PL242738B1 - Masa siarkobetonowa - Google Patents
Masa siarkobetonowa Download PDFInfo
- Publication number
- PL242738B1 PL242738B1 PL422745A PL42274517A PL242738B1 PL 242738 B1 PL242738 B1 PL 242738B1 PL 422745 A PL422745 A PL 422745A PL 42274517 A PL42274517 A PL 42274517A PL 242738 B1 PL242738 B1 PL 242738B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- sulfur
- weight
- concrete mass
- amount
- sulphur
- Prior art date
Links
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 123
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 title claims abstract description 104
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 104
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 82
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title abstract description 12
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 28
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 26
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N furfural Chemical compound O=CC1=CC=CO1 HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 claims abstract description 16
- HECLRDQVFMWTQS-RGOKHQFPSA-N 1755-01-7 Chemical compound C1[C@H]2[C@@H]3CC=C[C@@H]3[C@@H]1C=C2 HECLRDQVFMWTQS-RGOKHQFPSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 14
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- 239000002956 ash Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 9
- 241000779819 Syncarpia glomulifera Species 0.000 claims abstract description 8
- 239000001739 pinus spp. Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229940036248 turpentine Drugs 0.000 claims abstract description 8
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 30
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 claims description 5
- 150000003463 sulfur Chemical class 0.000 claims description 3
- PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate dihydrate Chemical compound O.O.[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 7
- 239000000428 dust Substances 0.000 abstract description 4
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 abstract description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 6
- ZSWFCLXCOIISFI-UHFFFAOYSA-N cyclopentadiene Chemical compound C1C=CC=C1 ZSWFCLXCOIISFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XMGQYMWWDOXHJM-UHFFFAOYSA-N limonene Chemical compound CC(=C)C1CCC(C)=CC1 XMGQYMWWDOXHJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N Isobutene Chemical compound CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 2
- FXNDIJDIPNCZQJ-UHFFFAOYSA-N 2,4,4-trimethylpent-1-ene Chemical compound CC(=C)CC(C)(C)C FXNDIJDIPNCZQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical group 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003385 bacteriostatic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000010794 food waste Substances 0.000 description 1
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 239000002367 phosphate rock Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229920001083 polybutene Polymers 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest masa siarkobetonowa, zawierająca lepiszcze w postaci siarki zanieczyszczonej bitumami lub czystej technicznie siarki, które stosowane są łącznie, względnie tylko jedna z nich, ale zawsze stanowią co najmniej 70% końcowej masy wagowej mieszaniny lepiszcza, a korzystnie jej 90% do 94% oraz uzupełnione są one składnikami w ilości łącznie nie przekraczającej 30% końcowej masy wagowej mieszaniny w postaci: dicyklopentadienu lub terpentyny lub furfuralu lub styrenu. Przy czym opisane lepiszcze stanowi od 15% do 26% wagowo masy siarkobetonu. Natomiast ponadto masa ta zawiera kruszywa mineralne w ilości 74% do 85% wagowo masy siarkobetonu lub zamiennie produkty odpadowe, korzystnie produkty odpadowe z energetyki, które stanowią łącznie lub oddzielnie: - popioły w ilości do 10% wagowo masy siarkobetonu, pyły w ilości do 10% wagowo masy siarkobetonu, które uzyskiwane są w wyniku oczyszczania spalin. Oprócz wymienionych wypełniaczy - względnie zamiennie - mogą zostać zastosowane inne produkty odpadowe łącznie lub oddzielnie: - żużle w ilości do 60% wagowo masy siarkobetonu, fosfogips w ilości do 20% wagowo masy siarkobetonu. Korzystnie, kruszywa mineralne zawarte w opracowanej masie siarkobetonowej stanowią piasek lub żwir zanieczyszczone solą.
