Уникальный строительный материал

Серный бетон производство

Как и дороги в сельской местности построить, и избыточной сере применение найти

Больше 500 населенных пунктов в Татарстане не имеет дорог с твердым покрытием — общая длина «суррогата» составляет более 1 500 км.

К этому надо добавить пути различного хозяйственного назначения и дороги, требующие не только ремонта, но и восстановления их эксплуатационных свойств.

О том, что можно с этим сделать, в своей колонке, написанной для «Реального времени», рассуждает экс-начальник отдела инноваций Минтранса РТ в 2000-х годах Ринат Губаев.

Строительство сельских, муниципальных и внутрихозяйственных автомобильных дорог — это, на самом деле, одна из актуальных задач дорожно-строительного комплекса в Татарстане.

Около 5 лет назад для ликвидации бездорожья и удешевления строительства Минтранс Татарстана принял Стандарт организации «Проектирование сельских дорог в РТ», в котором была предложена технология с использованием в покрытии дорог щебеночно-песчаной смеси (ЩПС), укладываемой на дренирующий слой из песка или ПГС.

Поэтому ЩПС завозится в основном из Уральского региона железнодорожным транспортом, что, конечно, не может не сказаться на стоимости работ.

Главный критерий использования ЩПС в покрытии — минимальное насыщение смеси влагой.

Оборудование для производства серобетона

Компания GlobeCore предлагает предприятиям, занимающимся производством строительных материалов, и строительным организациям аппарат вихревого слоя типа АВС-100.

С его помощью можно активизировать:

• мазут. После обработки в вихревом слое он становится хорошим стабилизатором для полимерной серы;
• металлосодержащие отходы, которые впоследствии становятся термическими стабилизаторами твердой серы;
• галогенсодержащие отходы. Они выступают ингибиторами микробиологической коррозии;
• песок (является антипирогеном и улучшает прочнотные характеристики);
• отработанные масла. При их введении в состав серобетона улучшаются изоляционные свойства.

Совместная обработка мазута и жидкой серы в аппаратах вихревого слоя приводит к укреплению молекул серы, что предохраняет ее от распада. На выходе получают стабильное серополимерное вяжущее на основе не полимерной, а сополимерной серы.

При обработке песка происходит его дробление и образование химически активных поверхностей, способных вступать в реакцию с серополимерными вяжущими. Это позволяет повысить прочность изделия.

В результате измельчения в аппарате минеральных составляющих, в состав которых входят окислы металлов, серобетон обогащается сульфидами и полисульфидами. Температура их плавления возрастает с увеличением количества металлов в минеральном составляющем.

Сероасфальт и серобетон – необычное применение отходов газо- и нефтедобычи

В 2017 г. Россия удерживает место в первой тройке стран по нефте- и газодобыче. Весь объем добычи этих углеводородов, важных для жизни современного общества проходит обязательную очистку от растворенной в них серы. И сотни тысяч тонн этого вещества были отходами этого производства. В природном газе в 1 куб. м содержится около 6 – 8 гр. серы, в нефти – от 1,5 до 7 % от всей массы. Поэтому в РФ каждый год попутно «добывается» до 500 – 550 тыс. тонн серы. И это количество продолжает увеличиваться.

Во второй половине прошлого века ведущие американские компании по добыче нефти и газа в результате проведенных исследований пришли к выводу, что введение серы в обычные бетонные и асфальтобетонные смеси вреда человеку и природе не наносит. Наоборот, улучшает качественные показатели практически всех видов бетонов.

И эти результаты сразу вошли в патенты на изобретения:

• 1977 г. – «Производство серобетона»;
• 1980 г. – «Серобетон, раствор и похожие материалы»;
• 1983 г. – «Модифицированный серный цемент»;
• 1991 г. – «Гранулированный и модифицированный серобетон» и мн. др.

Но серу просто добавлять в бетонные или асфальтные смеси нельзя. Причины этого:

• Хрупкость – куски серы легко крошатся уже при небольшом давлении, также будет крошиться и бетон.
• Горючесть – но только в присутствии пламени и пр.

Качественный бетон можно получить только модифицировав серу. Для этого используют разные виды модификаторов. Например, один из них – полимерный дициклопентадин – снижает пожароопасность серы.

