Мінералополімерний шламобетон

1 Мінералополімерний шламобетон на основі карбамідної смоли, тампонажного цементу, рідкого скла, кислого компонента, який відрізняється тим, що додатково вводять заповнювач - відходи баріння, вугільну золу, гірничі відклади, нафтошлами, кислі гудрони, мул донних канав та ВІДСТІЙНИКІВ, ВІДХОДИ підприємств з високим вмістом важких металів, пестицидів, ядохімікатів, фосфоппси, продукти спалювання побутових ВІДХОДІВ, тверді викиди фільтрів очистки атмосферного повітря в КІЛЬКОСТІ 20-80%, сорбент у складі глауконіту, бентоніту та цеоліту в КІЛЬКОСТІ 0,2-0,3 маси ВІДХОДІВ, а решта - компоненти у наступних кількостях мас ч карбамідна смола рідке скло кислий компонент 6-15% до 5% 3-5% від маси карбамідної смоли тампонажний це3-15% мент вода, глиниста порода решта 2 Мінералополімерний шламобетон за п 1, який відрізняється тим, що як заповнювач беруть відходи буріння у КІЛЬКОСТІ 70-80%, сорбент у складі глауконіту в КІЛЬКОСТІ 0,5-0,1 маси ВІДХОДІВ, а решта - компоненти у наступних кількостях мас ч карбамідна смола 6-15% 3-5% від маси карбакислий компонент мідної смоли тампонажний цемент 5-8% 3 Мінералополімерний шламобетон за пп 1, 2, який відрізняється тим, що як заповнювач беруть вугільну золу в КІЛЬКОСТІ 70-80%, сорбент у складі глауконіту та цеоліту в КІЛЬКОСТІ 0,05-0,1 маси ВІДХОДІВ, а решта - компоненти у наступних кількостях мас ч карбамідна смола 6-15% рідке скло до 5% кислий компонент 3-5% від маси кар бамідної смоли тампонажний цемент 3-10% 4 Мінералополімерний шлакобетон за пп 1, 2, З, який відрізняється тим, що як заповнювач беруть гірничі відклади у КІЛЬКОСТІ 70-80%, сорбент у складі глауконіту та бентоніту в КІЛЬКОСТІ 0,05-0,1 маси ВІДХОДІВ, а решта - компоненти у наступних кількостях мас ч карбамідна смола 6-15% 3-5% від маси каркислии компонент бамідної смоли тампонажний цемент 3-15% 5 Мінералополімерний шламобетон за пп 1, 2, З, 4, який відрізняється тим, що як заповнювач беруть нафтолами в КІЛЬКОСТІ 50-70%, сорбент у складі цеоліту та бентоніту в КІЛЬКОСТІ 0,05-0,3 маси ВІДХОДІВ, а решта - компоненти у наступних кількостях мас ч карбамідна смола 6-15% до 5% рідке скло 3-5% від маси карбакислий компонент мідної смоли тампонажний цемент 8-15% 6 Мінералополімерний шлакобетон за пп 1, 2, З, 4, 5, який відрізняється тим, що як заповнювач, беруть кислі гудрони, попередньо нанесені на глинисту породу у співвідношенні 1 5-6, отриману суміш в КІЛЬКОСТІ 50-70%, сорбент у складі бентоніту та цеоліту в КІЛЬКОСТІ 0,05-0,3 маси ВІДХОДІВ, а решта - компоненти у наступних кількостях мас ч карбамідна смола 6-15% рідке скло до 5% тампонажний цемент 8-15% 7 Мінералополімерний шламобетон за пп 1, 2, З, 4, 5, 6, який відрізняється тим, що як заповнювач, беруть мул донних канав та ВІДСТІЙНИКІВ В КІЛЬКОСТІ 70-80%, сорбент у складі глауконіту в КІЛЬКОСТІ 0,05-0,3 маси ВІДХОДІВ, а решта - компоненти у наступних кількостях мас ч карбамідна смола 6-15% рідке скло до 5% 3-5% від маси каркислий компонент бамідної смоли тампонажний цемент 8-15% о> З 49172 8 Мінералополімернии шламобетон за пп 1, 2, З, 4, 5, 6, 7, який відрізняється тим, що як заповнювач беруть відходи промислових підприємств із високим вмістом важких металів в КІЛЬКОСТІ 5070%, сорбент у складі глауконіту в КІЛЬКОСТІ 0,050,3 маси ВІДХОДІВ, а решта - компоненти у наступних кількостях мас ч карбамідна смола рідке скло кислий компонент 6-15% до 5% 3-5% від маси карбамідної смоли тампонажний цемент 8-15% 9 Мінералополімернии шлакобетон за пп 1, 2, З, 4, 5, 6, 7, 8, який відрізняється тим, що як заповнювач беруть фосфогіпси в КІЛЬКОСТІ 70-80%, сорбент у складі глауконіту та цеоліту у КІЛЬКОСТІ 0,050,3 маси ВІДХОДІВ, а решта - компоненти у наступних кількостях мас ч карбамідна смола 6-15% до 5% рідке скло 3-5% від маси каркислий компонент бамідної смоли 8-15% тампонажний цемент 10 Мінералополімернии шламобетон за пп 1 , 2 , 3 , 4, 5, 6, 7, 8, 9, який відрізняється тим, що як заповнювач беруть відходи з