Description
Przedmiotem wynalazku jest masa siarkobetonowa wytwarzana z połączenia polimerów siarkowo-organicznych oraz produktów odpadowych z przemysłu energetycznego, chemicznego, hutniczego, wydobywczego i petrochemicznego. Zawiera ona polimery siarkowo-organiczne na bazie siarki elementarnej lub zanieczyszczonej bitumami i kruszywa mineralne, które mogą być zastąpione produktami odpadowymi z przemysłu energetycznego (stanowiącymi uboczne produkty spalania, takie jak pyły, popioły i żużle), a także produktami z przemysłu chemicznego (jak fosfogips), z petrochemicznego (jak siarka zanieczyszczona bitumami) i wydobywczego (jak piaski i żwiry nienormatywne czy kruszywo otoczakowe).
Beton jest najpopularniejszym materiałem budowlanym na świecie. Jest to zwykle tradycyjny beton powstały ze zmieszania:
• spoiwa mineralnego (cementu, czynnika wiążącego) i • wypełniaczy (które stanowią znormalizowane kruszywa mineralne), • ewentualnych domieszek nadających pożądane cechy oraz • wody.
W materiałach tych, po dodaniu wody, zachodzą reakcje chemiczne, w wyniku których następuje proces wiązania i twardnienia.
Najpopularniejszymi rodzajami cementów (tj. spoiw mineralnych) są cementy portlandzkie lub hutnicze.
Główną różnicę pomiędzy betonem tradycyjnym, a masą siarkobetonową, która jest przedmiotem niniejszego wynalazku stanowi wykorzystane w niej spoiwo chemiczne, czyli czynnik wiążący oraz wypełniacze, którymi (zamienne do kruszyw naturalnych) mogą być uboczne produkty spalania z przemysłu energetycznego, produkty odpadowe z przemysłu chemicznego, hutniczego i wydobywczego.
Beton tradycyjny można określić materiałem kompozytowym, składającym się z faz stałych oraz proporcjonalnie niewielkiej ilości faz ciekłej i gazowej. O jego właściwościach użytkowych w głównej mierze decydują właściwości fizykochemiczne występujących w nim faz oraz wzajemne ich proporcje (w rezultacie w wyniku ich kompozycji niszczenie betonu mogą wywołać zarówno czynniki chemiczne, jak i fizyczne).
Znane siarkobetony stanowią rodzaj betonów, które są szczególnie odporne na działanie kwasów. Otrzymuje się je w wyniku stopienia w temperaturze około 130-140°C polimerów siarkowych stanowiących lepiszcze (zwykle od 12 do 22%) i ich połączenia z wypełniaczami, które stanowią głównie kruszywa mineralne.
Przykładowe lepiszcze znane jest z wynalazku nr patentu PL. 190343 (chronionego z pierwszeństwem z 06.08.2002 r.) pt. „Sposób otrzymywania stabilnej siarki polimerycznej do produkcji betonów siarkowych i zabezpieczania odpadów”, w którym opisano także proces technologiczny otrzymywania stabilnej siarki polimerycznej.
Wiązanie betonu siarkowego następuje stosunkowo szybko po schłodzeniu masy siarkobetonowej i jest wynikiem krzepnięcia lepiszcza - czyli stabilnego polimeru siarkowego (trwa ok 24 godz.). Jest to proces fizyczny, w przeciwieństwie do wiązania betonu tradycyjnego, które stanowi praktycznie nieodwracalną przemianę chemiczną.
Beton siarkowy charakteryzuje się wysoką odpornością na działanie kwasów i soli, dobrymi własnościami mechanicznymi, a równocześnie nieprzepuszczalnością dla wody. Może on być stosowany w określonej temperaturze. Górna granica temperaturowa jego stosowalności wynosi 120°C.
Beton tradycyjny wymaga proporcjonalnie dużej ilości fazy ciekłej - wody. Natomiast w betonach siarkowych fazę ciekłą stanowi roztopiony polimer siarkowy. Ani woda ani też powietrze nie są potrzebne do wiązania składników mas siarkobetonowych.