Уход за уложенным в опалубку серобетоном много проще, чем за обычным бетоном. После укладки, пока смесь не застыла ее нужно утрамбовать. Для этого используется трамбовка или обычный вибратор. После остывания смеси дальше ее уплотнять нет необходимости. Как ухаживают за традиционным бетоном описано тут.

Для модификации серы используют 4 группы добавок:

• Антипирены – повышают пожарную стойкость и снижают горючесть.
• Антисептики – увеличивают стойкость к биологическому воздействию.
• Пластификаторы – снижают хрупкость, замедляют скорость кристаллизации.
• Стабилизаторы – увеличивают стойкость к внешним условиям, в основном к атмосферным.

Модифицированная сера получила название серополимерное вяжущее (СПВ) или сероцемент.

Производство серобетонных смесей

В 1970-х стало ясно, что производство смесей возможно на традиционных асфальтовых заводах и почти по той же технологии.

Оборудование для производства серобетона и сероасфальта может быть как стационарным, так и мобильным – завод может переехать на другую строительную площадку.

Как и в традиционном процессе, главный его элемент – бетоносмеситель. От обычных он отличается подогревом смеси до достаточно высокой температуры около 140 – 180 градусов.

Еще одно отличие – полный отказ от использования воды, а это значит, что работы можно вести в морозы.

Серобетоны без проблем укладываются также в самую сильную жару. О проблемах работы в этих условиях с обычным бетоном читайте здесь.

Некоторые разновидности серобетона

Серобетон относится к группе геополимерных бетонов. Разновидностей этого материала так же много, как и видов бетона. Некоторые из них:

• серобетон гидрофобный, т. е. отталкивающий воду, применяется для фундаментов в условиях «мокрых грунтов»;
• пеносеробетон – химически стойкий ячеистый бетон с малой теплопроводностью;
• серобетон ускоренного набора номинальной прочности – от нескольких минут до часов;
• морозостойкость бетона при 100% влажности – увеличена на 500 – 600%, т. е. в 5 – 6 раз и т. д.

Одним из применений сероцемента является пропитка пористых строительных материалов с резким повышением их основных свойств.

Серобетонные растворы прекрасно работают при ремонте сколов, трещин, частичного разрушения железобетонных конструкций в гидротехнике.

Высокая адгезия дает возможность применять их практически со всеми видам материалов, используемых в строительстве.

Отработавшие или забракованные серобетонные изделия могут быть многократно полностью переработаны на новое использовании. Их дробят и засыпают в «серобетономешалку», после чего из смеси формуют новое изделие.

Модификаторы серы и серу можно добавлять прямо в процессе перемешивания бетонной смеси.

К недостаткам серного бетона можно отнести жесткие требования к технологии производства, а также поддержание раствора при температуре 140 ºС. Но это пока. Работы в этом направлении продолжаются.

Особенности состава серобетона

Основу серобетона составляют инертные наполнители, а также заполнители, которые выполняют роль надежного структурного каркаса. В качестве вяжущего используется техническая сера. По сути, сера представляет собой термопласт, поэтому и бетон, изготовленный с ее добавлением, также можно назвать термопластовым.

Однако просто так вводить серу в бетонный раствор нельзя по нескольким причинам:

• Из-за повышенной хрупкости твердой серы. Она начинает крошиться даже при незначительном давлении. А значит и готовый бетон будет получаться хрупким.
• Из-за горючести материала. Однако такие свойства появляются у серы только при непосредственном контакте с огнем.

Поэтому для строительных смесей может использоваться только модифицированная сера. Есть несколько методов ее модификации:

• Физическая. В состав вводят структурообразующие заполнители.
• Температурная. Сера подвергается фазовым изменениям свойств в ходе повышения и понижения температурного режима.
• Химическая. В расплавленную серу добавляются стабилизаторы, а также пластификаторы.

Чаще всего применяется именно химический метод модифицирования. Благодаря присадкам можно регулировать свойства жидких смесей и задавать необходимые характеристики, которыми будут обладать бетоны после затвердевания.

Полезно! Серобетон должен соответствовать ГОСТ 25246-82, в котором говорится о химически устойчивых бетонах.

В состав серобетона можно добавлять 4 типа присадок:

• Антипирены. Необходимы для снижения горючести.
• Антисептики. Защищают смесь от биологического воздействия.
• Пластификаторы. Значительно снижают параметры хрупкости, предотвращают процесс кристаллизации серы.
• Стабилизаторы. Позволяют увеличить устойчивость материала к атмосферным изменениям.

