Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ХРАНЕНИЯ И ТРАНСПОРТИРОВКИ СЕРНОГО ВЯЖУЩЕГО

Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности к изготовлению бетонных изделий и дорожных покрытий.

Известны различные способы производства изделий из серного бетона и серного асфальтобетона на основе серного вяжущего, получаемого с применением тех или иных модификаторов, а в ряде случаев и порошкообразных либо жидких (например, нефтяной битум) наполнителей (см., например, патент RU 2401819). В этом патенте, а также в других родственных ему патентах, определяющих уровень техники, применяются устоявшиеся в профильной литературе термины. Элементарная (иногда -«элементная») сера - чиста сера как вещество, не имеющее в своем составе молекул, включающих другие химические элементы. Серный цемент (или модифицированная сера) - сера, подвергшаяся специальной обработке для образования и стабилизации в ней серополимерных молекул. Причем определение «модифицированная сера» чаще применяют, когда речь идет о получении этого материала, а термин «серный цемент», когда говорят о его применении. Порошкообразные минеральные наполнители (или просто «порошкообразные наполнители») - мелкодисперсные минеральные компоненты (как доломитовая мука или зола-унос), часто включаемые в состав бетонных и асфальтобетонных смесей. Битум - смолоподобный продукт переработки нефти, применяемый в дорожном строительстве.

Известно также, что в большинстве случаев экономически и технологически целесообразно готовить серное вяжущее в рамках отдельного производства, с тем, чтобы затем использовать его непосредственно на месте производства изделий из серного бетона или серного асфальтобетона при приготовлении горячей смеси. В частности, такая технология описана в патенте US 5004799, принятом в качестве прототипа предлагаемого изобретения. В этом патенте предлагается полученное серное вяжущее подвергать грануляции на специальной установке, где капли расплавленного вяжущего охлаждаются воздушно-водяной смесью, в результате чего получаются твердые гранулы, которые передаются на последующее хранение либо транспортируются к месту последующего использования.

Такая технология обладает рядом существенных недостатков. Так, хотя применение воды при грануляции очень эффективно и экономически оправдано, ее использование приводит к тому, что часть воды оказывается внутри образующихся в гранулах полостей. Атмосферная влага также легко проникает в массив гранулированного продукта - серного вяжущего. Это приводит к значительным неоправданным потерям энергии и времени при последующей переплавке гранул в процессе приготовления горячей смеси. Помимо этого, при транспортировке и перевалках гранулы, обычно весьма дефектные, частично истираются с образованием пыли, что создает дополнительные экологические проблемы и значительно повышает пожароопасность продукта. Транспортировка гранул как насыпного груза требует применения соответствующих транспортных и погрузочно-разгрузочных средств, а попытка повысить удобство применения путем расфасовки приводит к необходимости использования возвращаемой или одноразовой тары с сопутствующими дополнительными расходами на транспортировку либо утилизацию, соответственно. Кроме того, развитая поверхность гранул обеспечивает взаимодействие продукта с влагой и кислородом воздуха, что приводит к заметному повышению интенсивности процессов старения и препятствует сохранению качества продукта. Помимо перечисленных недостатков, некоторые виды серного вяжущего в виде гранул могут обнаруживать склонность к слеживанию. Это может оказаться особо актуальным для серобитумного вяжущего, предназначенного для производства сероасфальтобетона. В условиях жаркого климата и под прямыми лучами солнца гранулированное серобитумное вяжущее может, размягчаясь, слеживаться вплоть до слипания в сплошной ком.

Задачей предлагаемого изобретения является предотвращение слеживания и повышение сохранности серного вяжущего при одновременном удешевлении и повышении удобства его транспортировки, хранения и применения, а также снижения его пожароопасности.

Указанная задача решается тем, что изготовленное по известным технологиям серное вяжущее в холодном либо разогретом для обеспечения необходимой пластичности виде подвергают экструдированию, получая в результате продукт в форме шнура, который затем либо сворачивают в бухту, либо нарезают на прутки и пакетируют их пучками. Форма сечения получаемого шнура принципиального значения не имеет, но разумно формировать жгут круглого сечения как наиболее технологичного либо квадратного или шестигранного сечения как обеспечивающих наиболее компактную и плотную упаковку.