Innym znanym lepiszczem jest polimer siarkowy z polskiego wynalazku PL. 213685 „Sposób wytwarzania polimerycznego spoiwa budowlanego na bazie żużla wielkopiecowego i siarki odpadowej” (zgłoszonego do ochrony w dniu 14 stycznia 2009 r. - publ. WUP 04/13). Przedstawiony tu został sposób wytwarzania polimerycznego spoiwa budowlanego, którego bazę stanowią wskazane w tytule składniki. Do jego wytwarzania wykorzystywany jest także jako wypełniacz fosfogips. W czasie opisanego tu procesu zachodzi modyfikacja siarki dzięki obecności metali zawartych w żużlu pohutniczym, w tym selenu, arsenu, fosforu, ich siarczków i tlenków.
Fosfogips (fosforogips) - jest to odpad będący produktem ubocznym otrzymywania kwasu fosforowego z fosforytów metodą ekstrakcji kwasem siarkowym, a także odpad będący produktem ubocznym w procesach produkcji nawozów fosforowych i azotowych.
W publikacji w czasopiśmie Chemik Rok XLI 1988:9, 243-245 przedstawiono możliwość zastosowania nieco bardziej złożonych kopolimerów siarkowo-organicznych jako fazy ciągłej betonów siarkowych i równocześnie wymieniono dipenten (DP), cyklopentadien (CPD), dicyklopentadien (DCPD), izobuten, diizobuten, polibuten oraz styren jako komonomery organiczne najpowszechniej stosowane w kopolimerach siarkowo-organicznych, w ilości od kilku do kilkunastu % wagowych.
W opisie patentowym US 4391969 przedstawiono sposoby wytwarzania betonów siarkowych z udziałem fazy ciągłej w postaci kopolimerów siarkowo-organicznych zawierających jako komonomer organiczny dicyklopentadien lub mieszaninę związków organicznych, w której dicyklopentadien stanowi przynajmniej 37% wagowych, zastosowany w ilości 2-20% wagowych.
Natomiast w opisie polskiego wynalazku pt. „Sposób otrzymywania stabilnej siarki polimerycznej do produkcji betonów siarkowych i zabezpieczania odpadów” PL-190343 (ochronionego z pierwszeństwem od dnia 6 sierpnia 2002 r. publ. WUP 11/2005) - przedstawiono sposób otrzymywania stabilnej siarki polimerycznej, polegający na tym, że węglowodory nienasycone, stanowiące mieszaninę cyklopentadienu i jego oligomerów z ewentualną domieszką styrenu stanowiącą 0-50% wagowych wszystkich węglowodorów wprowadza się w ilości 1-20% wagowych reagentów do stopionej i stale mieszanej siarki elementarnej o temperaturze 125-130°C, po czym temperaturę mieszaniny podnosi się stopniowo, nie szybciej niż o 5°C w ciągu 30 minut aż do osiągnięcia temperatury 140-145°C i utrzymuje się ją w tej temperaturze w ciągu 3 godzin. Następnie obniża się temperaturę mieszaniny, nie szybciej niż o 5°C w ciągu 30 minut, do temperatury 130-135°C i utrzymuje tę temperaturę w ciągu co najmniej 3 godzin. Proces prowadzi się w atmosferze beztlenowej, w obecności azotu, dwutlenku węgla lub innego gazu inertnego. Otrzymana stabilna siarka polimeryczna wykorzystywana jest do produkcji betonów siarkowych.
Znany jest także (bazowy dla niniejszego rozwiązania) polski wynalazek P. 422069 pt. „Sposób otrzymywania stabilnej siarki polimerycznej stanowiącej lepiszcza do produkcji siarkobetonów i stabilna siarka polimeryczna stanowiąca lepiszcze do produkcji siarkobetonów” (zgłoszony z pierwszeństwem z dnia 28.06.2017) opisujący lepiszcze do siarkobetonów w postaci stabilnej siarki polimerycznej. Przy czym uzupełniające ją składniki stanowią: dicyklopentadien lub terpentyna lub furfural, lub styren w różnych udziałach wagowych, odmiennych od znanych ze stanu techniki.
