Приведены результаты экспериментальных исследований основных физико-механических свойств серных композиций (бетоны, растворы, мастики).

Сравнение этих характеристик с аналогичными показателями традиционно применяемых материалов позволяет дать оценку преимуществ или недостатков предлагаемых решений. Приведены специальные свойства серных композиций, в том числе низкий естественный радиоактивный фон, защитные свойства от электромагнитного и радиоактивного излучений. Указано, что применение технической серы наиболее перспективно и экономически выгодно в строительной и дорожной индустрии.

В последние годы в НИИЖБ и ряде других организаций (ВНИИ-ГАЗ, МАДИ, «Норильский никель», Астраханьгазпром) выполнены комплексные исследования по созданию нового поколения термопластичного серного вяжущего (ТПСВ) и разработке композиционных материалов на его основе. Выполнен подбор составов, изучены физико-механические свойства, определены технологические параметры приготовления смеси и формования изделий (см. таблицы 1, 2, 3). Показано, что в области промышленного, гражданского и дорожного строительства наиболее экономически целесообразно применение ТПСВ в качестве вяжущего для бетонов различного назначения, добавок в асфальтобетон и пропиточных составов.

Предпосылками для организации производства ТПСВ и применения его в технологии стройиндустрии и дорожном строительстве в настоящее время являются обширная сырьевая база в виде технической серы, серосодержащих отходов промышленных производств, серных РУД, а также большая потребность народного хозяйства в новых долговечных, химически стойких материалах.

Строительный рынок готов к реализации технологии. Конкурентоспособность серных бетонов весьма высока по сравнению с цементными и битумными бетонами. Стоимостная экономия в сфере производства составляет до 130 руб. за 1 т смеси. Качество предлагаемой продукции по основным параметрам превышает на 30-50 % показатели продукции, представленной на рынке. Прогнозируемая цена на продукцию значительно, не менее чем на 20 %, ниже предлагаемой на рынке и может быть снижена при промышленном освоении, т.е. прибыльность продукции может оказаться выше прогнозируемых показателей.

Предлагаемая технология полностью обеспечена необходимыми природными и техногенными ресурсами; ограничений, препятствующих осуществлению программы, нет. Мировой рынок серы в последние годы, а также по прогнозам до 2015-2020 гг. будет иметь устойчивую тенденцию превышения производства серы над ее сбытом. Это связано с более глубокой очисткой серы от попутных газов, продуктов нефтепереработки, разработкой серосодержащих газовых и нефтяных месторождений и др. В России наблюдается аналогичная ситуация. Именно поэтому, сегодня в связи с падением цены на серу на мировом рынке становится более выгодным использовать ее в технологии стройиндустрии и дорожном строительстве.

В производстве предлагаемой продукции и ее реализации имеются заинтересованные коммерческие структуры малого и среднего бизнеса, а также крупные промышленные структуры. Технология защищена патентами, имеется теоретическое и экспериментальное обоснование, подтверждена возможность реализации предлагаемой технологии и определено наличие сырьевой базы для широкого внедрения. В кратчайшие сроки могут быть изготовлены опытные образцы оборудования и подготовлен пакет научно-технической документации для серийного выпуска оборудования и осуществления массового строительства. Реализация проекта осуществляется путем модернизации существующей производственной базы за счет включения нового эффективного оборудования, производство которого базируется на отечественных технологиях и сырье.

Ограничений экологического плана при организации производства не имеется. Более того, предлагаемая технология является экологически благоприятной, т.к. осуществляется утилизация техногенных отходов.

Ведется при научно-техническом сопровождении опытно-промышленная апробация технологии, доработка оборудования и подготовка к серийному выпуску продукции. Совершенствование технологии по результатам опытно-промышленного внедрения планируется осуществлять за счет расширения сырьевой базы с использованием новых химических модификаторов.

Реализация проекта позволит: решить проблему коренного улучшения технологий возведения и качества покрытий автомобильных дорог, повысить их эксплуатационную надежность при одновременном снижении их стоимости; обеспечить химическую и другие отрасли доступным коррозионностойким конструкционным материалом, вовлечь в производство крупнотоннажные отходы предприятий нефте- и газопереработки; улучшить экологическую ситуацию на предприятиях; решить важную социально-экономическую проблему улучшения транспортного обеспечения населения и предприятий. Многократная экономическая окупаемость проекта обеспечивается за период его реализации.

Результаты работ по реализации технологии будут использованы при решении важнейших и актуальных как экологических, так и технических задач, в том числе проблемы комплексной переработки техногенных отходов и попутного сырья (техническая сера, серосодержащие отходы, серные руды, шлаки, золы и многое другое), существенного сокращения отвалов, выбросов в атмосферу. Техническая сера - крупнотоннажное техногенное сырье, не в полной мере потребляемое в традиционных областях и накапливающееся в огромных экологически опасных количествах на нефте- и газоперерабатывающих комплексах России, а также на ряде предприятий химической и металлургической промышленности. По результатам освоения технологии будут созданы условия для выпуска термопластичного серного вяжущего и сухих смесей на его основе, что создаст условия для развития принципиально нового направления в технологии стройиндустрии. Это позволит коренным образом повысить качество строительных конструкций и автомобильных дорог.

Хорошо известно, что в США, Канаде, Франции, Германии, Дании, Польше, Японии, Кувейте и ряде других стран ведутся интенсивные работы по изучению и освоению новых областей применения серы, в том числе в строительстве. В этих странах накоплен богатый опыт практического применения серы в строительстве. Отечественные разработки сопоставимы с достижениями ведущей канадской фирмы «STARcrete», американской фирмы «Proma», а так же отвечает требованиям стандарта США АСТМ С-386-77 в части химической стойкости.

Термопластическое серное вяжущее (ТПСВ) получают из технической серы, модификатора и минерального мелкодисперсного наполнителя путем их совмещения. Характеризуется маркой по прочности на сжатие. В нагретом состоянии обладает подвижностью. Модифицирующие добавки по функциональному значению подразделяют на пластифицирующие, стабилизирующие, антипирены, антисептики, комбинированные.

Серные композиции (бетоны, растворы, мастики) представляют собой искусственный каменный материал из затвердевшей отформованной смеси, состоящей из ТПСВ и заполнителей.

Серные композиции могут быть:

• по зерновому составу - бетоны, растворы, мастики;

• по плотности - легкие, тяжелые, особо тяжелые;

• по структуре - плотные, поризованные, ячеистые, крупнопористые.

Таблица 1

Усредненные показатели физико-механических свойств бетонов на основе ТПСВ