Благодаря таким добавкам можно создавать разные типы строительного материала.

«Газпром» выходит на рынок строительных материалов

Что можно сделать из природного газа

Ценность и экономическая эффективность инноваций неизменно возрастают, когда благодаря их использованию удается одновременно решить сразу несколько задач. Таким примером является проект «Газпрома» по разработке и внедрению производства серного модифицированного вяжущего (СМВ), а также материалов и конструкций на его основе. Реализация этого проекта позволит «Газпрому» преодолеть производственные трудности, возникающие при добыче газа на высокосернистых месторождениях, параллельно обеспечив создание и развитие в России новой перспективной подотрасли, связанной с производством стройматериалов.

Дисперсно-упрочненные композиционные материалы

В дисперсно-упрочненные керамические материалы, для придания им высокой прочности, износостойкости и повышения других эксплуатационных свойств, вводят мелкие равномерно распределенные частицы карбидов, оксидов, нитридов и др. В этих материалах эксплуатационные свойства, также как и в инструментальных сталях и твердых сплавах, зависят от дисперсности частиц, их размеров и плотности распределения. Чем мельче частицы наполнителя и меньше расстояние между ними, тем прочнее композитный материал, но при этом он имеет более низкую ударную вязкость и пластичность. Частицы наполнителя создают эффективное сопротивление движению дислокаций вплоть до температуры плавления матрицы, благодаря чему дисперсно-упрочненные композиты могут работать при достаточно высоких температурах.

В качестве наполнителя дисперсно-упрочненных композитов применяют частицы тугоплавких фаз типа Al₂O3, SiO₂, BN, SiC. В промышленности обычно применяют дисперсно-упрочненные композиты на алюминиевой или никелевой основе. Основными представителями этого вида композиционных материалов являются материалы из спеченной алюминиевой пудры — сплав САП. Эти сплавы состоят из алюминиевой матрицы, которая упрочняется частицами оксида алюминия.

На сегодняшний день применяются следующие марки сплава САП

• САП-1, содержащие 6-9% Al₂O3
• САП-2, содержащие 9-13% Al₂O3
• САП-3, содержащие 13-18 % Al₂O3

При увеличении концентрации Al₂O3 возрастает прочность композиционных материалов. Так, сплав САП-1 имеет σ_в = 270 МПа, σ₀₂ = 210 МПа, а САП-3: σ_в = 410 МПа, σ₀₂ = 330 МПа.

Сплавы САП применяют в авиационной промышленности для изготовления деталей с высокой прочностью и коррозионной стойкостью, работающих при температурах до 300-500 °С.

Сера в дорогах

Как добывают природный газ

О комплексном эффекте нового газпромовского инновационного проекта рассказал Председатель Правления компании Алексей Миллер на заседании Президиума Совета при Президенте России по модернизации экономики и инновационному развитию 17 мая 2013 года. Он пояснил, что «основным сдерживающим фактором увеличения добычи на Астраханском и Оренбургском месторождениях является значительное количество выделяемой из газа серы в условиях ограниченного спроса на нее на внешних рынках и на внутреннем рынке. В наших институтах разработаны технологии модификации асфальта на основе серы, которые позволяют увеличить прочность и пластичность асфальта, увеличить межремонтные сроки дорог до 5–7 лет со значительным экономическим эффектом для дорожного строительства… эта технология могла бы, на наш взгляд, дать тройной эффект. Во-первых, снизить экологическую нагрузку в Астрахани и Оренбурге, где накоплены очень большие объемы серы. Во-вторых, повысить рентабельность добычи газа на этих месторождениях. И, в-третьих, существенно улучшить качество дорог, особенно в регионах с резкими перепадами температуры, а также удешевить строительство дорог».