Terpentyna - jest mieszaniną małocząsteczkowych związków organicznych uzyskiwaną z żywicy drzew iglastych. Jest ona odpadem przemysłu celulozowego.
Furfural z kolei jest małocząsteczkowym związkiem organicznym otrzymywanym na drodze reakcji chemicznych z odpadów spożywczych, w tym cukierniczych. Można otrzymywać go z biomasy (np. zmielonych kolb kukurydzy). Nazwa furfural pochodzi od określenia „furfur” (łac. otręby), z których furfural między innymi jest otrzymywany.
Natomiast styren jest organicznym związkiem chemicznym, węglowodorem aromatycznym z alkenowym łańcuchem bocznym. Jest związkiem wyjściowym do produkcji polistyrenu. W warunkach normalnych jest bezbarwną lub lekko żółtawą cieczą o słabym, charakterystycznym, nieprzyjemnym zapachu, która łatwo i szybko ulega polimeryzacji, nawet pod wpływem promieni słonecznych lub niezbyt intensywnego ogrzewania, tworząc polistyren.
Celem wynalazku jest zagospodarowanie i wykorzystanie materiałów odpadowych m.in. z przemysłu energetycznego, petrochemicznego, hutniczego, chemicznego i wydobywczego i ich gospodarcze wykorzystanie zgodnie z polityką gospodarki cyrkulacyjnej.
W skład masy siarkobetonowej według wynalazku wchodzą:
a) polimer siarkowy (spoiwo, czyli lepiszcze), przy czym na polimer siarkowy składa się siarka zanieczyszczona bitumami lub czysta siarka oraz składniki uzupełniające (dicyklopentadien lub terpentyna lub furfural lub styren),
b) wypełniacze, tj. kruszywa mineralne lub produkty odpadowe.
Istota opracowanej masy siarkobetonowej, która zawiera polimer siarkowy, polega na tym, że polimer siarkowy stanowią: siarka zanieczyszczona bitumami lub czysta technicznie siarka, które stosowane są łącznie, względnie tylko jedna z nich, która to siarka stanowi co najmniej 70% końcowej masy wagowej lepiszcza, tj. polimeru siarkowego, a korzystnie jest jej 90% do 94% oraz uzupełniające składniki lepiszcza, tj. polimeru siarkowego w ilości łącznie nieprzekraczającej 30% masy wagowej lepiszcza, tj. polimeru siarkowego w postaci: dicyklopentadienu lub terpentyny, lub furfuralu, lub styrenu.
Polimer siarkowy (siarka czysta lub z zanieczyszczeniami oraz ze składnikami uzupełniającymi) stanowi od 15% do 26% wagowo masy siarkobetonowej, która to masa siarkobetonowa poza polimerem siarkowym zawiera kruszywa mineralne w ilości 74% do 85% wagowo masy siarkobetonowej, w tym kruszywa mineralne stosowane wyłącznie lub łącznie z produktami odpadowymi, korzystnie produkty odpadowe, które stanowią łącznie lub oddzielnie zamienniki dla kruszyw mineralnych:
- pyły, które uzyskiwane są w wyniku oczyszczania spalin w ilości do 10% wagowo masy siarkobetonowej lub
- popioły w ilości do 10% wagowo masy siarkobetonowej,
Oprócz wymienionych wypełniaczy (które stanowią kruszywa mineralne lub produkty odpadowe) mogą zostać zastosowane inne produkty odpadowe, łącznie lub oddzielnie:
- fosfogips w ilości do 20% wagowo masy siarkobetonu lub
- żużle w ilości każdorazowo ustalanej w wyniku serii badań technicznych do 60% wagowo masy siarkobetonu - żużle zamiennie do popiołów.
