Кислототривкий полімермінеральний розчин

Кислототривкий полімермінеральний розчин, який включає рідке скло, кремнефтористий натрій, карбамід і кварцовий пісок, який відрізняється тим, що додатково містить фурфурол та хлорид алюмінію, при такому співвідношенні компонентів, мас. %: рідке скло 25-29 кремнефтористий натрій 2,9-3,4 карбамід 2,4-2,8 фурфурол 5,2-5,8 хлорид алюмінію 0,1-0,3 кварцовий пісок решта. (19) (21) u201102661 (22) 09.03.2011 (24) 10.10.2011 (46) 10.10.2011, Бюл.№ 19, 2011 р. (72) ШУТЕНКО ЛЕОНІД МИКОЛАЙОВИЧ, ВОЛЮВАЧ СЕРГІЙ ВАСИЛЬОВИЧ, ЗОЛОТОВ МИХАЙЛО СЕРГІЙОВИЧ, СУРЖАН ЄВГЕН ОЛЕКСАНДРОВИЧ, БОНДАРЕНКО АРИНА ЮРІЇВНА, ШЕЛКОВІН ОЛЕКСАНДР ОЛЕКСАНДРОВИЧ, БУТНИК ДМИТРО ВАДИМОВИЧ (73) ХАРКІВСЬКА НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ МІСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА 3 63416 Рідке скло 25-29 Кремнефтористий натрій 2,9-3,4 Карбамід 2,4-2,8 Фурфурол 5,2-5,8 Хлорид алюмінію 0,1-0,3 Кварцовий пісок решта. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак, що заявляються, та технічним результатом полягає у такому. Відмінною ознакою від прототипу є використання у запропонованому розчині фурфуролу, що дозволяє підвищити його хімічну стійкість і теплостійкість, а також межі міцності при стиску та вигині, внаслідок утворення полімерного каркасу у мінеральній матриці за рахунок, з одного боку, поліконденсації фурфуролу з утворенням низькомолекулярних олігомерних смол, які складаються з тримерів, тетрамерів і т.п, з розгалуженою структурою: CH CH CH CH CH CH CH C CH O CH O O C CH CH а з другого боку, за рахунок полімеризації фурфуролу з утворенням, головним чином, лінійних макромолекул: CH CH CH CH CH C CHO CH CH C CH O O O C CHO Другою відмінною ознакою від прототипу є використання у запропонованому розчині хлориду алюмінію, який є каталізатором вищенаведених реакцій поліконденсації і полімеризації фурфуролу. Крім того, при конденсації фурфуролу і карбаміду утворюються олігомерні смоли, які складаються з монофурфуриліденкарбаміду: CH CH O C CH CH n CH N NH2 C O та дифурфуриліденкарбаміду: CH CH CH C O C C 4 O CH N C CH N CH CH C CH O У кислому середовищі, в якому експлуатують кислототривкий полімермінеральний розчин або бетон на його основі, протікає остаточне твердіння олігомерних смол за рахунок просторової зшивки макромолекул в результаті актів полімеризації по олефіновим зв'язкам і поліконденсації по карбонільним групам, а також полімеризації при розкритті подвійних зв'язків фуранових ядер. Внаслідок цього утворюється неплавкий і нерозчинний полімерний тривимірний продукт, який зумовлює високу хімічну стійкість і теплостійкість, а також підвищення межі міцності при стиску та вигині кислототривкого полімермінерального розчину. Склад запропонованого кислототривкого полімермінерального розчину наведено у табл. 1, а аналіз властивостей запропонованого розчину у порівнянні з властивостями відомої композиції наведено у табл. 2. CHO Таблиця 1 Найменування компонентів Рідке скло натрієве (ГОСТ 13078-81) Кремнефтористий натрій (ТУ 6-09-1461-76) Карбамід технічний (ГОСТ 2081-63) Фурфурол (ТУ 64-11-04-87) Хлорид алюмінію (ТУ 6-01-2-88) Пісок кварцовий мелений (ГОСТ 8736-77) Вміст компонентів у складі композиції, мас. % 1 2 3 29 27 25 3,4 3,2 2,9 2,8 2,6 2,4 5,8 5,5 5,2 0,3 0,2 0,1 58,7 61,5 64,4. 5 63416 6 Таблиця 2 Властивості 1 Межа міцності, МПа, після 28 діб - при стиску - при вигині Втрата маси при іспиті на теплостійкість (після 100 циклів теплозмін), % Проникність у 20 %-му розчині H2SO4, мм після 15 діб після 30 діб Показники для складу розчину що пропонується відомої* композиції 2 3 36,9 11,8 36,1 11,6 35,1 11,3 32,4 10,8 2,1 2,4 2,6 3,3 1,5 3,5 2 4 2,5 5 4 7 Примітка: * Взято середні значення показників відомої композиції. Як видно з даних табл. 2, проникність у 20 %му розчині сірчаної кислоти запропонованого розчину після 15 діб витримки на 37-62 % менше, ніж у відомій композиції, а після 30 діб витримки на 2950 % менше, ніж у відомої композиції, що свідчить про більшу хімічну стійкість запропонованого розчину. Термогравіметричні дослідження показали, що втрата маси після 100 циклів теплозмін у запропонованого розчину на 21-36 % менше, ніж у відомої композиції, що свідчить про підвищення теплостійкості запропонованого розчину. Цикл теплозмін здійснювали наступним чином. Зразки композицій, які досягли 28 добового віку нагрівали у сушильній шафі при 120 °C протягом 4 годин, після чого зануряли у воду на 4 години, а потім протягом 16 годин тримали на повітрі. Межа міцності при стиску у запропонованого розчину на 814 % більше, ніж у відомій композиції, а межа міцності при вигині у запропонованому розчині на 59 % більше, ніж у відомій композиції. Прикладом конкретного виконання запропонованого технічного рішення є наступна технологія виготовлення складів 1-3 (табл. 1) запропонованого розчину. Комп’ютерна верстка М. Ломалова Рідке натрієве скло з силікатним модулем 2,81 3 (густина 1,59 г/см ), яке попередньо розведене до 3 густини розчину 1,4 г/см , змішують з кремнефтористим натрієм. Окремо змішують фурфурол з карбамідом і хлоридом алюмінію для утворення олігомерної фурфурол-карбамідної смоли, яка має вигляд темної глеюватої маси і витримує тривале зберігання. Остаточно вона затверджується у присутності кислих агентів. Потім рідкоскляну суміш ретельно змішують з фурфурол-карбамідною смолою і додають при перемішуванні як наповнювач мелений кварцовий пісок. З одержаного розчину після остаточного твердіння роблять зразки 4 × 4x16 см для дослідження фізико-механічних, теплофізичних і технологічних характеристик. Таким чином, запропонований кислототривкий полімермінеральний розчин забезпечує підвищення хімічної стійкості і теплостійкості, а також межі міцності при стиску та вигині, що приводить до збільшення довговічності та надійності кислототривких будівельних конструкцій, наприклад, дахів скруберів, виробництва штучного волокна, підлог целюлозно-паперових виробництв, промислових майданчиків помпування кислот та розчинів кислих солей, естакад і резервуарів. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601