RU2554585C2 - Способ получения модифицированной серы - Google Patents
Способ получения модифицированной серы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2554585C2 RU2554585C2 RU2013140117/05A RU2013140117A RU2554585C2 RU 2554585 C2 RU2554585 C2 RU 2554585C2 RU 2013140117/05 A RU2013140117/05 A RU 2013140117/05A RU 2013140117 A RU2013140117 A RU 2013140117A RU 2554585 C2 RU2554585 C2 RU 2554585C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sulfur
- minutes
- amount
- sulphur
- ammonium
- Prior art date
Links
Landscapes
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области производства композиций, содержащих модифицированную серу, которые могут быть использованы для производства строительных материалов - серных бетонов и сероасфальтобетонов, применяемых в различных отраслях строительства, в том числе транспортном, гидротехническом, гидромелиоративном и др. Способ получения модифицированной серы заключается в том, что расплавленную серу подают в реактор при температуре 120-135°С, после чего в реактор вводят соли аммония и/или калия в количестве от 0,001 до 0,005 мас.% от массы серы, перемешивают их в течение 5-10 минут, после чего вводят 5-этилиден-2-норборнен в количестве от 0,08 до 0,1 мас.% от массы серы и осуществляют перемешивание в течение 20-50 минут. Результат заключается в том, что происходит стабилизация продукта, реакция модификации становится необратимой и, как следствие, отсутствует деструкция. 2 табл., 5 пр.
Description
Изобретение относится к области производства композиций, содержащих модифицированную серу, которые могут быть использованы для производства строительных материалов - серных бетонов и сероасфальтобетонов, применяемых в различных отраслях строительства, в том числе транспортном, гидротехническом, гидромелиоративном и др.
Приготовление серного бетона не может быть осуществлено на основе технической серы, так как при переходе серы из расплава в твердое состояние вследствие процессов кристаллизации и перекристаллизации происходят изменения ее плотности, что вызывает значительные усадочные деформации, что приводит к возникновению трещин и другим деструктивным процессам. Снижение объемных деформаций может быть достигнуто за счет применения модифицированной серы, представляющий собой сополимер неорганической серы в разных аллотропных состояниях.
Производство сероасфальтового бетона с частичной заменой битумного вяжущего технической серой не обеспечивает возможность укладки и уплотнения покрытия из сероасфальтобетонной смеси за счет узкого интервала температур, обеспечивающего эффективное ее уплотнение. В связи с этим для производства сероасфальбетонных смесей требуется модифицированная сера, представляющая собой сополимер, обеспечивающий возможность укладки и достижения требуемого уплотнения сероасфальтобетонной смеси.
Таким образом, известно, что для производства сероасфальтобетона и серного бетона требуется модифицированная сера, представляющая собой сополимеры, включающие в себя различные аллотропные состояния серы при наличии полимерной фазы порядка 30%, то есть сополимерной серы.
Физико-механические свойства полимерной серы значительно отличаются от обычной ромбической, призматической и пластической. Такая сера нерастворима в органических растворителях, имеет более высокие прочностные характеристики, лучшую адгезию к минеральным наполнителям и бетону, меньшие деформации усадки. При формировании серных бетонов и сероасфальтобетонов при использовании модифицированной серы существенно снижаются внутренние напряжения, возникающие в материалах в процессе их остывания.
Полимерную серу можно получить, если расплавленную серу с температурой до 180°С, при которой практически вся сера перешла в полимерное состояние, резко охладить. Однако полимерная сера - термодинамически неустойчивый материал, при нормальной температуре она постепенно переходит в обычную ромбическую серу. Таким образом, переход из мономерного в полимерное состояние в сере является фазовым, он носит флуктуационный, межфазный характер, как и в кристаллических полимерах, и с течением времен подвергается деструкции.
Для стабилизации полимерной серы используют различные стабилизаторы структуры.
В связи с этим известны способы получения сополимеров серы за счет введения галогенов, терпентинов, соснового масла, соснового дегтя, однако они не обеспечивают стабильности и улучшения физико-механических характеристик, .
Наиболее широкое распространение в качестве модификатора серы получил дициклопентадиен (ДЦПД). Однако недостатками модифицированной серы с использованием ДЦПД являются длительность процесса модификации и высокая токсичность. Сера, модифицированная ДЦПД, характеризуется пониженной щелочестойкостью и стойкостью к действию бактерий, в том числе серных.