Метод модифицирования битума серой сам по себе не новый и получил первое промышленное использование еще 100 лет назад, однако масштабные работы в этом направлении в нашей стране и за рубежом начались только в 1970-е годы. В 1986 году в СССР была даже выпущена «Инструкция по применению добавок серы в горячих асфальтобетонных смесях». В связи с известными событиями дальнейшее развитие этих проектов в России застопорилось и до практического воплощения они не дошли, но эстафету подхватил «Газпром». В 1998 году «Газпром ВНИИГАЗ» начал исследования по использованию серы в дорожном строительстве, а впервые сероасфальтобетон был уложен в октябре — декабре 2002 года при ремонте дорожного покрытия моста в Крылатском. Работы проводились в экстремальных условиях (дождь, снег, минусовые температуры), а заключительная их часть — при температуре ниже минус 20 градусов, когда укладка обычного асфальтобетона фактически невозможна. В июне 2010 года сероасфальтобетон был положен на участке 50–51 км МКАД, на что потребовалось 558 т материала. Участок благополучно выдержал даже экстремальную летнюю жару. Таким образом, опытным путем было подтверждено качественное превосходство сероасфальта, который изготавливается путем добавления в битум СМВ, перед традиционным дорожным покрытием.

В настоящее время преимущество использования СМВ в дорожном строительстве сомнений не вызывает, и не случайно на упомянутом выше заседании Председатель Правительства РФ Дмитрий Медведев поручил Министерству транспорта проработать с «Газпромом» вопрос о реализации в регионах с разным температурным режимом ряда пилотных проектов строительства дорог из сероасфальтобетона.

Сравнение характеристик серобетона с цементобетоном:

Характеристики:	Серобетон	Цементобетон
Состав вяжущего	модифицированная сера	портландцемент
Способность нейтрализовать наполнитель и заполнитель, содержащий в своем составе тяжёлые металлы и их соли	до 100%	0%
Требования к качеству наполнителя и заполнителя, при производстве изделий	не предъявляются	предъявляются
Вторичная переработка без потери качества, %	100
Набор 50% марочной прочности, ч	0,5÷1,0	24
Набор 100% марочной прочности, ч	12÷24	672
Морозостойкость	не менее F 500	F 100 ÷ F 200
Водонепроницаемость	не менее W 20	W 2 ÷ W 8
Химическая стойкость, %	100	23 ÷ 35
Предел прочности на сжатие, МПа	40÷86	30÷60
Предел прочности на растяжение, МПа	5÷8	3÷8
Плотность (для тяжёлого и особо тяж. бетона), кг/м3	2,2÷2,7	2,2÷2,7
Теплопроводность, Вт/м*Со	0,2÷0,5	0,7÷1,35
Линейная усадка, %	0,01÷0,02	0,015÷0,07
Истираемость, г/см2	0,2 ÷ 0,3	0,4 ÷ 0,7

Заполнители для тяжелого бетона

При покупке наполнителей для бетона следует руководствоваться ГОСТ 26633-2012. Нормативный документ дает четкие рекомендации по этому вопросу:

• Насыпая плотность крупного наполнителя 2-3 т/м3.
• Насыпная плотность мелкого наполнителя 2,9 т/м3.
• В качестве крупного заполнителя можно использовать: гранитную и гравийную щебенку, дробленые отходы металлургической промышленности, дробленые отходы Тепловых Электростанций. Тип крупного заполнителя определяется маркой продукта и расчетными нагрузками.
• Мелкий заполнитель для бетонов и растворов: карьерные и речные пески, продукт измельчения горной породы и продукт измельчения отходов металлургической промышленности и ТЭЦ.

Кроме того марка щебня должна соответствовать марке бетона также указанной в технической документации. Если техническая документация отсутствует, для строительства ответственных конструкций (фундаменты, колонны, плиты перекрытия) рекомендуется использовать щебень марок М800-М1200, а для малонагруженных неответственных сооружений (отмостки, дорожки, площадки) марку М300-М600 или строительный мусор.

Композиционные или композитные материалы – материалы будущего.

После того как современная физика металлов подробно разъяснила нам причины их пластичности, прочности и ее увеличения, началась интенсивная систематическая разработка новых материалов. Это приведет, вероятно, уже в вообразимом будущем к созданию материалов с прочностью, во много разпревышающей ее значения у обычных сегодня сплавов

При этом большое внимание будет уделяться уже известным механизмам закалки стали и старения алюминиевых сплавов, комбинациям этих известных механизмов с процессами формирования и многочисленными возможностями создания комбинированных материалов. Два перспективных пути открывают комбинированные материалы, усиленные либо волокнами, либо диспергированными твердыми частицами

Упервых в неорганическую металлическую или органическую полимерную матрицу введены тончайшие высокопрочные волокна из стекла, углерода, бора, бериллия, стали или нитевидные монокристаллы. В результате такого комбинирования максимальная прочность сочетается с высоким модулем упругости и небольшой плотностью. Именно такими материалами будущего являются композиционные материалы.