Предполагается, что при приготовлении горячей смеси непосредственно на участке изготовления серобетонных изделий (или при подготовке сероасфальтобетонной смеси для дорожного покрытия) в емкость, где обеспечивается активное перемешивание разогретых инертных компонент, серное вяжущее загружают в виде прутков из освобожденных от упаковочных лент пакетов, либо в виде прутков, полученных при рассечении бухты со шнуром по диаметру. Легко показать, что общая площадь поверхности прутков всего в полтора раза меньше совокупной площади массива гранул такого же радиуса и той же общей массой. Это значит, что время плавления прутков в емкости с инертными компонентами будет в целом соизмеримо со временем плавления гранул. А поскольку последнее намного меньше, чем время, необходимое для разогрева инертных компонент, то это различие окажется на практике неощутимым. Зато форма прутка или шнура позволяет сформировать плотный пакет или бухту, в которых возможность проникновения атмосферного воздуха внутрь будет практически сведена на нет, что обеспечивает решение поставленной задачи.

В качестве дополнительной меры в предлагаемом изобретении предполагается покрытие получаемого при экструдировании шнура защитной пленкой. Такая процедура, технологически трудновыполнимая для гранул, легко может быть реализована в применении к шнуру, который уже непосредственно на выходе из экструдера может охватываться защитной пленкой. Это дополнительно защитило бы продукт от внешних воздействий, но помимо того предотвратило бы риск слипания смежных витков в бухте (или прутков в пакете) друг с другом, что, как было упомянуто выше, может быть весьма актуальным для случая серобитумного вяжущего. Чтобы не создавать проблем, связанных с удалением защитной пленки перед применением, в качестве материала пленки целесообразно использовать вещества, распадающиеся в горячей смеси, либо органично входящие в ее состав. Таким веществом мог бы служить, например, полиэтилен, поскольку температура его плавления ниже температуры смеси. При использовании пищевой полиэтиленовой пленки толщиной 8 мкм доля полиэтилена в расплаве вяжущего будет исчисляться сотыми долями процента, что не сказывается на качестве и практически не отражается на себестоимости продукта. Одновременно, в отличие от гранулированного продукта, решается проблема тары, поскольку достаточно в двух местах опоясать бухту той же пленкой, чтобы бухта сама себе стала тарой.

Ни конкретный материал, ни способ нанесения пленки не являются принципиальными в рамках предлагаемого изобретения. Это может быть механически наносимая полимерная пленка, как в вышеописанном примере, или быстросохнущее лаковое покрытие, наносимое аэрозолем либо обмакиванием в содержащую жидкий лак ванночку, или обдув шнура порошком вроде талька и т.п.Главное, чтобы образующее поверхностную защитную пленку покрытие выполняло свою основную функцию - защиту витков шнура от факторов внешней среды и друг от друга, и при этом распадалось в горячей смеси, не ухудшая свойств продукта.

Пример.

Ранее полученное серное вяжущее в составе: 50 мас.% минерального порошка МП-1, 30 мас.% битума БНД 60/90 и 20 мас.% серного цемента, произведенного известным способом с применением дициклопентадиена в качестве модификатора, в лабораторных условиях разогревалось до температуры 100°C, после чего подвергалось экструдированию через круглую фильеру диаметром 8 мм. Получаемый шнур охлаждался вентилятором до температуры 80°C, затем обматывался пищевой полиэтиленовой пленкой толщиной 8 мкм и укладывался витками в бухту толщиной в три слоя, которая в дальнейшем остывала в естественных условиях до комнатной температуры. Позже секатором с диаметром реза 22 мм бухта рассекалась по диаметру, в результате чего она распадалась на отдельные прутки полукруглой формы. Прутки в дальнейшем использовались для приготовления горячей сероасфальтобетонной смеси путем их расплавления в разогретой до 135°C смеси инертных компонент.

При осуществлении изобретения может быть получен технический результат, заключающийся в предотвращении слеживания и повышении сохранности серного вяжущего при одновременном удешевлении и повышении удобства его транспортировки, хранения и применения, а также снижении его пожароопасности.

В конечном счете, использование изобретения позволит повысить экономичность производства серобетонных изделий и сероасфальтобетонных покрытий и улучшить их эксплуатационные характеристики.