високим вмістом пестицидів та ядохімікатів у КІЛЬКОСТІ 50-70%, сорбент у складі глауконіту у КІЛЬКОСТІ 0,05-0,3 маси ВІДХОДІВ, а решта - компоненти у наступних кількостях мас ч Винахід відноситься до екологи, захисту навколишнього середовища та виробництва будівельних матеріалів, а саме, до виготовлення елементів будівельних конструкцій із використанням промислових та побутових ВІДХОДІВ ВІДОМІ різноманітні склади композиції полімеробетонів для виготовлення елементів будівельних конструкцій на основі гранітного щебеню, пористого щебеню піску кварцового наповнювача карбамідної смоли, фосфогіпсу або гіпсу, солянокислого аніліну, гранітного щебеню, пористого щебеню, метилметалкрилату, парафіну нафтового, гранітного щебеню, пористого щебеню піску кварцевого наповнювача поліефірної смоли, пдроперекису ізопропіленбензолу, нафтенату кобальту, пластифікатора (1) Недоліками згаданих полімеробетонів є їх токсичність як при виготовленні, так і в процесі експлуатації будівельних конструкцій з використанням елементів із полімеробетону цих складів Важкі умови праці при виготовленні додатково ускладнені необхідністю строго дотримання умов техніки безпеки щодо запобігання отруєнню персоналу Відома теж полімерна композиція для отримання теплоізоляційного матеріалу на основі карбамідноформальдепдної смоли, волоконного наповнювача, газоутворювача, поверхнево-активної речовини, рідкого скла, кислотного затверджувача, пластифікатора (2) Недоліками полімерної композиції карбамідна смола рідке скло кислии компонент 6-15% до 5% 3-5% від маси кар^ с бамідної смоли тампонажний цемент 8-15% 11 Мінералополімернии шлакобетон за пп 1, 2, З, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, який відрізняється тим, що як заповнювач беруть продукти спалювання побутових ВІДХОДІВ у КІЛЬКОСТІ 50-80%, сорбент у складі глауконіту у КІЛЬКОСТІ 0,05-0,3 маси ВІДХОДІВ, а решта карбамідна смола - компоненти у наступних кількостях мас ч 6-15% рідке скло кислий компонент до 5% 3-5% від маси карбамідної смоли тампонажний цемент 8-15% 12 Мінералополімернии шламобетон за пп 1 , 2 , 3 , 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 1 1 , який відрізняється тим, що як заповнювач беруть тверді викиди з фільтрів очистки атмосферного повітря у КІЛЬКОСТІ 50-70%, сорбент у складі глауконіту у КІЛЬКОСТІ 0,05-0,3 маси ВІДХОДІВ, а решта - компоненти у КІЛЬКОСТІ мас ч карбамідна смола рідке скло кислий компонент тампонажний цемент 6-15% до 5% 3-5% від маси карбамідної смоли 8-15% отриманої на підставі вказаного складу є низька механічна МІЦНІСТЬ та термостійкість, а також неспроможність зв'язувати речовини-відходи промислово-виробничої ДІЯЛЬНОСТІ Найбільш близьким технічним рішення по технічній суті та результату, що досягають, є полімероцементна композиція для виготовлення облицьовуваних виробів (3) у складі мас ч портландцемент від 100 до 125, Бутадієн стирольний патекс від 25 до ЗО, пісок кварцовий від 150 до 200, пігмент 1, вказаний наповнювач від 8 до 10, вода від 70 до 75 гіпс від 75 до 100, рідке калієве скло від 6 до 9, дібутіфталат 0,02, продукт оксиетилування моно- або діалкілфенолів 0,2, Недоліком даної композиції є відсутність можливості зв'язувати ШКІДЛИВІ та побічні продукти процесу гірничо-рудної, добувної, виробничої та іншої ДІЯЛЬНОСТІ людини, що мають ряд шкідливих та токсичних включень та складових, утилізація яких пов'язана із значними технічними і технологічними труднощами В основу винаходу поставлено завдання створення мінералополімерного шлакобетону шляхом застосування у композиції природних сорбентів глауконіту, цеоліту, бентоніту у відповідному спів 49172 відношенні в залежності від складу заповнювача на основі ВІДХОДІВ, що дозволить забезпечити покращення екологічного стану навколишнього середовища за допомогою утилізації ВІДХОДІВ буріння, вугільної золи, гірничих відкладів, нафтошламів, кислих гудронів, донного мулу канав та ВІДСТІЙНИКІВ, ВІДХОДІВ промислових підприємств з високим вмістом