Korzystnie, kruszywa mineralne zawarte w opracowanej masie siarkobetonowej stanowią piasek lub żwir zanieczyszczone solą.
Masa siarkobetonowa będąca przedmiotem niniejszego wynalazku po wykorzystaniu może zostać stopiona i użyta ponownie.
W opracowanej masie siarkobetonowej polimery siarkowe stanowią spoiwo dla kruszyw naturalnych, takich jak piasek i żwir, stosowanych dla betonów tradycyjnych i siarkobetonów, które w wynalazku zostają zastąpione w określonych proporcjach wagowego udziału produktami odpadowymi z energetyki, takimi jak pyły i popioły, względnie produktami odpadowymi z przemysłu chemicznego, takim jak na przykład fosfogips, względnie produktami odpadowymi z przemysłu wydobywczego, takimi jak kruszywa nienormatywne nie stosowane w betonach tradycyjnych i znanych siarkobetonach. Technologia opracowanej masy siarkobetonowej umożliwia rozwiązanie problemu odpadów składowanych na hałdach (na przykład ubocznych produktów spalania, minerałów pokopalnianych).
Do produkcji opracowanych mas siarkobetonowych mogą być używane także piasek i żwir zanieczyszczone solą. Ma to duże znaczenie, gdyż umożliwia wykorzystanie do ich wytwarzania kruszyw z pasa nadmorskiego. Do produkcji mas siarkobetonowych mogą zostać również wykorzystane materiały mineralne hałd pokopalnianych i poprodukcyjnych.
Opracowana masa siarkobetonowa, będąca przedmiotem wynalazku wykazuje wysoką bakteriostatyczność, co umożliwia zastosowanie opracowanych mas siarkobetonowych w przemyśle rolnym, np. do budowy pomieszczeń przeznaczonych do przechowywania produktów rolnych, hodowli zwierząt, w ośrodkach zdrowia, itp. miejscach.
W skład masy siarkobetonowej według wynalazku wchodzą:
a) polimer siarkowy (spoiwo, czyli lepiszcze), na polimer siarkowy składa się siarka zanieczyszczona bitumami lub czysta siarka oraz składniki uzupełniające (dicyklopentadien lub terpentyna, lub furfural, lub styren),
b) wypełniacze, tj. kruszywa mineralne lub produkty odpadowe, a także
c) ewentualnie domieszki.
Wykorzystywane w opracowanej masie siarkobetonowej lepiszcze stanowi siarka zanieczyszczona bitumami (obecnymi w ilości stanowiącej ok. 2,5% wagowo masy siarki) lub czysta technicznie siarka. Są one stosowane łącznie, względnie tylko jedna z nich, ale zawsze stanowią co najmniej 70% końcowej masy wagowej lepiszcza, czyli polimeru siarkowego a korzystnie jej 90% do 94% oraz uzupełnione są one składnikami w ilości łącznie nieprzekraczającej 30% końcowej masy wagowej polimeru siarkowego w postaci: dicyklopentadienu lub terpentyny, lub furfuralu, lub styrenu.
Opracowana masa siarkobetonowa może także zawierać produkty odpadowe z przemysłu chemicznego, korzystnie w postaci fosfogipsu w ilości stanowiącej do ok 20% wagowo masy siarkobetonowej oraz kruszywa mineralne, które mogą być zastąpione odpadami z przemysłu energetycznego, na przykład w postaci pyłów (w ilości do 10% wagowo masy siarkobetonowej), popiołów (w ilości do 10% wagowo masy siarkobetonowej), względnie żużli (do 60% wagowo do wagi wytwarzanej masy siarkobetonowej, zamiennie do kruszyw naturalnych w ilości każdorazowo ustalanej w wyniku serii badań technicznych).