Композиционный материал – конструкционный (металлический или неметаллический) материал, в котором имеются усиливающие его элементы ввиде нитей, волокон или хлопьев более прочного материала. Примеры композиционных материалов: пластик, армированный борными, углеродными, стеклянными волокнами, жгутами или тканями на их основе; алюминий, армированный нитями стали, бериллия. Комбинируя объемное содержание компонентов, можно получать композиционные материалы с требуемымизначениями прочности, жаропрочности, модуля упругости, абразивной стойкости, а также создавать композиции с необходимыми магнитными, диэлектрическими, радиопоглощающими и другими специальными свойствами.

Уникальный строительный материал – серобетон

Есть большая возможность наладить производство уникальных строительных материалов на основе технической серы.

Мы знаем, что более 60% серы применяется для изготовления серной кислоты, которую в дальнейшем используют для производства минеральных удобрений.

Поговорим о технической и газовой сере. Мы имеем ее в достаточном количестве , а получают ее при очистке нефти и природного газа, которые добывают в России. Сера, которая имеется в готовом продукте,это «враг № 1»для дальнейшего использования данного продукта. И чем больше добывается природного газа и нефти, тем больше у нас технической серы, а больше, значить дешевле.

А так как сера горючий и хрупкий материал, то ее нельзя применять в «чистом» виде.

Чтобы применить,техническую серу для изготовления того же сероцемента, необходимо применять специальные добавки – модификаторы.

Применив эти добавки можно получить столь востребованный сегодня материал, который называется модифицированный цемент. Его можно применять как самостоятельное вяжущее, взамен прортладцемента или гидравлического вяжущего.

Ничего сложного в изготовлении серного цемента нет. В расплавленную серу добавляем модификаторы и получаем серный цемент.

Серный цемент можно использовать как для приготовления серобетона, сероасфальта так и в других областях строительства, например, изготовление пеносеры (теплоизолятор), для приготовления гидрофобных растовор и другие материалы.

Серобетон обладает такими свойствами, как устойчивостью к агрессивной среде, высокой прочнстью, морозостойкостью, водонепроницаемостью.

При изготовлении таких бетонов в техническом процессе отсутствует вода, а это значит, что его можно производить при отрицательных температурах. Этот бетон абсолютно не впитывает воду и естественно его его место применения там, где высокий уровень грунтовых вод, при строительстве гидротехнических сооружений, емкостей для утилизации вредных отходов и прочее.

Очень часто серный цемент применяют, ка пропиточный материал, попадая в открытые поры пропитываемого материала, он имеет свойство застывать, при этом уплотняет материал чем повышает его свойства (морозостойкость, прочность, коррозионную стойкость,снижает водопоглощение и др.)

При «лечении» разрушенных стыков, бетонных участков железобетонных конструкций в гидротехнических конструкциях лучшего вяжущего нет.

Не менее важным является то, что изделия ( фундаментные блоки, плиты, брак, отходы , железнодорожные и трамвайные шпалы) , изготовленные на основе серного цемента можно многократно перерабатывать нагреванием до 1300-1500 градусов и повторным формированииновых конструкций(сваи, плиты, ж/д шпалы и пр.)

Вместе с тем мы знаем, что сера горючий материал, то изделия изготовленные на ее основе необходимо применять там, где нет открытого огня. В серных бетонах содержание серы мало около 20-25% серы, и она горит только тогда, когда есть открытый огонь. В случае необходимости при изготовлении изделий, которые будут применяться в местах где возможен открытый огонь добавляют антипириты, либо оштукатуривают их цементно-песчаной штукатуркой или другими негорючими облицовочными материалами.

План организации производства серобетона

1. Проведение НИОКР.

2. Организация предприятия.

3. Создание опытно-промышленного производства и обеспечение производственного процесса.

4. Маркетинговые исследование.

5. Предварительная сертификация. Строисертификаты, санитарно-гигиенические сертификаты

6. Организация лаборатории (аренда)

7. Закупка бетоносмесительной установки г.Златоуст и сушильной камеры г. Чайковский Перм.край.

8. Организация производственной площадки площадью 100-150кв.м

9. Опытно-промышленный запуск—около 2месяцев.

10. Сертификация промышленной продукции и установки

11. Организация опытно-промышленного производства и обеспечение производственного процесса.