важких металів, фосфороппсів, ВІДХОДІВ з високим вмістом пестицидів та ЯДОХІМІкатів, продуктів, спалювання побутових ВІДХОДІВ, твердих викидів із фільтрів очистки атмосферного повітря з одночасним виготовленням елементів будівельних конструкцій із цих ВІДХОДІВ Поставлене завдання досягають мінералополімерним шламобетоном, у складі мас ч тампонажного цементу до 3 - 13%, заповнювача, в основі якого гомогенізовані відходи твердих включень до 50 - 80%, а гомогенізація рідких ВІДХОДІВ ведуть до досягнення однорідності маси вмістом до 20 70%, природних сорбентів глауконіту, цеоліту та бентоніту у співвідношенні 1 0,3 - 0,03 до маси ВІДХОДІВ, рідкого скла до 5%, карбамідної смоли до 6 - 15%, кислого компоненту до 3 - 3% від маси карбамідної смоли В даному мінералополімерному бетоні в процесі змішування природні сорбенти здійснюють сорбцію шкідливих речовин ВІДХОДІВ В залежності від типу ВІДХОДІВ, складу компонент заповнювача встановленого експрес аналізом комбінують співвідношення сорбентів Карбамід на смола під впливом кислих компонентів затвердне і набуде гідрофобних властивостей, які у комплексі із низькою проникливістю і пористістю та високою пильністю призведуть до суттєвого зменшення міграбельних властивостей токсичних речовин зв'язаних сорбентом важких металів, нафтопродуктів, фенолів, ароматичних сполук, пестицидів Застосування карбамідної смоли, тампонажного цементу при НІЖНОСТІ сорбентів, які мають здатність до набухання внаслідок поглинання води призводить до утворення полімермінеральної конструкції у шламобетоні В залежності від складу ВІДХОДІВ, Ж заповнювача співвідношення у складі композиції регулюють додаючи рідке скло Виготовлення мінералополімерного шламобетону здійснюють наступним чином відходу які використовують як заповнювач, гомогенізують подрібнюючи, перемішують з метою зв'язування токсичних речовин із завчасно подрібненим сорбентом, в якому співвідношення глауконіту, бентоніту та цеоліту регулюють в залежності від ХІМІЧНОГО складу ВІДХОДІВ як заповнювача Для доведення розчину до потрібної консистенції в процесі гомогенізації при необхідності додають рідину або рідкі відходи При виготовленні шламополімерного бетону з використаних кислих гудронів в якості заповнювача, кислі гудрони попередньо наносять на глинисту породу у співвідношенні 1 5 - 6 гомогенізуючи суміш перемішуванням В подальшому отриману суміш гомогенізують із подрібненим сорбентом на основі цеоліту та бетоніту При постійному перемішуванні вводять розрахункову КІЛЬКІСТЬ карбомідної смоли га тампонажного цементу Цю суміш перемішують протягом 20 - 40 хвилин до досягнення повного поглинання токсичних та канцерогенних речовин Для інших заповнювачів вводять кислий компонент, наприклад, солянокислий анілін або щавелеву кислоту, після гомогенізації при необхідності вводять рідке скло і знову суміш гомогенізують або завчасно готують суміш на основі тампонажного цементу, рідкого скла та кислого компоненту, наприклад, солянокислого аніліну або щавелевої кислоти Після чого, приготовану таким чином суміш, додають до попередньо приготованої суміші постійно і добре перемішують увесь вміст протягом 20 - ЗО хвилин Враховуючи склад ВІДХОДІВ ДЛЯ заповнювачів, таких як відходи буріння та гірничі відклади рідке скло не застосовують, а для кислих гудронів не застосовують кислого компонента, Отриману гомогенну суміш вливають в завчасно приготовлену форму заданої конфігурації Затвердіння композиції мінералополімерного шлакобетону проходить протягом 4 - 20 годин без будь-яких стимуляторів, без використання випалювання, сушки, підігріву тощо Для експериментальної перевірки шламополіменого бетону, було приготовано шість сумішей інгредієнтів по десять зразків кожної, всі дослідження та випробування показали добрі результати Нижче наведено три приклади, що підтверджуюють придатність використання у будівельних конструкціях, в якості заповнювача промислові та побутові відходи Приклад 1 Бурові відходи із свердловини "Твіржа-1" зтрушувачем