Серный бетон производство
Stroimaster-nsk.ru

Строительный портал

Серный бетон производство

Резюме

Цель работы – экспресс-оценка экономической эффективности проекта по строительству установки получения 5000 тн. молотой серы для шинной, резино-технической промышленности и сельского хозяйства, и 10000 тн. модифицированной серы, применяемой в качестве серного вяжущего в производстве дорожно-строительных изделий (сероасфальта и серобетона). Более точные расчеты могут быть проведены после проведения углубленных маркетинговых исследований для определения целевого сегмента рынка, его емкости, выработки политики ценообразования и анализа других моментов, связанных с продвижением нового вида продукции.

Для корректной оценки экономической эффективности проекта, были использованы данные, полученные при эксплуатации в течение 3 лет опытной установки производства модифицированной и молотой серы ООО СП «Интер- S », мощностью 4 тыс тн. в год, а также результаты испытаний и заключений по применению готовой продукции.

Предполагается, что установка будет работать на проектную мощность с первого года эксплуатации. Затраты на создание производства осуществляются с учетом всех капитальных вложений по первоначальной стоимости в текущих ценах 2009 года, то есть оценивается эффективность полной стоимости создания производства в современных условиях.

Для сравнительной оценки и определения стоимости готовой продукции были взяты средние цены по России производителей традиционных материалов.

Расчет экономической эффективности нового производства серы производился исходя из основных капитальных вложений на приобретение и монтаж оборудования.

В пункте 3.5 представлены показатели экономической эффективности создания производства молотой и модифицированной серы. Проведенная предварительная экономическая оценка показывает, что срок окупаемости проекта составит 2 года с при инвестиционных затратах 90 млн. руб. При этом прибыль за год работы установки на проектной мощности составит 43,3 млн. руб.

I . Сведения о молотой, модифицированной сере и продуктах, изготавливаемых из нее.

1.1. Модифицированная сера.

Сера модифицированная (СМ) — продукт химической реакции непредельных углеводородов с жидкой серой, выпускается в соответствии с ТУ2112-002-31712651-03

СМ представляет собой вещество светло-коричневого цвета, которое применяется как связующее при производстве серных бетонов и сероасфальтобетонов.

По физико-химическим показателям СМ должна соответствовать нормам, указанным в таблице.

1. Внешний вид, цвет

порошок светло-коричневого цвета

2. Массовая доля общей серы, % вес., не менее

3. Массовая доля сополим.серы, %, не менее

4. Массовая доля влаги, %, не более

5. Массовая доля кислот в пересчете на серную кислоту, %, не более

6. Остаток на сите (чешуйки размером не более 5,0см), %, не более

Физико-механические показатели СМ

1. Удельная плотность

2. Насыпной вес продукта:

– в неуплотненном состоянии

– в уплотненном состоянии

СМ – горючее малопылящее вещество, взвешенная пыль которого пожаровзрывоопасна, температура самовоспламенения не менее 190 о С; группа горючести – III , пыль СМ относится к 4-му классу опасности. Все работы при производстве и при применении СМ проводятся в соответствии с ГОСТ 12.3.041-86.

Применяется СМ взамен обыкновенной серы, что улучшает технологические параметры изготовляемых сероасфальтобетонов, увеличивает их прочность, долговечность, снижает водопроницаемость.

Сырьем для получения СМ является сера газовая ГОСТ 127.1-93 и непредельные углеводороды.

Для удобства транспортировки, упаковки, хранения, дозировки и плавления сера модифицированная выпускается в виде чешуек.

Технология производства модифицированной серы запатентована.

Сероасфальт, в отличие от обычного асфальта содержит модифицированную серу, которая заменяет до 30% дорогостоящего битума. При этом повышается удобоукладываемость смеси, морозо- и жароустойчивость, износоустойчивость по сравнению с обычным асфальтом.

