Мировой рынок серы в последние годы, а также, по прогнозам, до 2015-2020 г.г., будет иметь устойчивую тенденцию превышения производства серы над ее сбытом. Это связано с более глубокой очисткой от попутных газов, продуктов нефтепереработки, расширением разработки серосодержащих газовых и нефтяных месторождений, очисткой топочных газов. В России наблюдается аналогичная ситуация. Поэтому сегодня становится более выгодным использовать серу в технологии стройиндустрии и дорожном строительстве. Предлагаемая технология полностью обеспечена необходимыми природными и техногенными ресурсами; ограничений, препятствующих осуществлению программы, не имеется. Реализация проекта осуществляется путем модернизации существующей производственной базы за счет включения нового эффективного оборудования, производство которого базируется на отечественных технологиях и сырье.

Освоение технологии как на модернизированных действующих АБЗ, так и на вновь создаваемых производственных участках, позволит обеспечить быструю реализацию продукции, высокую экономическую эффективность и безусловную окупаемость вложенных средств.

Серные композиты (бетон)

Искусственный композиционный материал, представляющий отформованную затвердевшую смесь, состоящую из серного вяжущего (20-35%) и заполнителей (65-80%). Приготовление смеси и формовку изделий производят при температуре 140-150⁰ С.

Серные композиции в зависимости от сочетания инертных заполнителей по размерам фракции могут быть изготовлены в виде бетонов, растворов или мастик. По виду заполнителя серные бетоны подразделяют на легкие, тяжелые и особо тяжелые. По структуре серные бетоны могут быть плотные, поризованные, ячеистые и крупнопористые. По цветовой гамме серные бетоны в зависимости от колера красителя могут обладать широким диапазоном цветовых фактур. Подвижность смеси серных бетонов в зависимости от расхода серного вяжущего могут быть литыми, подвижными, малоподвижными, жесткими и особо жесткими.

Способ уплотнения смеси определяется ее подвижностью и может производиться без внешнего воздействия, вибрацией, прессованием, комбинированным воздействием, набрызгом и др. Приготовление и укладку (формовку) смеси серного бетона осуществляют на стандартном и специальном технологическом оборудовании, скомпанованном в технологическую линию. Наиболее близкими по технологическим параметрам и виду технологического оборудования являются асфальтобетонные заводы (АБЗ), которые рекомендуется принимать в качестве базовых. Жизнеспособность смеси серного бетона зависит только от температуры, и при поддержании ее в интервале 130-150⁰С практически не ограничена. Затвердевшая смесь при повторном нагреве восстанавливает первоначальную подвижность. Изготовлять конструкции и изделия из серного бетона можно в сборном, монолитном или сборно-монолитном вариантах. Твердение смеси серного бетона происходит в процессе остывания горячей смеси, что сопровождается кристаллизацией серного вяжущего на поверхности заполнителей и переходом смеси в твердую структуру. Серные бетоны могут быть использованы при бетонировании зимой (до –40⁰С) и под водой (в пресных и засоленных водоемах).

Наиболее рациональными областями применения серного бетона являются: 

элементы дорог (основания и покрытия дорог, тротуарная плитка, торцевая шашка, бортовой камень, дорожные плиты и др.); 

коррозионостойкие элементы промышленных и сельскохозяйственных зданий (плиты пола, кирпич, футеровочные блоки, сливные лотки, коллекторные кольца, емкости); 

трубы (канализационные, дренажные, пригрузы трубопроводов); 

элементы нулевого цикла (фундаментные блоки, балки, сваи); 

стеновые материалы (кирпич, блоки, плитки, утеплитель); 

кровельные материалы (черепица, теплоизоляционные плиты, легкие навесы); 

декоративно-отделочные материалы (отделочные плиты, художественное литье, малые архитектурные формы); 

конструкции специального назначения (контейнеры для захоронения радиоактивных и химических отходов, экранирующие элементы) 

составы для выполнения ремонтных и реставрационных работ.