Наиболее близким техническим решением является модификация серы за счет введения 5-этилиден-2-норборнена в соответствии с патентом ЕА 013639 В1, 30.10.2010.
При этом сера приобретает свойства пластичности и обеспечивается более прочное соединение серы с инертным наполнителем, однако полученный продукт имеет недостатки:
1) повышенная температура проведения реакции, не менее 135 градусов;
2) время модификации 3-5 часов;
3) пониженная щелочестойкость и стойкость к серным бактериям;
4) высокое содержание модификатора 5-этилиден-2-норборнена 0,6-3,5%;
5) обладает способностью к деструкции.
Для устранения этих недостатков в заявленном изобретении предлагается дополнительно с 5-этилиден-2-норборнена вводить соли аммония и/или калия в количестве 0,001-0,005 мас.%, в результате чего достигается:
1) снижение температуры проведения реакции до 120 градусов;
2) время проведения реакции снижается до 20-50 минут;
3) обеспечение щелочестойкости и стойкости к серным бактериям;
4) уменьшение количества модификатора 5-этилиден-2-норборнена 0,08-0,1 мас.%;
5) повышение адгезионных свойств модифицированной серы к каменному материалу (заполнителю).
В основу изобретения поставлена задача усовершенствования технологии получения модифицированной серы путем введения соли аммония и/или калия, в результате чего происходит стабилизация продукта, реакция модификации становится необратимой и как следствие отсутствует деструкция (не разрушаются полимерные связи).
Поставленная задача решается и указанный технический результат достигается в способе получения модифицированной серы для производства серного бетона и сероасфальтобетонной смеси, заключающемся в том, что расплавленная сера подается в реактор при температуре 120-135°С, после чего в реактор вводятся соли аммония и/или калия в количестве от 0,001 до 0,005 мас.% от массы серы, перемешивают их в течение 5-10 минут, после чего вводится 5-этилиден-2-норборнен в количестве от 0,08 до 0,1 мас.% от массы серы и осуществляют перемешивание в течение 20-50 минут.
Наилучший вариант осуществления изобретения.
В расплавленную серу (техническую) при температуре 120-135°С вводятся соли аммония, например персульфат аммония, в количестве 0,001-0,005 мас.% и осуществляется перемешивание в течение 5-10 минут, после чего вводится 5-этилиден-2-норборнен в количестве 0,08-0,1 мас.% и осуществляется перемешивание в герметично закрытом сосуде в течение 20-50 минут.
В расплавленную серу (техническую) при температуре 120-135°С вводятся соли аммония, например сульфат аммония, в количестве 0,001-0,005 мас.% и осуществляется перемешивание в течение 5-10 минут, после чего вводится 5-этилиден-2-норборнен в количестве 0,08-0,1 мас.% и осуществляется перемешивание в герметично закрытом сосуде в течение 20-50 минут.
В расплавленную серу (техническую) при температуре 120-135°С вводятся соли калия, например персульфат калия, в количестве 0,001-0,005 мас.% и осуществляется перемешивание в течение 5-10 минут, после чего вводится 5-этилиден-2-норборнен в количестве 0,08-0,1 мас.% и осуществляется перемешивание в герметично закрытом сосуде в течение 20-50 минут.
В расплавленную серу (техническую) при температуре 120-135°С вводятся соли калия, например сульфат калия, в количестве 0,001-0,005 мас.% и осуществляется перемешивание в течение 5-10 минут, после чего вводится 5-этилиден-2-норборнен в количестве 0,08-0,1 мас.% и осуществляется перемешивание в герметично закрытом сосуде в течение 20-50 минут.
В расплавленную серу (техническую) при температуре 120-135°С вводится смесь соли аммония и калия, например персульфат аммония и персульфат калия, в количестве 0,001-0,005 мас.% (в любых соотношениях между собой) и осуществляется перемешивание в течение 5-10 минут, после чего вводится 5-этилиден-2-норборнен в количестве 0,08-0,1 мас.% и осуществляется перемешивание в герметично закрытом сосуде в течение 20-50 минут.
