полимербетонная смесь

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
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

Описание изобретения к патенту

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
Тиурам	0,3-0,7
Оксид цинка	1,5-5,0
Оксид кальция	0,3-0,6
Зола-унос ТЭЦ	7-10
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
Тиурам	0,25-0,55
Каптакс	0,1-0,2
Оксид цинка	1,2-3,2
Оксид кальция	0,4-0,6
Зола-унос ТЭЦ	6,5-11,5
Кварцевый песок	22-27
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
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

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 10 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
	Содержание компонентов в составах, мас.%
Наименование компонентов	1	2	3	4	5	Прототип
Низкомолекулярный полибутадиен	4	5,5	6	6,5	8	9
Сера	2	2,75	3	3,25	4	4,5
Тиурам	0,3	0,4	0,4	0,45	0,45	0,45
Каптакс	0,07	0,09	0,1	0,11	0,12	0,125
Оксид кальция	0,4	0,45	0,5	0,5	0,5	0,5
Оксид цинка	7,5	7	6,5	6	5,5	1,5
Гидрооксид алюминия	2,5	2	1,6	1	0,5	-
Зола-унос	-	-	-	-	-	8
Кварцевый песок	22	23	23	25	25	25
Гранитный щебень	61,23	58,81	58,9	57,19	55,93	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
№ состава	Температура газообразных продуктов горения, °С за 300 с	Время достижения t=260°C, с	Потеря массы образца, %
1	251	298	9
2	255	290	9,2
3	260	288	9,6
5	289	265	10,5
Прототип	303	214	13,3

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*
1	2	3	4	5	Прототип
95,3/24,7	99,8/29,4	100,0/30,2	98,3/29,1	92,4/23,1	100,5/21,3
*перед чертой значения измерений при 20°C, за чертой - при 125°C.

Добавление гидрооксида алюминия, дегидратирующего при достижении температуры 120 150°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.