Спосіб одержання багатофункціональних добавок до бетонів та будівельних розчинів

1. Спосіб одержання багатофункціональних добавок до бетонів та будівельних розчинів, зокрема прискорювачів тверднення, який включає взаємодію лужного агента з окислювальними ком C2 2 (19) 1 3 90972 4 складу вводять інгібітори корозії та ряд інших добавок, наприклад, фосфорну, фтористоводневу кислоти [12, 13]. Кілька типових складів ОКРП наведені у таблиці 1. У цілому, склади ОКРП на підставі азотної кислоти можуть коливатися у широких межах [13-16]: азотна кислота 75-98% окиси азоту 0,5-24% сірчана кислота 0-1,5% добавки Н3РО4, HF, І2 та інші 0-0,4% При тривалому збереженні такі окислювачі міцно кородують сховища, розкладаються, забруднюють окисами азоту навколишнє середовище, і з часом стають повністю нездатними для використання що до основного призначення [10 -13]. При цьому їх збереження стає небезпечним, приводить к забрудненню навколишнього середовища, можливому виникненню пожеж, вибухів та отруєнню людей [10, 12]. Об цьому свідчать багаточисельні публікації останніх років, пов'язані з аварійними проливами і газовими викидами ОКРП. Так, наприклад у статті [17] описані аварійні ситуації, пов'язані зі збереженням ОКРП в Україні. Подібна картина спостерігається у Росії та інших странах СНД, де залишились на збереженні ОКРП. Прийнятні методи очищення або утилізації ОКРП в науковій та технічний літературі не описані. Проведеними дослідженнями встановлено, що ОКРП можуть бути переведені доступними методами у кальцієві і натрієві солі азотної і азотистої кислот (по реакціям 1- 8). Такі солі та їх суміші без додаткової обробки можуть бути застосовані у якості прискорювачів тужавлення та тверднення при одержанні будівельних композицій. Для зручності проведення реакцій лужних агентів з ОКРП останні попередньо можливо перевести у суміш азотної і азотистої кислот взаємодією з водою окисів азоту, що містяться в ОКРП (наприклад, по рівнянням 9-11). N2O4 + Н2О = HNO2 + HNO3 (9) 3NO2 + Н2О = 2 HNO3 + NO (10) N2O3 + H2O = 2HNO2 (11) Новий спосіб отримання добавок для будівельних сумішей дозволяє використовувати доступну сировину для їх виробництва, вирішити проблему утилізації ОКРП, зменшити забруднення ними навколишнього середовища, небезпеку пожеж та вибухів. У відкритих літературних джерелах інформації про можливість утилізації ОКРП та отриманні на їхній підставі прискорювачів тужавлення та тверднення для будівельних сумішей не знайдено. Тому запропонований спосіб відповідає критеріям новизни та практичної корисності. Приклади, що ілюструють сутність винаходу, що заявляється, наведені нижче. У таблиці 2 наведені склади ОКРП. Оскільки добавка Н3РО4, HF, І2 та інших подібних присадок в ці склади проводиться у невеликій кількості (як правило, менше ніж 1 % ваг.), нею при розрахунку завантаження можливо зневажити. У таблиці 3 наведено склад сумішей кислот, одержаних на підставі зразків ОКРП з таблиці 2. Загальна методика полягала у наступному: до зразку ОКРП додавалася вода у кількості, необ хідній для переводу окисів азоту у суміш азотної і азотистої кислот і отримання в цілому суміші розведених азотної та азотистої кислот. 