В расплавленную серу (техническую) при температуре 120-135°С вводится смесь соли аммония и калия, например персульфат аммония и сульфат калия, в количестве 0,001-0,005 мас.% (в любых соотношениях между собой) и осуществляется перемешивание в течение 5-10 минут, после чего вводится 5-этилиден-2-норборнен в количестве 0,08-0,1 мас.% и осуществляется перемешивание в герметично закрытом сосуде в течение 20-50 минут.
В расплавленную серу (техническую) при температуре 120-135°С вводятся соли аммония и калия, например сульфат аммония и персульфат калия, в количестве 0,001-0,005 мас.% (в любых соотношениях между собой) и осуществляется перемешивание в течение 5-10 минут, после чего вводится 5-этилиден-2-норборнен в количестве 0,08-0,1 мас.% и осуществляется перемешивание в герметично закрытом сосуде в течение 20-50 минут.
В расплавленную серу (техническую) при температуре 120-135°С вводится смесь соли аммония и калия, например сульфат аммония и сульфат калия, в количестве 0,001-0,005 мас.% (в любых соотношениях между собой) и осуществляется перемешивание в течение 5-10 минут, после чего вводится 5-этилиден-2-норборнен в количестве 0,08-0,1 мас.% и осуществляется перемешивание в герметично закрытом сосуде в течение 20-50 минут.
Содержание солей аммония и/или калия может составлять от 0,001 до 0,005 мас.%. Так как такого количества достаточно для получения стойкости в отношении аллотропных конформаций и замедленной кристаллизации в присутствии зернистого неорганического материала, такого как наполнитель и/или заполнитель при производстве серного бетона или сероасфальтбетонной смеси. Меньшее количество солей аммония и/или калия вызывает снижение стойкости в отношении аллотропных конформации. Большее количество не проявляет заметного эффекта в обеспечении стабильности модифицированной серы.
Содержание 5-этилиден-2-норборнен составляет от 0,08 до 0,1 мас.%, что обеспечивает желаемый модифицирующий эффект. Меньшее количество 5-этилиден-2-норборнен может иметь следствием пониженное содержание полимерной составляющей в модифицированной сере, что приводит к возрастанию усадочных деформаций при производстве серобетона и приводит к узкому интервалу температур при уплотнении сероасфальтобетонных смесей. Большее количество 5-этилиден-2-норборнен приводит к образованию значительного количества полимерной серы, что способствует тому, что модифицированная сера характеризуется гетерогенным составом, который в меньшей степени подходит в качестве модифицированной серы, предназначенной для производства серного бетона и сероасфальтобетонных смесей.
Расплавленная сера подается в реактор при температуре 120-135°С потому, что температура плавления серы 119°С, реакция модификации экзотермична, в связи с этим наблюдается значительный разогрев смеси на 10-15°С. В связи с тем что температура выше 159°С не допускается в связи с лавинообразным образованием полимерной серы, температуру ограничиваем 135°С.
После чего в реактор вводятся соли аммония и/или калия в количестве от 0,001 до 0,005 мас.%, например персульфат калия, и осуществляют перемешивание расплавленной серы с персульфатом калия и/или аммония в течение 5-10 минут, исключительно для перемешивания.
Далее вводится 5-этилиден-2-норборнен в количестве от 0,08 до 0,1 мас.% от массы серы и осуществляют перемешивание в течение 20-50 минут. За этот промежуток времени происходит образование сополимерной серы. При этом за 20-30 минут образуется сополимерная сера, предназначенная для производства сероасфальтобетонных смесей, а за 30-50 минут образуется сополимерная сера, предназначенная для производства серобетонных смесей.
Образцы модифицированной серы готовили следующим образом.
В расплавленную серу (техническую) в количестве 1000 кг при температуре 125°С вводили сульфат аммония в количестве 0,01 кг и осуществляли перемешивание в течении 5 минут, после чего вводили 5-этилиден-2-норборнен в количестве 1,0 кг, и осуществляли перемешивание в герметично закрытом сосуде в течении 30 минут.
Полученную массу смешивали с заранее разогретыми до температуры 125°С песком кварцевым молотым (остаток на сите №0,08 20%) и песком кварцевым в соотношении:
- сера модифицированная - 27 мас.%;
- песок кварцевый молотый (остаток на сите №0,08 20%) - 21 мас.%;
- песок кварцевый - 52 мас.%.