Применение модифицированной серы увеличивает срок службы сероасфальта, а также позволяет применять менее качественные битумы, без снижения качества конечного продукта, что снижает себестоимость сероасфальта. При высокой цене на нефтепродукты и низкой цене на серу применение модифицированной серы при строительстве автомобильных покрытий экономически выгодно.

Серобетон отличается от обычного бетона тем, что цемент полностью заменяется на модифицированную серу.

С применением модифицированной серы можно получать бетоны класса В22.5 (М300) – В35(М450). Из серобетона можно изготавливать железобетонные сваи, фундаментные блоки, железнодорожные шпалы, дорожные и тротуарные плиты, бордюрный камень, пригрузы для газонефтепроводов, канализационные и водопроводные колодцы, люки теплотрасс, и т.д.; монолитные фундаменты и покрытия дорог и площадок; гидротехнические сооружения, в т.ч. облицовочные плиты оросительных каналов и сооружений, плиты для строительства ГЭС, ГРЭС и других гидротехнических сооружений, берегоукрепления, волнорезы; подземные хранилища для утилизации агрессивных сред, в т.ч. радиоактивных и многое другое.

Сероасфальтобетон обеспечивает высокую прочность дорожного полотна, обладает хорошим сцеплением и сдвигоустойчивостью, имеет меньшее, в сравнении с традиционными покрытиями, водопоглощение, устойчивость к воздействиям механических нагрузок и погодно-климатическим условиям. Серный бетон обладает быстрым набором прочности, связанным только с периодом остывания серобетонной смеси, высокой износостойкостью и прочностью, стойкостью к кислым агрессивным средам, низким водопоглощением и высокой морозостойкостью. Особенностью новых материалов является безотходность производства, т.е. возможность переработки бракованных изделий путем их дробления и вторичного расплава.

1.2. Молотая сера

Молотая сера применяется в качестве вулканизующего агента в производстве шин, резиновых изделий, а также в качестве фунгицида для сельского хозяйства.

Молотая сера представляет собой порошок светло-желтого цвета.

По физико-химическим показателям молотая сера должна соответствовать нормам, указанным в таблице.

Массовая доля серы, %, не менее

Массовая доля кислот в пересчете на серную кислоту, %, не более

Массовая доля золы, %, не более

Массовая доля воды, %, не более

Остаток на сите 01 4Н, %

1.3. Разрешительные документы

На указанную выше продукцию имеются следующие разрешительные документы:

– Патенты на способ получения молотой, модифицированной серы и сероасфальтобетона.

– Заключение ГП РосДорНИИ о применении модифицированной серы для производства сероасфальтобетона, о преимуществах сероасфальтобетона по сравнению с обычными. Рекомендовано к промышленному применению.

– Разрешение Министерства Здравоохранения РФ на выпуск молотой, модифицированной серы, сероасфальта и серобетона с применением модифицированной серы.

– Разрешение Главного государственного санитарного врача на применение сероасфальта и серобетона на основе модифицированной серы.

– Сертификат соответствия модифицированной серы для приготовления серных бетонов и сероасфальтобетонов, выданный «Росстройсертификация».

– Сертификаты соответствия молотой серы, выданные Госстандартом России.

– Санитарно-эпидемиологические заключения на соответствие санитарным правилам молотой, модифицированной серы и смеси сероасфальтобетонов, выданные Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека.

– Технические условия на молотую, модифицированную серу и сероасфальтобетон.

– Заключения Казанской государственной архитектурно-строительной академии (кафедра «Автомобильных дорог и мостов»), автодора Московской области, Астраханского автодора о высоких физико-механических показателях сероасфальта с применением модифицированной серы.

II . Оценка рынка сбыта и конкуренции модифицированной серы

В настоящее время, как в мире, так и в России имеется переизбыток серы. Сложившаяся ситуация с серой определяет необходимость поиска новых направлений её использования, среди которых является производство сероасфальта, серобетона. Одним из реальных путей повышения качества строительных материалов является использование серы в качестве вяжущего материала. На всемирной конференции по сере, прошедшей впервые в России (г.Москва) в 2005г., было отмечено, что перспектива применения сероасфальта и серобетона в мире велика. Так например Канада планирует направлять в это производство более 1 млн. тонн серы.