Mogą do niej także zostać wprowadzone kruszywa mineralne w postaci piasku lub żwiru zanieczyszczonego solą, co stwarza możliwość wykorzystania kruszyw z pasa nadmorskiego. Podobnie, do opracowanej masy mogą być wprowadzane pyły (w ilości do 10% masy siarkobetonowej) lub popioły (w ilości do 10% wagowych masy siarkobetonowej). Opracowana masa siarkobetonowa wykazuje znakomite właściwości po wprowadzeniu do niej minerałów i odpadów z hałd pokopalnianych i poprodukcyjnych, czy też pyłów, pochodzących z oczyszczania spalin emitowanych i oczyszczanych w zakładach energetycznych lub popiołów.
Wypełniacze stosowane jako zamienniki naturalnych wypełniaczy w postaci piasku i żwiru w masie siarkobetonowej mające charakter odpadów poprodukcyjnych - są zamiennikami niezmniejszającymi wartości użytkowych masy siarkobetonowej, a często podwyższającymi jej parametry wytrzymałościowe. Ma to ogromne znaczenie dla zagospodarowania wymienionych wyżej materiałów odpadowych, występujących w dużych ilościach na powierzchni ziemi w postaci hałd, jest zgodne z lansowaną obecnie w Unii Europejskiej polityką gospodarki cyrkulacyjnej, dając możliwość przywracania powierzchni ziemi jej funkcji pierwotnych (np. rolniczej).
Przedmiot wynalazku ilustrują poniższe przykłady wykonania opracowanej masy siarkobetonowej, w których wykorzystany został polimer siarkowy, uzyskany w wyniku realizacji procesu opisanego w polskim zgłoszeniu wynalazku P.422069 „Sposób otrzymywania stabilnej siarki polimerycznej stanowiącej lepiszcza do produkcji siarkobetonów i stabilna siarka polimeryczna stanowiąca lepiszcze do produkcji siarkobetonów” z dnia 28.06.2017 r.
Przykład 1
Polimer siarkowy stanowiący 22,2% masy siarkobetonowej (uzyskany z siarki elementarnej + DCPD, stanowiący 10% masy polimeru) połączono z wypełniaczami, tj. kruszywami mineralnymi/produktami odpadowymi w następujących proporcjach:
piasek - 15,6% żwir - 54,4% popiół lotny krzemianowy - 7,8% i otrzymano masę siarkobetonową o parametrach:
wytrzymałość na ściskanie - 50,6 MPa ^ 68,7 MPa wytrzymałość na zginanie - 10,4 MPa ^ 13,3 MPa
Przykład 2
Polimer siarkowy stanowiący 25,8% masy siarkobetonowej (siarka zanieczyszczona bitumem ok. 2,5% + DCPD, stanowiący 10% masy polimeru), połączono z wypełniaczami, tj. kruszywami mineralnymi/produktami odpadowymi w następujących proporcjach:
Piasek - 13,1%
Żwir - 52,0% popiół lotny krzemianowy - 9,1% i otrzymano masę siarkobetonową o parametrach:
wytrzymałość na ściskanie - 58,2 MPa ^ 58,7 MPa wytrzymałość na zginanie - 10,0 MPa ^ 10,1 MPa
Przykład 3
Otrzymany polimer siarkowy stanowiący 25,8% masy siarkobetonowej (siarka elementarna + DCPD, stanowiący 10% masy polimeru) połączono z wypełniaczami, tj. kruszywami mineralnymi/produktami odpadowymi w następujących proporcjach:
piasek - 13,1% żwir - 52,0% fosfogips - 9,1% i otrzymano masę siarkobetonową o parametrach:
wytrzymałość na ściskanie - 61,8 MPa wytrzymałość na zginanie - 8,0 MPa
Claims (2)