Universal Shaker typ 327 довели до однорідної маси у КІЛЬКОСТІ 700Г ІЗ розрахунку для одного зразка додаючи проточну воду або рідкі відходи буріння (бурові СТІЧНІ води) До утвореної маси додають 80г глауконіту і знову доводять до однорідної маси перемішуванням протягом 10 20хв Після ЧОГО почергово додають, но 80г тампонажного цементу марки ПЦТ-ДО-50 та карбамідної смоли КФ-Ж В якості кислого компонента застосовували солянокислий анілін та щавелеву кислоту у КІЛЬКОСТІ 4г чистої речовини Суміш гомогенізують ручним перемішуванням протягом 20 - ЗОхв і додають до 30г скла натрієвого рідкого (ГОСТ 13078), знову перемішують зтрушувачем і впливають у завчасно виготовлену форму Затвердіння проходить при кімнатній температурі протягом 6 10 годин без використання сушки та підігріву Отримані бруски розміром 70 х 70 х 200мм відповідають фізико-механічним вимогам передбаченим для будівельних матеріалів Аналогічні зразки виготовлені та випробувані із заповнювачів на основі вугільної золи, інших золошлакових продуктів, гірничих відкладів Приклад 2 Нафтошлами із кінцевого шламонакопичувача Бориславського ПГ'ДУ зтрушувачем Universal Shaker, typ 327 доводять до однорідної маси у КІЛЬКОСТІ 630г із розрахунку для одного зразка До утвореної маси додають 100г подрібненого порошкоподібного сорбенту - цеоліту або бетоніту, протягом 10 - 20хв гомогенізують суміш до однорідності маси Після ЦЬОГО додають 120г карбамідної смоли КФ-Ж і щавелеву кислоту в КІЛЬКОСТІ 6Г чистої речовини, суміш перемішують протягом 20 ЗОхв , далі додають 100г тампонажного цементу марки ПЦТ-ДО-50 і до 50г скла натрієвого рідкого 49172 8 (ГОСТ 13078), знову гомогенізують протягом до кімнатній температурі протягом 1 7 - 2 0 годин без Юхв Отриману суміш виливають у завчасно виговикористання сушки та підігріву Отримані бруски товлену форму Затвердіння проходить при кімнарозміром 70 х 70 х 200мм відповідають фізикотній температурі протягом 1 7 - 2 0 годин без викомеханічним вимогам передбаченим для будівельристання сушки та підігріву Отримані бруски них матеріалів розміром 70 х 70 х 200мм відповідають фізикоДаний мінералополімерний шламобетон екомеханічним вимогам передбаченим для будівельлогічно безпечний матеріал, оскільки завдяки проних матеріалів цесам сорбції, щільному упакуванню карбамідною смолою та ущільненню тампонажним цементом Приклад З досягають повного зв'язування шкідливих речовин Кислі гудрони Львівського нафто-маслозавод у Наявність природних сорбентів у достатній КІЛЬКОу КІЛЬКОСТІ 100 - 150г із розрахунку для одного СТІ, ВИХІДНИХ складових композиції, доступність зразка у зтрушувачі Universal Shaker, typ 327 нанопроцесу виготовлення будівельних конструктивних сять на 500г глинистої породи, суміш доводять до елементів дозволить вирішити ряд завдань, а саоднорідної маси До утвореної маси додають 100г ма, утилізації ряду виробничих шкідливих ВІДХОДІВ, подрібненого порошкоподібного сорбенту - цеолітоксичних та канцерогенних речовин, покращення ту, протягом 10 - 20хв гомогенізують доводять екології навколишнього середовища та створення суміш до однорідності маси Після цього додають на їх основі дешевих будівельних матеріалів з фі100 - 120г карбамідної смоли КФ-Ж, суміш гомогезико-механічними показниками, що відповідають нізують протягом 10 - 15хв У п'яти зразках із десячинним вимогам санітарних норм ти правил ти було наявне сильно кисле середовище У процесі гомогенізації додавали крейду (СаСОз) до Бібліографічні дані отримання рН-7 У подальшому суміш гомогенізу1 Патуроев В В , Полимеробетоны, Москва ють протягом Юхв і додають 100г тампонажного Строинздат 1987г, с 23 - 26, 77, 81, цементу марки ПЦТ-ДО-50 і до 50г скла натрієвого 2 Патент України № 26267, опубл Бюл 1, рідкого (ГОСТ 13078), знову гомогенізують протя1998р, гом до Юхв Отриману суміш виливають у завчас3 Патент України № 19296, опубл Бюл 6, но виготовлену форму Затвердіння проходить при 1997р ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71