В технически передовых странах, прежде всего в США и Канаде, модифицированная сера широко применяется. По имеющимся сведениям, Канада занимается серобетоном 20 лет. Более 2,5 тыс. миль дорог построено в Канаде и США из серобетона. Производством сероасфальта она занимается 2 года. За это время были построены дороги в городах Калгари, Ванкувер, в местах, где используется тяжелая техника и тяжелые контейнеры, так как обычный асфальт трескался. К ним обратился Китай построить дороги на кислотных почвах для тяжелого транспорта. Было построено около 2 тыс. миль дорог. Также ими были построены дороги в Саудовской Аравии. В России из модифицированной серы, производства ООО СП «Интер-S», также построены участки дорог в городах: Казань, Астрахань, Ярославль, Ногинск (Московская область).

Читать еще:  Как просверлить арматуру в бетоне

Одной из наиболее острых проблем России как в области ремонта и содержания дорог, так и в области их строительства и реконструкции, является низкое качество большого объема дорожных битумов. Так, до 70% используемых дорожных битумов не отвечают требованиям стандартов, что является одной из главных причин сокращения срока службы дорожных покрытий. Для обеспечения качественных показателей дорожных битумов в них вводят модифицирующие добавки, что ведет к увеличению их стоимости. Технология сероасфальтобетона позволяет получать дорожные покрытия, отвечающие требованиям стандартов и, что самое важное, снизить долю битума за счет использования модифицированной серы. По предварительным данным в 2004 году общая емкость рынка дорожных битумов оценивалась в 5 млн. тонн. По оценке дорожных исследовательских организаций потребность в сере для производства дорожных покрытий может составлять до 1 млн. тонн в год

В настоящее время в России сложилась достаточно благоприятная ситуация на рынке строительных материалов для внедрения изделий из серного бетона. По экспертной оценке Госкомстата России дисбаланс производства и потребности цемента с 2005 и как минимум до 2010 года составит около 20 млн. тонн. Такая ситуация позволит серному бетону успешно конкурировать не только с полимер бетонами, но и с бетонами на портландцементе. При условии ограничения эффективных областей использования изделий из серного бетона, сектор рынка по модифицированной сере России может составить более 1 млн. тонн в год. При таких потребностях возникает вопрос обеспеченности новых производств модифицированной серой. Эта сера может производиться не только на газоперерабатывающих заводах, но и на предприятиях нефтепереработки, предприятиях металлургической промышленности с производительностью от 20 до 40 тыс. тонн серы в год. Указанным предприятиям гораздо выгоднее производить из обычной серы модифицированную серу и реализовывать её в своем регионе, получая дополнительную прибыль, чем продавать на предприятия сернокислотной промышленности в другие регионы по низким ценам отходов производства. География расположения нефтяных и газовых заводов, производящих серу, позволяет предположить, что модифицированная сера для дорожных покрытий будет востребована по всей России.

В последние годы резко возросли темпы роста в производстве ряда строительных материалов. Следует отметить, что при общем росте объемов строительно-монтажных работ, а также производства цемента, сборного железобетона, и других строительных материалов, коэффициент загрузки производственных мощностей предприятий строительного комплекса остается низким. В среднем по отраслям он составляет 50-60%, а по отдельным отраслям – менее 50%. Это обусловлено, прежде всего, недостаточным инвестированием в строительство, и как следствие, в промышленность строительных материалов. Цемент и изготавливаемые из него бетон и железобетон являются в настоящее время основными строительными материалами, которые используются в самых разнообразных областях строительства.

Потребителями серобетона являются организации, осуществляющие работы по дорожному строительству, благоустройству, индивидуальному строительству, гидроизоляции, кровельным покрытиям, химической (кислотной) защите, подземным сооружениям, фундаментам.