1. Masa siarkobetonowa, zawierająca lepiszcze w postaci polimeru siarkowego oraz wypełniacze, tj. kruszywa lub produkty odpadowe, znamienna tym, że polimer siarkowy stanowią: siarka zanieczyszczona bitumami lub czysta technicznie siarka, które stosowane są łącznie, względnie tylko jedna z nich, stanowiąca co najmniej 70% końcowej masy wagowej polimeru siarkowego, a korzystnie jej 90% do 94% oraz uzupełniające składniki w ilości łącznie nieprzekraczającej 30% masy wagowej polimeru siarkowego w postaci: dicyklopentadienu lub terpentyny, lub furfuralu, lub styrenu, przy czym polimer siarkowy stanowi od 15% do 26% wagowo masy siarkobetonowej, która to masa poza polimerem siarkowym zawiera kruszywa mineralne w ilości 74% do 85% wagowo masy siarkobetonowej, w tym kruszywa mineralne stosowane wyłącznie lub łącznie z produktami odpadowymi, lub produkty odpadowe, które stanowią łącznie lub oddzielnie zamienniki dla kruszyw mineralnych:
- pyły w ilości do 10% wagowo masy siarkobetonowej lub
- popioły w ilości do 10% wagowo masy siarkobetonowej lub
- fosfogips w ilości do 20% wagowo masy siarkobetonowej lub
- żużle w ilości do 60% wagowo masy siarkobetonu - żużle zamiennie do popiołów,
2. Masa siarkobetonowa, według zastrz. 1, znamienna tym, że kruszywa mineralne stanowią piasek lub żwir zanieczyszczone solą.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL422069A PL242737B1 (pl) | 2017-06-29 | 2017-06-29 | Sposób otrzymywania stabilnej siarki polimerycznej stanowiącej lepiszcza do produkcji siarkobetonów i stabilna siarka polimeryczna stanowiąca lepiszcze do produkcji siarkobetonów |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL422745A1 PL422745A1 (pl) | 2019-01-02 |
| PL242738B1 true PL242738B1 (pl) | 2023-04-17 |
Family
ID=64899026
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL422069A PL242737B1 (pl) | 2017-06-29 | 2017-06-29 | Sposób otrzymywania stabilnej siarki polimerycznej stanowiącej lepiszcza do produkcji siarkobetonów i stabilna siarka polimeryczna stanowiąca lepiszcze do produkcji siarkobetonów |
| PL422745A PL242738B1 (pl) | 2017-06-29 | 2017-09-04 | Masa siarkobetonowa |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL422069A PL242737B1 (pl) | 2017-06-29 | 2017-06-29 | Sposób otrzymywania stabilnej siarki polimerycznej stanowiącej lepiszcza do produkcji siarkobetonów i stabilna siarka polimeryczna stanowiąca lepiszcze do produkcji siarkobetonów |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (2) | PL242737B1 (pl) |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL187670B1 (pl) * | 1998-05-27 | 2004-08-31 | Myslowski Wlodzimierz | Sposób wytwarzania spoiwa siarkowego i spoiwo siarkowe |
| PL330766A1 (en) * | 1999-01-07 | 2000-07-17 | Os Bad Rozwojowy Przem Siarko | Method of obtaining sulphuric concrete suitable for use in industrial building trade and sulphuric concrete obtained thereby |