12. Маркетинговые исследования и рассмотрение вопросов промышленного сбыта.

13. Подбор вариантов стационарного оборудования в строительном и дорожном направлении.

Общие сведения

Конструкции, изготовленные из таких смесей, обладают высокими теплоизоляционными свойствами, прочностью, они устойчивы к химическому воздействию кислот, солей, масел и пр. При необходимости, учитывая проектные требования, прочность изделий может быть повышена методом введения в состав растворов (до 7%) стекловолокнистой фибры.

Свойства

Примеры структуры

Серобетоны отличаются рядом положительных качеств, в сравнении с другими аналогичными материалами.

Это:

• период набора прочности, связанный только с остыванием смеси;
• низкая цена исходных компонентов;
• возможность вторичной переработки материалов, что позволяет организовать безотходное производство изделий;
• стойкость к воздействию агрессивных сред:
• способность твердения смесей при достаточно низких температурах;
• за счет высокой скорости схватывания — быстрая оборачиваемость форм;
• низкая электро- и теплопроводность;
• водонепроницаемость;
• повышенная морозостойкость;
• высокая износостойкость.

Результаты исследований показывают, что серные композиты по плотности, показателям пористости и водопроницаемости, существенно превосходят классические цементные растворы. Например, водонепроницаемость конструкций, изготовленных из этих материалов, в 10–20 раз выше, чем у аналогичных изделий из тяжелого бетона.

Еще одним важным фактором, является износостойкость покрытий, которая почти в пять раз выше значений эксплуатируемых изделий на цементных вяжущих.

Сравнительные характеристики материалов

Однако, невзирая на такие положительные характеристики, отдельные недостатки серобетона могут отрицательно сказаться на широком его использовании:

1. Высокая температура (140°С) для приготовления смесей.
2. Высокая цена установки для выпуска изделий (10–12 млн).
3. Высокая токсичность производства (выделение сероводорода).
4. Низкая термостойкость (+90°С).

Классификация серных бетонов

Классификация бетонов

Серные бетоны по своему составу относятся к разряду специальных бетонов. Общие технические нормы и требования, предъявляемые к смесям и изделиям их них, перечислены в предварительном национальном стандарте — ПНСТ105-2016.

Условия настоящего стандарта необходимо соблюдать при проектировании и составлении технологической документации, а также руководствоваться при проведении строительных работ и определении качества готовых конструкций.

Учитывая среднюю плотность, композиты подразделяются на следующие категории:

• особо тяжелые — плотность >2,8 г/см3 (СбС О), марки D2500 и выше;
• тяжелые, со средней плотностью 1,8–2,8 г/см3 (СбС Т), D2000—D2500;
• легкие — <1,8 г/см3 (СбС Л), в пределах D800—D2000.

По показателям удобоукладываемости делятся на группы:

• жесткие (Ж);
• подвижные (П);
• литые (Л).

Условное наименование серобетонного раствора стандартного качества состоит из аббревиатуры: группа подвижности, класс прочности, и по необходимости может указываться морозостойкость, средняя плотность и водонепроницаемость.

По классу прочности делятся на:

• прочные В10—В60;
• высокопрочные — более В60.

Физико-механические характеристики

Применение

Серобетоны используются в элементах конструкций жилых зданий и промышленных сооружений, в процессе эксплуатации которых необходимы высокие значения атмосферо- и морозостойкости, непроницаемости, повышенной устойчивости к воздействию агрессивных сред.

Дорожная плита из серного бетона

Наибольшее распространение применение серобетона получило при производстве следующих мелкоштучных изделий и конструкций:

1. Устройство дорожных покрытий (серный асфальтобетон).
2. Изготовление элементов сборных автодорожных покрытий (плиты, бортовые камни, торцовые шашки, дорожные ограждения, тротуарная плитка).
3. Элементы зданий, которые в процессе эксплуатации подвергаются воздействию солевой среды (фундаменты, полы, сливные лотки и др.).
4. Инженерные конструкции (канализационные трубы, коллекторные кольца, очистные сооружения).