Полученной смесью заполняли предварительно нагретые до температуры 100°С формы-балочки размером 40×40×160 мм. Формы со смесью остужали в естественных условиях при температуре 20°С. В результате получали образцы размером 40×40×160 мм, которые испытывались на прочность.
Примеры образцов модифицированной серы с различным процентным содержанием компонентов приведены в таблице 1.
Прочностные характеристики образцов, полученных на указанных составах модифицированной серы, приведены в таблице 2. Прочность на растяжение при изгибе и прочность на сжатие определялась в соответствии с методикой ГОСТ 310.4-81 на образцах в возрасте 7 суток.
Как видно из таблицы 2, прочностные свойства полученного материала значительно улучшены по сравнению с прототипом.
Claims (1)
- Способ получения модифицированной серы для производства серного бетона и сероасфальтобетонной смеси, заключающийся в том, что расплавленную серу подают в реактор при температуре 120-135°С, после чего в реактор вводят соли аммония и/или калия в количестве от 0,001 до 0,005 мас.% от массы серы, перемешивают их в течение 5-10 минут, после чего вводят 5-этилиден-2-норборнен в количестве от 0,08 до 0,1 мас.% от массы серы и осуществляют перемешивание в течение 20-50 минут.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013140117/05A RU2554585C2 (ru) | 2013-08-30 | 2013-08-30 | Способ получения модифицированной серы |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013140117/05A RU2554585C2 (ru) | 2013-08-30 | 2013-08-30 | Способ получения модифицированной серы |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013140117A RU2013140117A (ru) | 2015-03-10 |
RU2554585C2 true RU2554585C2 (ru) | 2015-06-27 |
Family
ID=53279605
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013140117/05A RU2554585C2 (ru) | 2013-08-30 | 2013-08-30 | Способ получения модифицированной серы |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2554585C2 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2757187C1 (ru) * | 2020-10-21 | 2021-10-11 | Акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Строительство", АО "НИЦ "Строительство" | Способ получения серобетонной смеси для изготовления изделий или конструкций |
RU2758907C2 (ru) * | 2019-05-20 | 2021-11-02 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Способ получения минерального вяжущего на основе серы и устройство для его осуществления |
RU2817983C1 (ru) * | 2023-06-28 | 2024-04-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "КОМИ научный центр Уральского отделения Российской академии наук" | Серополимерный композитный материал и способ его получения |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2163610C2 (ru) * | 1998-12-09 | 2001-02-27 | Ооо Сп "Интер-S" | Способ получения сероасфальтобетона |
WO2003080533A1 (fr) * | 2002-03-25 | 2003-10-02 | Nippon Oil Corporation | Procede de production d'un materiau contenant du soufre modifie |
RU2296785C1 (ru) * | 2005-07-28 | 2007-04-10 | Танаянц Виктор Азатович | Способ получения модифицированной серы, используемой при производстве сероасфальта |
RU2306285C2 (ru) * | 2005-11-10 | 2007-09-20 | Алексей Павлович Мырзин | Серное вяжущее и серобетонная смесь |
EA013639B1 (ru) * | 2005-11-14 | 2010-06-30 | Ниппон Ойл Корпорейшн | Связующий материал, содержащий модифицированную серу, и способ получения материала, содержащего модифицированную серу |
EA016420B1 (ru) * | 2007-06-07 | 2012-04-30 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Модифицированная сера и продукт, содержащий модифицированную серу в качестве связующего |
-
2013
- 2013-08-30 RU RU2013140117/05A patent/RU2554585C2/ru active IP Right Revival
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2163610C2 (ru) * | 1998-12-09 | 2001-02-27 | Ооо Сп "Интер-S" | Способ получения сероасфальтобетона |