| PL330767A1 (en) * | 1999-01-07 | 2000-07-17 | Os Bad Rozwojowy Przem Siarko | Method of obtaining sulphuric concrete suitable for use in building repositories for radioactive wastes and other dangerous materials and sulphuric concrete therefor obtained using that method |
| PL190343B1 (pl) * | 2002-08-06 | 2005-11-30 | Os Bad Rozwojowy Przem Siarko | Sposób otrzymywania stabilnej siarki polimerycznej do produkcji betonów siarkowych i zabezpieczaniaodpadów |
| RU2401819C1 (ru) * | 2009-10-09 | 2010-10-20 | Василий Юльевич Жиркевич | Способ получения смеси для серного бетона (варианты) |
| PL231566B1 (pl) * | 2009-12-08 | 2019-03-29 | Andrzej Janiczek | Sposób wytwarzania lepiszcza asfaltowopolimerowego granulowanego i betonu siarkowego oraz ich zastosowanie do wytwarzania i remontu nawierzchni drogowych |
| PL211111B1 (pl) * | 2009-11-25 | 2012-04-30 | Andrzej Janiczek | Sposób wytwarzania polimeru siarkowego i zastosowanie polimeru siarkowego |
| PL215185B1 (pl) * | 2010-05-28 | 2013-11-29 | Andrzej Janiczek | Sposób wytwarzania polimerycznego materialu budowlanego na bazie siarki odpadowej i odpadów flotacyjnych z flotacji rudy miedzi |
-
2017
- 2017-06-29 PL PL422069A patent/PL242737B1/pl unknown
- 2017-09-04 PL PL422745A patent/PL242738B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL422745A1 (pl) | 2019-01-02 |
| PL422069A1 (pl) | 2019-01-02 |
| PL242737B1 (pl) | 2023-04-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5080714B2 (ja) | セメント組成物 | |
| CN106753384A (zh) | 一种绿色可降解无机固沙材料的固沙方法 | |
| KR101289825B1 (ko) | 유기성 슬러지 고화제 및 이를 이용한 인공토양 제조방법 | |
| KR20150037175A (ko) | 레드머드를 이용한 성토재 조성물 및 그 제조방법 | |
| KR101543307B1 (ko) | 순환유동층 보일러에서 발생한 탈황석고를 이용한 석산 매립용 친환경 채움재 및 제조방법 | |
| JP2016023105A (ja) | 高炉セメントコンクリート用のコンクリート結合材 | |
| KR101889783B1 (ko) | 고칼슘 플라이애시와 철강산업부산물을 이용한 고화재 및 그 제조 방법 | |
| KR101543523B1 (ko) | 순환자원을 이용한 심층혼합처리공법용 고화재 조성물 및 그 제조방법 | |
| WO2020157775A1 (en) | An additive for increasing the supplementary cementitious materials content in cement, mortar and concrete | |
| KR102659413B1 (ko) | 친환경 범용성 고화재용 결합재 조성물 | |
| KR101436151B1 (ko) | 심층혼합공법용 고화 조성물 | |
| KR101640160B1 (ko) | 심층혼합공법용 고화 조성물의 제조방법 및 심층혼합공법용 고화 조성물 | |
| KR20160033522A (ko) | 환원슬래그를 이용한 고함수율 연약지반 토양 개량용 고화재 조성물 및 이를 이용한 토양 고화 방법 | |
| JP6782234B2 (ja) | セメント急硬材の製造方法、及びそれを用いた急硬性セメント組成物 | |
| US8512469B2 (en) | Polymeric construction material on the basis of flotation waste from copper ore flotation and waste sulfur | |
| KR101535909B1 (ko) | 레드머드를 활용한 흙고화재 조성물 제조방법 | |
| WO2019138538A1 (ja) | 地盤の改良工法 | |
| KR101447267B1 (ko) | 심층혼합공법용 고화 조성물의 제조방법 및 심층혼합공법용 고화 조성물 | |
| JP2018096139A (ja) | 土壌舗装材料 | |
| KR101852483B1 (ko) | 고칼슘 플라이애시를 이용한 고화재 제조 방법 및 이 제조 방법에 의해 제조된 고화재를 이용한 지반 개량 공법 | |
| JP2008515759A (ja) | 非塩化物促進剤を含むプレブレンドセメント組成物 | |
| KR101468363B1 (ko) | 아역청탄 부산물을 활용한 연약지반용 고화재 조성물 | |
| JP2018096028A (ja) | 土壌舗装材料 | |
| PL219685B1 (pl) | Sposób wytwarzania polimerycznego materiału budowlanego na bazie odpadów flotacyjnych z flotacji rudy cynku i ołowiu oraz siarki odpadowej | |
| KR101640155B1 (ko) | 사면 보강용 고화 조성물 및 이를 이용한 사면 보강법 |