |
RU2519464C2 (ru) | Способ получения стабильной связывающей серу композиции и полученная этим способом композиция | |
RU2266876C1 (ru) | Полимербетонная смесь | |
US4414385A (en) | Concrete comprising sulfur, cyclopentadiene oligomers, aggregate and glass fibers | |
KR101746271B1 (ko) | 모래-황 모르타르로서 사용을 통한 황의 처리 | |
KR101288962B1 (ko) | 슬래그를 포함하는 인공경량 골재 및 그 제조방법 | |
RU2402501C1 (ru) | Полимербетонная смесь | |
KR101705048B1 (ko) | 폐고무분말을 이용한 경량 유황콘크리트 및 고강도 경량 유황콘크리트 | |
RU2440312C1 (ru) | Композиция для производства пористого заполнителя | |
RU2554585C2 (ru) | Способ получения модифицированной серы | |
RU84372U1 (ru) | Строительная конструкция из серобетонной смеси | |
RU2412922C2 (ru) | Силикатная масса | |
RU2120425C1 (ru) | Полимербетонная смесь | |
RU2394786C1 (ru) | Полимербетонная смесь | |
RU2185346C1 (ru) | Полимербетонная смесь | |
RU2779939C1 (ru) | Сырьевая смесь для производства силикатного кирпича | |
RU2717436C1 (ru) | Вяжущее | |
US11359076B2 (en) | Construction of elastomeric biocomposite intended for insulating layers and pads with regard to flexible antenna | |
RU2731176C1 (ru) | Битумно-резиновое вяжущее (варианты) для асфальтобетона и способ его получения с использованием СВЧ (варианты) | |
SU1409613A1 (ru) | Сырьева смесь дл изготовлени чеистого бетона | |
SU882965A1 (ru) | Бетонна смесь дл изготовлени химически стойких конструкций и изделий | |
RU2135425C1 (ru) | Полимербетонная смесь | |
RU2179160C2 (ru) | Бетонная смесь | |
SU1724623A1 (ru) | Полимербетонна смесь |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060810 |