При освоении производства строительных материалов и изделий с использованием серного вяжущего могут быть достигнуты следующие основные технико-экономические показатели: 

снижение себестоимости и отпускной цены изделий из серного бетона на 25-30% по сравнению с аналогичными изделиями из цементного бетона; 

снижение на 100 % расхода цемента и воды, так как составы бесцементные; 

повышение отпускной прочности до проектной за счет значительного сокращения (в 5-6 раз) сроков схватывания; 

увеличение оборачиваемости форм, сокращение металлоемкости парка оснастки (форм); 

повышение термосопротивляемости ограждающих стеновых конструкции из легких серных бетонов; 

расширение сырьевой базы производства стройматериалов за счет рационального использования попутных продуктов и отходов промышленных производства (золы, шлаки, серосодержащие отходы, некондиционная сера); 

повышение эффективности капитальных вложений за счет сокращения сроков окупаемости; 

исключение сезонности выполнения бетонных работ в полевых условиях за счет свойства серного бетона отвергаться при отрицательных температурах до -40°С, и ниже; 

упрощение технологии подводного бетонирования; 

повышение коррозионной стойкости и долговечности конструкций и увеличение продолжительности сроков межремонтных работ; 

сокращение сроков выполнения ремонтных работ в условиях действующего предприятия или оживленной магистрали; 

снижение расхода энергоресурсов в 1,5-2 раза при производстве серного вяжущего по сравнению с цементом.

Сероасфальтобетоны

Приготовление серобитумных смесей по горячей технологии, совмещающей приемы приготовления серных и асфальтобетонных композиций с добавлением серы в состав асфальтобетона позволяет: 

Снизить расход битума на 20-35% 

Улучшить удобоукладываемость смеси за счет более низкой вязкости серы по сравнению с битумом (при 150°С), 

Снизить стоимость строительства; 

Повысить качество покрытия за счет повышения термостойкости; 

Повысить срок службы покрытия

Бетоны пропитанные

Бетоны с затвердевшей после уплотнения структурой, поровое пространство которых дополнительно, в соответствии с принятым технологическим режимом, пропитано жидким составом, способным при определенных условиях отверждаться непосредственно в поровом пространстве, образуя дополнительные связи в структуре, повышая ее плотность и прочность.

Пропитка бетонов значительно повышает их прочность, плотность, снижает проницаемость для жидкостей и газов, увеличивает морозостойкость, атмосферостойкость, стойкость к воздействию агрессивных сред. В зависимости от поставленной цели, пропитку осуществляют при нормальном атмосферном давлении, вакууме, избыточном давлении или при сочетании этих режимов, чем достигается различная скорость и глубина проникновения пропиточного состава. Различают поверхностную (1-2 мм), частичную (до 50% площади поперечного сечения) и полную пропитку. При поверхностной пропитке в конструкции образуется плотный защитный слой, повышающий стойкость бетона к внешним воздействиям, а несущая способность конструкции не увеличивается. Как частичная, так и полная пропитка конструкции повышает одновременно и стойкость к внешним воздействиям, и несущую способность.

Новым направлением применения серы в качестве пропиточной композиции является растворы серы, разработанные и предложенные НИИреактив. Технология пропитки кроме бетонов может быть использована для упрочнения любых пористых строительных материалов в том числе древесины, асбестоцемента, кирпича, природного камня и других.

Заключение. ГУП НИИЖБ предлагает на хоздоговорной основе комплекс услуг по организации производства серных композиций, по подбору составов, испытанию и определению их физико-механических свойств, указанию первоочередной номенклатуры изделий, разработке нормативно-технологической документации, авторскому сопровождению на период пуско-наладочных работ.

C оценкой потенциала спроса на серобетон на российском рынке Вы можете познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Серобетон: анализ потенциального спроса».

Волгушев Алексей Николаевич, старший научный сотрудник лаборатории Анализа и прогноза НИИЖБ, кандидат технических наук (г. Москва)

www.newchemistry.ru