Производство сборных железобетонных конструкций и изделий по России представлено по Центральному району.

Сборные железобетонные конструкции и изделия, (тыс. м 3 )

Серобетон

Серобетон – искусственный камневидный материал, представляющий собой затвердевшую серобетонную смесь. По составу, серобетон, композиционный материал состоящий из , в состав которого входит серное вяжущее, инертные заполнители и наполнители.

Спектр применяемых инертных наполнителей и заполнителей широк. В этом качестве могут использоваться применяться щебень, песок, гравий, металлургические шлаки и прочие породы, так же применяемые для традиционного бетона.

В результате научных экспериментов было установлено, что предпочтительно использование модифицированной серы при производстве сернистых бетонов на её основе.

Серобетон начал активно исследоваться в Северной Америке в 70-х годах 20-го века, когда было доказано, что серобетон и сероасфальт безопасны для окружающей среды. Позднее уже в 80-90-х годах с увеличением добычи углеводородов выросла и добыча серы как продукта, сопутствующего нефти и газу. Поиск новых направлений (областей) методов использования серы стали вести крупные нефтяные и газовые компании. В результате появились новые разработки по производству и применению бетона и асфальта на основе серного вяжущего. Уже тогда были выявлены его преимущества по отношению к традиционному бетону на основе портландцемента. Позже экспериментально было установлено, что предпочтительно использование модифицированной серы. Свойства серобетона является следствием его внутренней структуры, которая довольно подробно была изучена североамериканскими учеными. 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.

Основными преимуществами серобетона перед обычным являются его более высокие прочностные характеристики (на сжатие и на изгиб), возможность этого материала работать на растяжение, высокая химическая (коррозийная) стойкость, низкое водопоглощение, водонепроницаемость, морозостойкость, быстрый набор прочности, отвердение на морозе, возможность вторичной переработки, незначительная усадка.

При этом 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. В настоящее время строительные материалы на основе серы в нашей стране производятся небольшими фирмами, как правило, в кустарных условиях. Эти производства могут нанести серьезный ущерб имиджу материалов на основе серы. В результате дилетантского подхода и отсутствию сверхточного оборудования, способного регулировать нагрев смеси в пределах плюс-минус один градус, «кустарные» серобетоны могут достигнув температуры 150 градусов выделять сероводород и сернистый ангидрид – газы, которые обладают нервно-паралитическим действием и представляют угрозу человеку. Поэтому особую актуальность приобретает создание производств, которые могут выпускать большие объемы серобетона в строгом соответствии с обязательными технологическими стандартами.

Производя серобетон, асфальтобетонный завод может быть загружен на работой круглогодично.

Сравнительная характеристика свойств серного
и портландцементного бетонов

Типовые результаты физических испытаний

Официальный сайт ООО НПП «ПромСпецМаш» – SeroBeton.com
+7 (961) 131-44-84

Серобетонные смеси и изделия на их основе

В рамках деятельности организации ведутся следующие работы в сфере разработки серобетона и номенклатурных изделий из него:

  • оздание банка рецептур серобетона на основе минералогической базы различных регионов РФ.
  • Подбор составов серобетонов для использования в различных отраслях промышленности: атомной (утилизация), гидротехнические сооружения и.т.д.
  • Инженерно-технические разработки по проектированию специализированного оборудования для производства номенклатурных изделий из серобетона.
Читать еще:  Допустимая ширина раскрытия трещин в бетоне

