Строительная конструкция из серного бетона

В заявке на полезную модель заявлен серный бетон для изготовления сборных и монолитных строительных конструкций, включающий в себя серу, неорганический мелкодисперсный наполнитель, заполнитель, отличающийся тем, что содержит в качестве наполнителя золу ТЭЦ, в качестве модифицирующей добавки - дициклопентадиен, а в качестве заполнителя базальтовые отсевы и песок в следующих пропорциях, мас.%:

Получаемый бетон обладает повышенными свойствами на растяжение, удар, истираемость.

Полезная модель относится к строительным конструкциям, созданным на основе строительных бетонов и растворов, содержащих серу. Преимущественно к таким конструкциям относятся фундаменты и основания, а также бетонные изделия, получаемые заливкой бетонной смеси в формы, опалубку.

Известна композиция для изготовления строительных изделий [1]. В данном патенте описывается пример конструкции, созданной на основе бетонной композиции, включающей серу, добавку, наполнитель и заполнитель, отличающая с тем, что в качестве заполнителя бетона она содержит свинцовую дробь с диаметром частиц 3-4 мм, а в качестве добавки - парафин при следующем соотношении компонентов, мас.%: сера 7,55-9,5; парафин 0,45-0,5; наполнитель - отход производства оптического стекла с удельной поверхностью 2000-2200 см²/г 14-17; заполнитель - свинцовая дробь с диаметром частиц 3-4 мм - остальное. Изделия имеют среднюю плотность 6690-7230 кг/м³, водопоглощение за 24 ч - 0,15-0,18%. Технический результат - повышение средней плотности и снижение водопоглощения материала. Материал используется преимущественно в конструкциях для защиты от ионизирующего излучения.

Недостатком его является высокая стоимость материалов

Известна строительная конструкция, основу которой составляет бетон для защиты от ионизирующих излучений [2], включающий вяжущее, тонкомолотую добавку, крупный и мелкий заполнитель и модифицирующую добавку, отличающийся тем, что он содержит в качестве тонкомолотой добавки - сажу, в качестве мелкого и крупного заполнителей -дробленный каменный уголь с диаметром частиц 0,315-0,63 мм и 5-10 мм соответственно, в качестве модифицирующий добавки - керосин при следующем соотношении компонентов, мас.%: сера 28,7-33,2, сажа 3,4-5,2, песок из каменного угля с диаметром частиц 0,315-0,63 мм 19,3-22,8, щебень из каменного угля диаметром частиц 5-10 мм 38,1-48,2, керосин 0,4-0.7.

Недостаток конструкции в том, что в составе ее бетонной смеси содержится каменный уголь, который может быть использован в качестве топлива. Использование его в качестве заполнителя нерационально.

Известна бетонная смесь [3]. Изобретение относится к строительным материалам, а в частности к бетонным смесям, подвергающимся в процессе твердения тепловой обработке, и может применяться при изготовлении железобетонных конструкций. Технический результат - повышение прочности и долговечности бетонной смеси. Бетонная смесь, включающая портландцемент, песок, щебень, воду, суперпластификатор С-3, оксид кремния, оксид алюминия, оксид железа, оксид кальция, оксид магния, оксид натрия, оксид калия, углерод и серу, дополнительно содержит оксид марганца и оксид хрома при следующих соотношениях компонентов, мас% портландцемент 10,26-15,71, щебень 53,66-56,59, песок 22,32-25,89, суперпластификатор С-3 0,05-0,16, оксид кремния 0,42-1,4, оксид калия 0,02-0,022, оксид железа 0,013-0,04, углерод 0,013-0,04, оксид магния 0,005-0,017, оксид алюминия 0,003-0,01, оксид кальция 0,003-0,01, оксид натрия 0,003-0,009, сера 0,0012-0,004, оксид марганца 0,0018-0,0058, оксид хрома 0,0001-0,0003, вода - остальное.

Недостаток конструкций из данной смеси в том, что, несмотря на высокие прочностные свойства бетона, полученные из нее, прочность на растяжение их мала. Материал конструкции получается достаточно хрупким.

Наиболее близким к заявляемой строительной конструкции по составу строительного материала является строительная конструкция, созданная на основе смеси для изготовления строительных конструкций и изделий на основе серы [4], включающая (мас.%): серу 13-18; щебень шлаковый 46,5-51,3; песок шлаковый 23,5-24,2; железистые кеки 10,7-11,6; битум нефтяной 0,2-0,7; йод 0,1-02.