WO2003080533A1 (fr) * | 2002-03-25 | 2003-10-02 | Nippon Oil Corporation | Procede de production d'un materiau contenant du soufre modifie |
RU2296785C1 (ru) * | 2005-07-28 | 2007-04-10 | Танаянц Виктор Азатович | Способ получения модифицированной серы, используемой при производстве сероасфальта |
RU2306285C2 (ru) * | 2005-11-10 | 2007-09-20 | Алексей Павлович Мырзин | Серное вяжущее и серобетонная смесь |
EA013639B1 (ru) * | 2005-11-14 | 2010-06-30 | Ниппон Ойл Корпорейшн | Связующий материал, содержащий модифицированную серу, и способ получения материала, содержащего модифицированную серу |
EA016420B1 (ru) * | 2007-06-07 | 2012-04-30 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Модифицированная сера и продукт, содержащий модифицированную серу в качестве связующего |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2758907C2 (ru) * | 2019-05-20 | 2021-11-02 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Способ получения минерального вяжущего на основе серы и устройство для его осуществления |
RU2757187C1 (ru) * | 2020-10-21 | 2021-10-11 | Акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Строительство", АО "НИЦ "Строительство" | Способ получения серобетонной смеси для изготовления изделий или конструкций |
RU2817983C1 (ru) * | 2023-06-28 | 2024-04-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "КОМИ научный центр Уральского отделения Российской академии наук" | Серополимерный композитный материал и способ его получения |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013140117A (ru) | 2015-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101386702B1 (ko) | 아스팔트 조성물, 및 아스팔트 조성물의 제조방법 | |
US3997355A (en) | Sulfur composition | |
KR100911659B1 (ko) | 개질 유황 결합재 및 그 제조 방법과, 이를 함유하는수경성 개질 유황 자재 조성물 및 그 제조 방법 또는가연성 개질 유황 자재 조성물 및 그 제조 방법 | |
KR101289314B1 (ko) | 상온에서 액상 형태를 유지하여 혼합 작업이 가능한 개질 유황 결합재 및 그 제조방법과, 이를 함유하는 수경성 개질유황자재 조성물 및 그 제조방법 | |
US4391969A (en) | Modified sulfur cement | |
US4348313A (en) | Concrete formulation comprising polymeric reaction product of sulfur/cyclopentadiene oligomer/dicyclopentadiene | |
KR101211412B1 (ko) | 상온에서 혼합가능한 콘크리트 조성물 제조용 개질유황 나노수용액 | |
KR100632609B1 (ko) | 개질유황결합재 및 이의 제조방법 | |
NO793831L (no) | Betongblanding og fremgangsmaate ved fremstilling derav | |
KR101100254B1 (ko) | 개질 유황 결합재 및 그 제조 방법과, 이를 함유하는 수경성 개질 유황 자재 조성물 및 그 제조 방법 또는 가연성 개질 유황 자재 조성물 및 그 제조 방법 | |
Al-Otaibi et al. | Potential for producing concrete blocks using sulphur polymeric concrete in Kuwait | |
RU2554585C2 (ru) | Способ получения модифицированной серы | |
KR20120096385A (ko) | 개질 유황 결합재 및 그 제조 방법과, 이를 함유하는 수경성 개질 유황 자재 조성물 및 그 제조 방법 또는 가연성 개질 유황 자재 조성물 및 그 제조 방법 | |
KR101536692B1 (ko) | 활성화된 충전제를 사용하는 안정화된 황 결합 | |
CA2612473A1 (en) | Modified sulphur and product comprising modified sulphur as binder | |
JPS58181756A (ja) | 燐酸含有硫黄セメント骨材組成物 | |
KR101321491B1 (ko) | 유황 폴리머 시멘트 및 콘크리트 | |
KR101308097B1 (ko) | 저융점 개질유황 결합재 및 이의 제조방법 | |
KR20110052556A (ko) | 개질 유황 결합재 및 그 제조 방법과, 이를 함유하는 수경성 개질 유황 자재 조성물 및 그 제조 방법 또는 가연성 개질 유황 자재 조성물 및 그 제조 방법 | |
US20120160134A1 (en) | Modified sulphur composition and product comprising modified sulphur composition as binder | |
JPH0225861B2 (ru) | ||
KR102249977B1 (ko) | 소석회유를 이용한 개질 유황 조성물 | |
KR20120081957A (ko) | 상온에서 액상 형태를 유지하여 혼합 작업이 가능한 개질 유황 결합재 및 그 제조방법과, 이를 함유하는 수경성 개질유황자재 조성물 및 그 제조방법 | |
KR101983072B1 (ko) | 경화속도가 신속한 경화용 조성물 | |
RU2220095C2 (ru) | Способ получения серного вяжущего и серное вяжущее |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150831 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20160727 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170831 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20181218 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200831 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20211217 |