Области применения серного бетона

Физико-механические свойства серобетона

Показатели Цементобетон
ГОСТ 26663-91
Серобетон
СТО 5800-001-17725983-2011
Средняя плотность, кг/куб. м. 2600 2200-2600
Термостойкость, 0С 90 85
Химическая стойкость, % 23-35 84-95
Водостойкость 0,8 Не менее 1,0
Водонепроницаемость Не менее W20
Предел прочности при сжатии, Мпа 30-50 40-80
Предел прочности при растяжении, Мпа 8-10 10-12
Истираемость, г/см2 0,4-0,7 0,2-0,3
Морозостойкость (по 2 базовому методу ГОСТ 10060.0-95 F 100…F 200 Не менее F 1000
Температура изготовления 130-150 Ц.
Наименование вяжущего компонента Портландцемент
ПЦ 400-ДО-Н, ПЦ 500-ДО-Н
Наномодифицированная сера
Содержание вяжущего компонента в смеси 30% 15-20%
Подвижность смеси Не менее 0,3 0,45-0,55
Класс прочности В 15…В 30 Не менее В 30
Организация производства На бетонном заводе На любом асфальтобетонном заводе с минимальной модернизацией
Срок набора марочной прочности 28 суток По мере остывания до температуры 40 Цельсия
Экологическая безопасность Экологически безопасны при соблюдении температурного режима приготовления смеси.

Серьезной проблемой, связанной с обеспечением надежности и долговечности строительных конструкций, является обеспечение высоких параметров морозостойкости, водостойкости и коррозионной стойкости бетонных изделий и конструкций, прежде всего работающих в условиях знакопеременных температур, а также под действием агрессивных сред.

Проблема долговечности бетонных покрытий особенно актуальна для строительных конструкций, применяемых в транспортом, гидротехническом, мелиоративном строительстве, а также изделий и конструкций, используемых при прокладке различных инженерных коммуникаций. Длительный набор прочности бетоном на основе портландцементного вяжущего (в течение 28 суток) часто создает серьезные проблемы с эксплуатацией отремонтированных участков дорог.

Замена портландцемента при производстве бетона ан полимерные вяжущие значительно повышают строительно-технические свойства материала, и прежде всего его морозостойкость и коррозионную устойчивость.

Серобетон характеризуется высокой стойкостью в кислых (в которых традиционных цементобетон быстро разрушается) и основных средах. Серобетон в соответствии с ГОСТ 25246-82 “Бетоны химически стойкие. Технические условия” следует относить к высокостойким бетонам. По диэлектрическим показателям серобетон не уступает большинству видов полимербетонов. Поэтому серобетон может применяться наравне с полимербетонами, но имея при этом существенно (в 3 и более раза) меньшую стоимость.

Серобетонные смеси и изделия на их основе

Серобетонные изделия и конструкции обеспечивают надежную долговечную работу в условиях попеременного замораживания и оттаивания, агрессивного воздействия, в том числе со стороны применяемых противогололедных реагентов.

Экспериментальные образцы из серобетона произведенные на ООО НПП «ПромСпецМаш»

Наиболее перспективны серобетоны для изготовления конструкций, в период эксплуатации которых предъявляются повышенные требования по стойкости к агрессивным средам, морозо- и атмосферостойкости, водонепроницаемости. К таким конструкциям относятся: элементы дорожных покрытий (тротуарные плиты, бортовые камни, дорожные ограждения), конструкции, подверженные солевой агрессии (полы, сливные лотки, фундаменты), инженерные сооружения (элементы коллекторов, трубы, элементы смотровых колодцев, элементы очистных сооружений и др.).

Высокое качество изделий, простота технологии получения, а также низкая стоимость расходуемых материалов позволяют серобетонам быть конкурентно способными по отношению к строительным материалам на традиционных вяжущих материалах.

Бордюрный камень

Бордюрный камень изготовленный с применением модифицированной серы

Водоотливные (водоотводные) лотки

Водоотливные (водоотводные) лотки изготовленные с применением модифицированной серы

ФБС (Фундаментные блоки)

ФБС (Фундаментные блоки) из серобетона

Тротуарная плитка

Тротуарная плитка изготовленная с применением модифицированной серы

Отбойники

Отбойники дорожные из серобетона

Утяжелители для трубопроводов

Утяжелители для трубопроводов изготовленные из серобетона

Опубликовал: Маресьев Игорь Александрович

Контент-менеджер Пресс-Центра ООО НПП «ПромСпецМаш»

Сероасфальт и серобетон – необычное применение отходов газо- и нефтедобычи

Как появился серобетон?

