Полимербетонная смесь
Владельцы патента RU 2402501:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежский государственный архитектурно-строительный университет - ГОУ ВПО ВГАСУ (RU)
Изобретение относится к полимерным строительным материалам, применяемым при изготовлении химически стойких, высокопрочных изделий и конструкций. Полимербетонная смесь включает, мас.%: низкомолекулярный полибутадиен 8-11; серу 4,0-5,5; тиурам 0,15-0,35; каптакс 0,04-0,12; дифенилгуанидин 0,04-0,12; оксид цинка 1,0-2,4; оксид кальция 0,45-0,60; золу-унос ТЭЦ 8-10; кварцевый песок 22-25; гранитный щебень 44,91-56,32. Изобретение позволяет получать композит с повышенной теплостойкостью при сокращенном времени вулканизации полимербетона. 3 табл.
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 цис-олигодиен | 8,00-11,00 |
| Сера | 3,00-6,50 |
| Тиурам | 0,30-0,70 |
| Оксид цинка | 1,50-5,00 |
| Оксид кальция | 0,30-0,60 |
| Зола-унос ТЭЦ | 7,00-10,00 |
| Кварцевый песок | 24,90-27,10 |
| Гранитный щебень | Остальное |
Однако указанная смесь характеризуется недостаточно высокой тепловой стойкостью.
Наиболее близкими по совокупности признаков к предлагаемому изобретению являются полимербетонная смесь /2/, включающая следующие компоненты, мас.%:
| Низкомолекулярный полибутадиен | 8,00-12,00 |
| Сера | 3,00-5,00 |
| Тиурам | 0,4-0,6 |
| Каптакс | 0,1-0,2 |
| Альтакс | 0,15-0,25 |
| Оксид цинка | 2,0-3,0 |
| Оксид кальция | 0,30-0,70 |
| Зола-унос ТЭЦ | 6,00-10,00 |
| Кварцевый песок | 21,0-28,0 |
| Гранитный щебень | Остальное |
Однако указанная смесь также характеризуются недостаточной тепловой стойкостью.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение теплостойкости полимербетонной смеси, сокращение времени вулканизации смеси.
Поставленная задача достигается тем, что полимербетонная смесь, включающая низкомолекулярный полибутадиен, серу, тиурам, каптакс, оксид кальция, оксид цинка, золу-унос ТЭЦ, кварцевый песок, гранитный щебень, отличается от прототипа тем, что она дополнительно содержит дифенилгуанидин при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Низкомолекулярный полибутадиен | 8,00-11,00 |
| Сера | 4,00-5,50 |
| Тиурам | 0,15-0,35 |
| Каптакс | 0,04-0,12 |
| Дифенилгуанидин | 0,04-0,12 |
| Оксид цинка | 1,00-2,40 |
| Оксид кальция | 0,45-0,60 |
| Зола-унос ТЭЦ | 8,00-10,00 |
| Кварцевый песок | 22,00-25,00 |
| Гранитный щебень | 44,91-56,32 |
Введение в смесь ускорителя дифенилгуанидина позволяет повысить теплостойкость получаемого композита, сократить время вулканизации смеси.
Система ускорителей "тиурам - каптакс - дифенилгуанидин" создает синергический эффект, то есть увеличивает активность друг друга. При повышенной температуре деструкция цепи не происходит, так как тиурам, каптакс и дифенилгуанидин связывают цепь и способствуют дополнительной вулканизации. Благодаря этому повышается теплостойкость и сокращается время вулканизации.