Похожие патенты RU2753433C1

название	год	авторы	номер документа
Сырьевая смесь для серного бетона и способ ее приготовления	2016	Мотин Николай Васильевич Алехина Мария Николаевна Ткачев Виктор Петрович Васильев Юрий Эммануилович	RU2626083C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМЕСИ ДЛЯ СЕРНОГО БЕТОНА (ВАРИАНТЫ)	2009	Жиркевич Василий Юльевич Шубин Александр Николаевич	RU2401819C1
СЕРОБЕТОННАЯ СМЕСЬ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ	2010	Мырзин Алексей Павлович Софьин Валерий Александрович	RU2430053C1
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СМЕСИ ДЛЯ СЕРНОГО БЕТОНА	2007	Афанасьев Борис Александрович Куксов Аркадий Олегович	RU2382009C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРАСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ	2020	Запорин Виктор Павлович Лосев Виктор Петрович Сухов Сергей Витальевич	RU2749771C1
ЩЕБЕНОЧНО-МАСТИЧНАЯ АСФАЛЬТОБЕТОННАЯ СМЕСЬ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ	2011	Соломенцев Александр Борисович Колодезный Василий Петрович Старчак Анатолий Петрович Тюкалов Иван Владимирович	RU2474595C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ	2013	Приходько Вячеслав Михайлович Васильев Юрий Эммануилович Шубин Александр Николаевич Якоби Василий Вильгельмович Лилейкин Виктор Васильевич Сарычев Игорь Юрьевич Ведякова Людмила Прокопьевна Братищев Илья Станиславович Столетов Илья Олегович	RU2543838C1
СЕРНОЕ ВЯЖУЩЕЕ И СЕРОБЕТОННАЯ СМЕСЬ	2005	Мырзин Алексей Павлович Куляпин Максим Анатольевич	RU2306285C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРОБЕТОННОЙ СМЕСИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЛИ КОНСТРУКЦИЙ	2020	Джантимиров Христофор Авдеевич Звездов Андрей Иванович Алексеев Андрей Григорьевич Дудукалова Екатерина Анатольевна	RU2757187C1
Радиопоглощающая асфальтобетонная смесь и дорожное покрытие, выполненное из этой смеси	2017	Кудрявцев Владимир Петрович Слугин Василий Андреевич Широкова Тамара Степановна	RU2637701C1

Композитные материалы на основе керамики

Не все волокна для керамики «одинаково полезны», но, тем не менее, применение некоторых из них дает возможность получить материалы с повышенной прочностью.

Использование металлических волокон позволяет незначительно увеличить сопротивление растяжению и повысить стойкость к тепловому воздействию.

Применение в качестве, наполняющих частиц – дисперсных металлических добавок, дает возможность получить керметам – материал с повышенной теплопроводностью и стойкостью к термоударам.

Из данных материалов изготавливают части, детали электропечей, газовых турбин, ракетной и реактивной техники, а также режущие инструменты.

Композиционные материалы – это улучшенные соединения, это как валенки с калошами и тепло, и ноги не промокают.

Два ключевых момента, которые нужно знать о чудо композитных материалах:

• Материалы состоят из матрицы и наполнителя,
• Материалы после «модификации» приобретает новые свойства.

Сера в дорогах

О комплексном эффекте нового газпромовского инновационного проекта рассказал Председатель Правления компании Алексей Миллер на заседании Президиума Совета при Президенте России по модернизации экономики и инновационному развитию 17 мая 2013 года. Он пояснил, что «основным сдерживающим фактором увеличения добычи на Астраханском и Оренбургском месторождениях является значительное количество выделяемой из газа серы в условиях ограниченного спроса на нее на внешних рынках и на внутреннем рынке. В наших институтах разработаны технологии модификации асфальта на основе серы, которые позволяют увеличить прочность и пластичность асфальта, увеличить межремонтные сроки дорог до 5–7 лет со значительным экономическим эффектом для дорожного строительства… эта технология могла бы, на наш взгляд, дать тройной эффект. Во-первых, снизить экологическую нагрузку в Астрахани и Оренбурге, где накоплены очень большие объемы серы. Во-вторых, повысить рентабельность добычи газа на этих месторождениях. И, в-третьих, существенно улучшить качество дорог, особенно в регионах с резкими перепадами температуры, а также удешевить строительство дорог».

Метод модифицирования битума серой сам по себе не новый и получил первое промышленное использование еще 100 лет назад, однако масштабные работы в этом направлении в нашей стране и за рубежом начались только в 1970-е годы. В 1986 году в СССР была даже выпущена «Инструкция по применению добавок серы в горячих асфальтобетонных смесях». В связи с известными событиями дальнейшее развитие этих проектов в России застопорилось и до практического воплощения они не дошли, но эстафету подхватил «Газпром». В 1998 году «Газпром ВНИИГАЗ» начал исследования по использованию серы в дорожном строительстве, а впервые сероасфальтобетон был уложен в октябре — декабре 2002 года при ремонте дорожного покрытия моста в Крылатском. Работы проводились в экстремальных условиях (дождь, снег, минусовые температуры), а заключительная их часть — при температуре ниже минус 20 градусов, когда укладка обычного асфальтобетона фактически невозможна. В июне 2010 года сероасфальтобетон был положен на участке 50–51 км МКАД, на что потребовалось 558 т материала. Участок благополучно выдержал даже экстремальную летнюю жару. Таким образом, опытным путем было подтверждено качественное превосходство сероасфальта, который изготавливается путем добавления в битум СМВ, перед традиционным дорожным покрытием.

В настоящее время преимущество использования СМВ в дорожном строительстве сомнений не вызывает, и не случайно на упомянутом выше заседании Председатель Правительства РФ Дмитрий Медведев поручил Министерству транспорта проработать с «Газпромом» вопрос о реализации в регионах с разным температурным режимом ряда пилотных проектов строительства дорог из сероасфальтобетона.

Сравнение характеристик серобетона с цементобетоном:

Характеристики:	Серобетон	Цементобетон
Состав вяжущего	модифицированная сера	портландцемент
Способность нейтрализовать наполнитель и заполнитель, содержащий в своем составе тяжёлые металлы и их соли	до 100%	0%
Требования к качеству наполнителя и заполнителя, при производстве изделий	не предъявляются	предъявляются
Вторичная переработка без потери качества, %	100
Набор 50% марочной прочности, ч	0,5÷1,0	24
Набор 100% марочной прочности, ч	12÷24	672
Морозостойкость	не менее F 500	F 100 ÷ F 200
Водонепроницаемость	не менее W 20	W 2 ÷ W 8
Химическая стойкость, %	100	23 ÷ 35
Предел прочности на сжатие, МПа	40÷86	30÷60
Предел прочности на растяжение, МПа	5÷8	3÷8
Плотность (для тяжёлого и особо тяж. бетона), кг/м3	2,2÷2,7	2,2÷2,7
Теплопроводность, Вт/м*Со	0,2÷0,5	0,7÷1,35
Линейная усадка, %	0,01÷0,02	0,015÷0,07
Истираемость, г/см2	0,2 ÷ 0,3	0,4 ÷ 0,7

Серобетон:

Серобетон – искусственный камневидный материал, представляющий собой затвердевшую серобетонную смесь. По составу серобетон – композиционный материал, в состав которого входит серное вяжущее и инертные наполнители. Спектр применяемых инертных наполнителей и наполнителей широк. В этом качестве могут использоваться щебень, песок, гравий, металлургические шлаки и прочие породы также применяемые для традиционного бетона.

Свойства серобетона являются следствием его внутренней структуры. Сера без добавления наполнителя представляет собой вещество с гомогенной структурой, что означает плотное расположение молекул относительно друг друга. Присутствие наполнителя приводит к тому, что молекулы серы «скрепляют» молекулы наполнителя и заполняют внутренние пространства получаемого вещества таким образом, что пористость становится почти незаметной (даже под микроскопом). Низкая пористость серобетона во многом обусловила сферы его применения. Это касается использования серобетона как основного материала для сооружения хранилищ отходов, коллекторов и очистительных установок сточных вод, свай, труб, канализационных лотков, различных сборных конструкций, словом, всех подземных инженерных коммуникации, а так же морских сооружений и плотин.

По себестоимости обычный бетон и серобетон приблизительно равны, но изготовление серобетона возможно даже на мелких песках (обычный бетон просто развалится на таком песке либо потребует громадного перерасхода вяжущего вещества). И если традиционные бетоны как минимум трехкомпонентные, то серобетон состоит из двух: сера и любой из наполнителей.

Однако необходимо отметить, что свойства серобетона в большей степени, нежели в случае с цементным бетоном, зависят от точного соблюдения и контроля технологического процесса и контроля качества входного сырья и на всех этапах производства. Серобетон экологически безопасен при соблюдении температурного режима приготовления – до 150 0С. При температуре свыше 150 0С происходит эмиссия сероводорода и диоксида серы как в процессе производства, так и в процессе эксплуатации изделия.