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.

Читать еще:  Как сделать мрамор из бетона своими руками

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.

Производство серобетона: интенсификация процесса в Аппаратах Вихревого Слоя

Сера – это один из наиболее распространенных химических элементов. В нефтехимической отрасли она является отходом производства и требует утилизации. Долгое время не могли найти хорошего решения, но с 70-хх годов прошлого века сначала в США, а потом и в СССР серу начали применять в строительстве как связующее вещество при производстве различных материалов, в частности, бетона. Производство серобетона происходит путем интенсификации процесса в аппаратах АВС.

Преимущества серобетона

Привлекательность использования серобетона обусловлена следующими фактами:

  1. Возможность использования дешевой отходной серы вместо дорогостоящего портландцемента.
  2. Возможность использования отходов производства минеральных наполнителей (отсева дробления щебня) вместо материалов с заданным фракционным составом.
  3. Дорогостоящие полимерные добавки можно заменить полимерной модификацией серы, которая в жидкой сере составляет до 30% по массе.

Как видим, три дорогостоящих компонента можно безболезненно заменить на три дешевых.

Основные недостатки серобетона

Теперь давайте попробуем разобраться, что не позволяет серобетону перейти из разряда перспективного в разряд массово используемого строительного материала. На наш взгляд, это обусловлено такими причинами:

  1. Количество полимерной серы в серобетоне со временем уменьшается. Она может переходить в моноклинную форму, поэтому требует химической стабилизации.
  2. Серобетон термически неустойчив, поскольку температура плавления серы составляет 120 ºС. Появляется необходимость в термических стабилизаторах.
  3. Биофильные свойства серы. При наличии влаги и органики некоторые виды бактерий способны поедать серу, словно сахар. Для исключения подобных явлений необходимы ингибиторы микробиологической коррозии.
  4. Сера – вещество слабоядовитое. Но она способна сублимироваться даже в твердом виде. Поэтому необходимо предусматривать в серобетоне наличие специального изолирующего слоя.

Перечисленные недостатки влияют на стоимость серобетона и нивелируют все экономические преимущества, приведенные выше. Поэтому задача использования отходов или недорогих компонентов вместо ингибиторов и стабилизаторов без привлечения дорогостоящего химического оборудования при сохранении качественных характеристик строительного материала является актуальной.

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.

Активизация отработанных масел в аппарате вихревого слоя позволяет превратить их в разновидность олифы, которой можно покрывать поверхность изделий из серобетона.

Серобетон, свойства, преимущества и применение

Серобетон, свойства, преимущества и применение.

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 0 С. При температуре свыше 150 0 С происходит эмиссия сероводорода и диоксида серы как в процессе производства, так и в процессе эксплуатации изделия.

Преимущества серобетона перед обычным бетоном:

– высокая прочность (на сжатие и на изгиб),

возможность этого материала работать на растяжение,

– высокая коррозионная, химическая и биологическая стойкость,

низкое водопоглощение,

– высокая морозостойкость,

быстрый набор прочности,

– способность твердеть на морозе,

возможность повторного использования (вторичной переработки),

– незначительная усадка,

низкая цена.

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

Применение серобетона:

в конструкциях зданий и сооружений, в период эксплуатации которых предъявляются повышенные требования по стойкости к агрессивным средам, морозо- и атмосферостойкости, непроницаемости, износостойкости (в т.ч. элементы дорожных покрытий: плиты, тротуарные плитки, торцовые шашки, бортовые камни, дорожные ограждения; конструкции, подверженные солевой агрессии: полы, сливные лотки, фундаменты; инженерных сооружений: коллекторные кольца, канализационные трубы, очистные сооружения),

в промышленных, сель­скохозяйственных, складских сооружениях как для сыпучих, так и жидких материалов.

Примечание: © Фото https://www.pexels.com.

Ссылка на основную публикацию
×
×
Adblock
detector