К недостаткам указанной конструкции, на основе упомянутой смеси, относиться то, что в качестве модифицирующих добавок использованы битум нефтяной и йод в широком диапазоне. Это создает разброс и нестабильность прочностных качеств конечного продукта - строительной конструкции из-за неопределенности их взаимодействия с серой. Кроме того, применяемый наполнитель (железистый кек) является технологическим сырьем, а шлаковые щебень и песок являются отходами металлургического производства и их применение ограниченно отдельными регионами, где имеется металлургическое производство.

Тем не менее, последнее решение по своей технической сущности наиболее близко предлагаемому и может служить ему прототипом.

Задачей, поставленной авторами полезной модели является создание строительной конструкции на основе нового и дешевого строительного материала с высокими физико-механическими показателями. Задача решена следующим образом

Строительная конструкция для изготовления сборных и монолитных строительных изделий, содержащая монолитное тело, выполненное из серного бетона, в составе которого использованы неорганический мелкодисперсный наполнитель, заполнитель и модифицирующая добавка, отличающаяся тем, что ее бетон содержит в качестве наполнителя золу ТЭЦ, модифицирующей добавки - дициклопентадиен, а заполнителем являются базальтовые отсевы и песок в следующих пропорциях, мас.%:

При этом используется сера техническая (комовая или газовая), отвечающая требованиям ГОСТ 127-76..

Материал конструкции - серный бетон получают замешиванием упомянутых ингредиентов с подогревом. Далее он заливается в приготовленные формы и затвердевая, образует элементы заявляемой конструкции.

Конструкция, полученная на основе упомянутого серного бетона, обладает высокой прочностью, низким водопоглощением, высокими морозо-, атмосферо- и химической стойкостями к большинству минеральных кислот и нефтепродуктов, низкой теплоэлектропроводностью Данное вещество пригодно для изготовления как сборных, так и монолитных конструкций, применяемых для эксплуатации в агрессивных средах, для устройства дорог и изготовления коррозионно-стойких строительных конструкций и изделий промышленного и гражданского назначений, а также конструкций, к которым предъявляются повышенные эксплуатационные требования.

Из серного бетона можно изготавливать: железобетонные сваи, фундаментные блоки, железнодорожные шпалы, дорожные и тротуарные плиты, бордюрный камень, пригрузы для газонефтепроводов, канализационные и водопроводные колодцы, люки теплотрасс; монолитные фундаменты; покрытия дорог и площадок; гидротехнические сооружения, в том числе облицовочные плиты оросительных каналов и сооружений; подземные хранилища для утилизации агрессивных средств, в том числе радиоактивных, производить берегоукрепление и много другое. Низкая стоимость продукта достигается применением дешевых материалов, а именно: в качестве наполнителя используют улавливаемую золу ТЭЦ, которая является отходом производства, а в качестве заполнителя базальтовые отсевы (щебень) и песок. Высокие физико-механические свойства достигнуты за счет использования в качестве вяжущего вещества серы, а в качестве модифицирующей добавки - дициклопентадиена в определенном отношении к ней.

По физико-механическим показателям строительные конструкции из данного серного бетона соответствует следующим нормам:

Прочность, МПа:

По своим прочностным свойствам конструкция, содержащая упомянутый серный бетон, соответствует всем требованиям, предъявляемым к обычным бетонам, а в отдельных случаях, например, в условиях агрессивных сред, его применение является более предпочтительным.

Серный бетон рекомендуется применять для конструкций, испытывающих знакопеременные нагрузки.

Список использованных источников информации

1. Заявка 99103937/04, Россия, Композиция для изготовления строительных изделий,

2. Заявка 2002110088/03, Россия, Бетон для защиты от ионизирующего излучения,

3. Патент 2 223 242, заявка 2002118359/03, Россия, Бетонная смесь,

4. Патент 2167120, Россия, Бетонная смесь (прототип).

Строительная конструкция для изготовления сборных и монолитных строительных изделий, содержащая монолитное тело, выполненное из серного бетона, в составе которого использованы неорганический мелкодисперсный наполнитель, заполнитель и модифицирующая добавка, отличающаяся тем, что ее бетон содержит в качестве наполнителя золу ТЭЦ, в качестве модифицирующей добавки - дициклопентадиен, а заполнителем являются базальтовые отсевы и песок в следующих пропорциях, мас.%: