полимербетонная смесь

Классы МПК:C04B28/36 содержащие серу, сульфиды или селен
C04B26/04 получаемые реакциями с участием только ненасыщенных углерод-углеродных связей
Автор(ы):, , , ,
Патентообладатель(и):Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежский государственный архитектурно-строительный университет (ГОУ ВПО ВГАСУ) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2009-09-14
публикация патента:

Изобретение относится к строительным материалам на полимерной основе, применяемым при изготовлении химически стойких изделий и конструкций. Полимербетонная смесь включает, мас.%: низкомолекулярный полибутадиен - 5,5-6,5, сера - 2,75-3,25, тиурам - 0,4-0,45, каптакс - 0,09-0,11, оксид цинка - 6-7, оксид кальция - 0,45-0,5, гидрооксид алюминия - 1-2, кварцевый песок - 23-25, гранитный щебень - остальное. Технический результат - снижение горючести полимербетона при сохранении его физико-механических характеристик при повышенных температурах. 3 табл.

Изобретение относится к строительным материалам на полимерной основе, применяемым при изготовлении химически стойких изделий и конструкций, а конкретно к полимербетонам, содержащим в качестве связующего низкомолекулярные олигодиены с последующей серной вулканизацией композиции.

Известна полимербетонная смесь [1], включающая компоненты, мас.%:

Низкомолекулярный олигодиен 8-11
Сера 3-6,5
Тиурам0,3-0,7
Оксид цинка 1,5-5,0
Оксид кальция 0,3-0,6
Зола-унос ТЭЦ7-10
Кварцевый песок 24,9-27,1
Гранитный щебень Остальное

Полимербетон, изготовленный на основе указанной смеси, является горючим материалом и отличается недостаточной прочностью при повышенных температурах.

Наиболее близкой по совокупности признаков к предлагаемому составу является полимербетонная смесь [2], включающая компоненты, мас.%:

Низкомолекулярный полибутадиен 7-12
Сера 3,5-6
Тиурам0,25-0,55
Каптакс 0,1-0,2
Оксид цинка1,2-3,2
Оксид кальция 0,4-0,6
Зола-унос ТЭЦ 6,5-11,5
Кварцевый песок22-27
Гранитный щебень Остальное

Указанный прототип также является горючим материалом.

Задачей изобретения является снижение горючести полимербетона, изготовленного на основе предлагаемой смеси, при сохранении значений его физико-механических характеристик при повышенных температурах.

Поставленная задача достигается тем, что полимербетонная смесь, включающая низкомолекулярный полибутадиен, серу, тиурам, каптакс, оксид цинка, оксид кальция, кварцевый песок и гранитный щебень, отличается от прототипа тем, что она дополнительно содержит гидрооксид алюминия при исключении из состава смеси тонкомолотого минерального наполнителя (золы-уноса ТЭЦ) при общем соотношении компонентов, мас.%:

Низкомолекулярный полибутадиен 5,5-6,5
Сера 2,75-3,25
Тиурам 0,4-0,45
Каптакс0,09-0,11
Оксид цинка 6-7
Оксид кальция0,45-0,5
Гидрооксид алюминия 1-2
Кварцевый песок23-25
Гранитный щебень Остальное

Дополнительное введение в полимербетонную смесь антипирена - гидрооксида алюминия и увеличение концентрации оксида цинка за счет исключения тонкомолотого минерального наполнителя (золы-уноса ТЭЦ), сопровождающееся уменьшением доли связующего - низкомолекулярного полибутадиена при содержании компонентов в указанных пределах, обеспечивает снижение горючести получаемого композита и сохранение значений его физико-механических характеристик.

Пример. Для приготовления смеси использовали: низкомолекулярный полибутадиен ПБН по ТУ 38.103641-87; серу техническую по ГОСТ 127.4-93; тиурам (тетраметилтиурамдисульфид) по ТУ 6-00-00204197-253-93; каптакс (меркаптобензотиазол) по ГОСТ 739-74 с изменением № 1; оксид цинка по ГОСТ 10262-73; гидроокись алюминия (гидроксаль) по ГОСТ 11841-76; оксид кальция по ГОСТ 8677-76; кварцевый песок по ГОСТ 8736-93; гранитный щебень фракций 10полимербетонная смесь, патент № 2394786 20 по ГОСТ 8267-82.

Приготовление полимербетонной смеси осуществляли следующим образом: предварительно высушенную и просеянную серу совмещали с полибутадиеном. Затем последовательно вводили высушенные: тиурам, каптакс, оксид цинка, гидрооксид алюминия, оксид кальция, после чего добавляли при непрерывном перемешивании композиции заполнитель - кварцевый песок и гранитный щебень.

Приготовленную смесь укладывали в специально подготовленные формы и уплотняли на виброплощадке в течение 150 с, после чего подвергали тепловой обработке при температуре плюс 120°C в течение 8 ч.

Для экспериментальной проверки свойств сравниваемых полимербетонов изготовили образцы - призмы размером 40×40×160 мм.

На основе заявляемой смеси - составы 2,3,4, сравниваемые составы - 1,5 и прототип согласно табл.1.

Таблица 1
полимербетонная смесь, патент № 2394786 Содержание компонентов в составах, мас.%
Наименование компонентов 12 34 5Прототип
Низкомолекулярный полибутадиен4 5,5 66,5 89
Сера 22,75 33,25 44,5
Тиурам 0,30,4 0,40,45 0,450,45
Каптакс 0,070,09 0,10,11 0,120,125
Оксид кальция 0,4 0,450,5 0,50,5 0,5
Оксид цинка7,5 76,5 65,5 1,5
Гидрооксид алюминия2,5 2 1,61 0,5-
Зола-унос -- -- -8
Кварцевый песок 2223 2325 2525
Гранитный щебень 61,2358,81 58,9 57,1955,93 50,925

Измерения горючести предлагаемых композитов и прототипа, оцениваемые по значениям показателей, приведенных в табл.2, проводили при помощи установки ОТМ в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.044-89.

Таблица 2
№ составаТемпература газообразных продуктов горения, °С за 300 с Время достижения t=260°C, с Потеря массы образца, %
1251 2989
2 255290 9,2
3 260 2889,6
5 289265 10,5
Прототип 303 21413,3

Результаты измерений предела прочности при сжатии, являющегося определяющей характеристикой полученных композитов и прототипа, представлены в табл.3.

Измерения предела прочности при сжатии производили при температурах 20 и 125°C.

Таблица 3
Значения предела прочности при сжатии для предлагаемых составов и прототипа, МПа*
12 34 5Прототип
95,3/24,7 99,8/29,4100,0/30,2 98,3/29,1 92,4/23,1100,5/21,3
*перед чертой значения измерений при 20°C, за чертой - при 125°C.

Добавление гидрооксида алюминия, дегидратирующего при достижении температуры 120полимербетонная смесь, патент № 2394786 150°C, способствует снижению горючести полимербетона, изготовленного на основе заявляемой смеси.

Кроме того, гидрооксид алюминия за счет редокс-потенциала поверхности частиц является промоутером реакции поперечного сшивания макромолекул полибутадиена, что снижает газообмен сквозь поверхностный слой, дополнительно обеспечивая огнеподавляющий эффект.

Исключение из состава полимербетонной смеси золы-уноса и дополнительное введение гидрооксида алюминия при содержании в полимербетонной смеси низкомолекулярного полибутадиена в установленных пределах обеспечивает при горении снижение потери массы на 15% и увеличение времени достижения газообразными продуктами горения температуры 260°C на 13,3%.

При этом предел прочности при сжатии, измеренный при повышенных температурах, выше, чем у прототипа.

Источники информации

1. А.с. СССР № 1724623, кл. С04В 26/04, 1992.

2. Патент РФ № 2120425. Полимербетонная смесь. Потапов Ю.Б., Борисов Ю.М., Макарова Т.В., приоритет от 26.11.97. Опублик. 20.10.98.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Полимербетонная смесь, включающая низкомолекулярный полибутадиен, серу, тиурам, каптакс, оксид цинка, оксид кальция, кварцевый песок и гранитный щебень, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит гидрооксид алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Низкомолекулярный полибутадиен 5,5-6,5
Сера 2,75-3,25
Тиурам 0,4-0,45
Каптакс0,09-0,11
Оксид цинка 6-7
Оксид кальция0,45-0,5
Гидрооксид алюминия 1-2
Кварцевый песок23-25
Гранитный щебень остальное


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2394786

patent-2394786.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C04B28/36 содержащие серу, сульфиды или селен

Класс C04B26/04 получаемые реакциями с участием только ненасыщенных углерод-углеродных связей



Наверх