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). Представляет собой желтый порошок плотностью 1800…2100 кг/м3;
- дифенилгуанидин (ТУ 2491-001-43220031-2006 с изменением №1). Представляет собой порошок светло-желтого цвета плотностью 1900…2000 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
Al2O3 - 18,5-21,5
Fe2O3 - 12,5-14,5
CaO - 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;
- Песок Вольского карьера, удовлетворяющий ГОСТ 8736-77, и гранитный щебень, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 473.1-72. Физические свойства песка и щебня приведены в таблице 1:
| Заполнитель | Размер фракций, мм | Плотность, г/см3 | Насыпная плотность, г/см3 | Удельная поверхность, см2/г | Пустотность, % | Водопоглащение, % |
| Кварцевый песок | 0,63…1,25 | 2,65 | 1,61 | 33 | 39,1 | 1,32 |
| 0,315…0,63 | 2,65 | 1,61 | - | - | 1,32 | |
| Гранитный щебень | 5…10 | 2,67 | 1,5 | 5,4 | 41,4 | 1,21 |
Приготовление полимербетонной смеси осуществляется постадийно в следующей последовательности: в низкомолекулярный полибутадиен вводят серу, тиурам, каптакс, дифенилгуанидин, оксид цинка, оксид кальция и все тщательно перемешивают. Затем вводят наполнитель золу-унос и перемешивают, мелкий заполнитель и опять перемешивают, далее добавляется крупный заполнитель и вся смесь еще раз тщательно перемешивается. Приготовленную смесь укладывают в специально подготовленные формы, уплотняют на виброплощадке в течение 150 с и подвергают тепловой обработке при температуре 120°С в течение 8 ч.
Для экспериментальной проверки заявляемой смеси были изготовлены балки-образцы размером 30×60×700 см пяти составов (табл.2).
| Таблица 2 | |||||
| Наименование | Содержание компонентов, мас.% | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| Низкомолекулярный полибутадиен | 8,00 | 9,00 | 9,00 | 10,0 | 11,00 |
| Сера | 4,0 | 4,5 | 4,5 | 5,0 | 5,5 |
| Тиурам | 0,15 | 0,20 | 0,25 | 0,30 | 0,35 |
| Каптакс | 0,04 | 0,06 | 0,08 | 0,10 | 0,12 |
| Дифенилгуанидин | 0,04 | 0,06 | 0,08 | 0,10 | 0,12 |
| Оксид цинка | 1,0 | 1,4 | 1,8 | 2,1 | 2,4 |
| Оксид кальция | 0,45 | 0,5 | 0,5 | 0,55 | 0,60 |
| Зола-унос ТЭЦ | 8,0 | 9,0 | 9,0 | 10,0 | 10,0 |
| Кварцевый песок | 22,0 | 23,0 | 24,0 | 25,0 | 25,0 |
| Гранитный щебень | 56,32 | 52,28 | 50,79 | 46,85 | 44,91 |
Характеристики полученных композитов и прототипа представлены в таблице 3.
| Таблица 3 | ||||||
| Свойства | Предлагаемая смесь | Прототип | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| Теплостойкость по Мартенсу | 121 | 125 | 131 | 124 | 119 | 115 |
Источники информации
1. А.с. СССР №1724623 А1, кл. C04B 26/04, 1992, Полимербетонная смесь.
2. Патент РФ №2266876 C1, кл. C04B 26/04 на изобретение "Полимербетонная смесь" по заявке №2004124302/04, авторы Потапов Ю.Б., Борисов Ю.М., Панфилов Д.В., Чмыхов В.А., Поликутин А.Э., Перекальский О.Е., Говоров В.А., Воронов А.В., Хрячков А.И., Дудин К.Н., Пискунов С.А., приоритет 09.08.2004, опубликован 27.12.2005.
Полимербетонная смесь, включающая низкомолекулярный полибутадиен, серу, оксид кальция, оксид цинка, тиурам, каптакс, золу-унос ТЭЦ, кварцевый песок, гранитный щебень, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит дифенилгуанидин при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| низкомолекулярный полибутадиен | 8-11 |
| сера | 4,00-5,50 |
| тиурам | 0,15-0,35 |
| каптакс | 0,04-0,12 |
| дифенилгуанидин | 0,04-0,12 |
| оксид цинка | 1,00-2,40 |
| оксид кальция | 0,45-0,60 |
| зола-унос ТЭЦ | 8-10 |
| кварцевый песок | 22-25 |
| гранитный щебень | 44,91-56,32 |