5 90972 6 У таблиці 4 наведено склад сумішей будівельних добавок, отриманих на підставі сумішей розведених кислот, зазначених у табл.3. Загальна методика полягала у наступному. На підставі складу розведених кислот (загальної кислотності), розраховували добавку лужного агенту (окис ка льцію, карбонати кальцію і натрію; гідроокиси кальцію чи натрію), які для зручності брали у виді водної суспензії або розчину. Проводили зливання обох компонентів (при цьому протікали реакції 18), беручі суміш кислот у невеликій недостачі, для збереження лужного середовища Приклади, що ілюструють корисну дію одержаних добавок як прискорювачів тверднення, наведені у табл. 5 - 8. В цих табл. № добавки відповідає її № у табл. 4, а кількість добавки приведено у розрахунку на твердий продукт. Випробування, результати яких наведено нижче (таблиці 5-8), проводились згідно вимог ДСТУ Б В.2.7.-69-98 «Добавки для бетонів. Методи визначення ефективності». Випробування бетонів на міцність при стиску проводилось на пресі П-125 з 7 діапазоном можливих зусиль від 0 до 1250 кН згідно вимог ГОСТ 10180-90. Склад бетону на1 м3: 90972 8 Цемент М400 Пісок річний (модуль крупності 1,6) Щебінь гранітний фракції 5-20 мм 350 кг 760 кг 1160 кг. 9 90972 Як видно з табл. 5-8, усі використані добавки викликають прискорення тверднення і підвищують міцність. Література [1] Батраков В.Г.Модифицированные бетоны. Теория и практика. М.,1998.-768 с. [2] Афанасьев Н.Ф., Целуйко М.К. Добавки в бетоны и растворы. К. : Будівельник, 1989. - 128 с. [3] Ратинов В.Б., Розенберг Т.И. Добавки в бетон. М.: Стройиздат, 1989. -187 с. [4] Афанасьев А.А. Бетонные работы. М.: Высшая школа, 1991.- 288 с. [5] Соколовский Α.Α., Яшке Е.В. Технология минеральных удобрений и кислот. М.: Химия, 1971. - 456 с. [6] Миниович М.А., Миниович В.М. Соли азотистой кислоты (нитриты). М.: Химия, 1979.-168 с. [7] Позин М.Е. Технология минеральных солей. 2 изд. Л., 1961. [8] Атрощенко В.И., Каргин СИ. Технология азотной кислоты. М.: Химия, 1970.- 494 с. Андреев Ф.А., Каргин СИ., Козлов В.И., Приставко В.Φ. Технология связанного азота. М.: Химия, 1974.- 463 с. [9] Производство азотной кислоты в агрегатах большой единичной мощности. М.: Химия, 1985.398 с. Комп’ютерна верстка І. Скворцова 10 Ададуров И.Е. Производство азотной кислоты. Л. : ОНТИ-ГОСХИМИЗДАТ, 1934.-355 с. [10] Большаков Г.Ф. Химия и технология компонентов жидкого ракетного топлива. Л. : Химия, 1983. - 318 с. [11] Жидкие и твердые ракетные топлива. Сб. переводов./ Под ред. Ю.Х. Шаулова. М. : ИЛ, 1959. [12] Паушкин Я.М. Жидкие и твердые химические ракетные топлива. М.: Наука, 1978.-192 с. Сазонтов В.И., Казаков В.В., Гринь В.И. Технология утилизации меланжей. Северодонецк : ЗАО «Северодонецкое объединение АЗОТ», Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», 2006. - 173 с. [13] Сапрнес С Химия ракетных топлив. Перевод с англ. Голубкова Е.П. и др./ Под ред. Ильинского В.А. М. : Мир, 1969. - 468 с. [14] Military Specification MIL-N-7254E, 1958. [15] Ракетные топлива / По материалам зарубежной печати / Под ред. Паушкина ЯМ., Чулкова А.З. М. : Мир, 1975. - 188 с. [16] Современная химия ракетного топлива. Сб. статей. Перевод с англ. Кузнецова Н.Т., Левина Б.В., / под ред. Моисеева И.И. М. : Атомиздат, 1972. [17] Бутусов Ю. «Меланж. Беда, к которой принюхались» .Общественно-политический еженедельник «На днях». № от 14.07.2004 г. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601