ПРАКТИКА ПРИМЕНЕНИЯ СЕРОБЕТОНА ЗА РУБЕЖОМ


Такие механические характеристики серобетона, как высокая прочность на растяжение, сжатие и изгиб, высокая морозостойкость и водонепроницаемость обеспечили этому строительному материалы широкое распространение при производстве железобетонных изделий, подвергающихся большим нагрузкам.


 

К тому же, учитывая, что многие страны Европы и Северной Америки озабочены проблемой загрязнения атмосферы бетонной пылью, выделяемой при сносе зданий из бетонных конструкций, возможность переработки серобетона оказалась дополнительным фактором, обусловившим его применение в производстве некоторых ЖБИ. Единственным ограничителем является неустойчивость серобетона к воздействию высоких температур (свыше 1200С).

Направления использования серобетона
 
Области применения серобетона в развитых странах Европы, Северной Америки и Юго-Восточной Азии

Сфера использования

Преимущества серобетона по отношению к цементному  аналогу
Сборные бетонные конструкции (фундаментные плиты, бордюры, плиты для покрытия полов и дорог, сборные элементы для канализаций и портовых сооружений, ж/д и трамвайные шпалы, столбы ЛЭП и т.д.).Высокая прочность, которую обеспечивает готовым изделиям серобетон, короткий срок набора марочной прочности и возможность повторной переработки.
Утилизация отходов  (ряда кислот, солей, тяжелых металлов и ядерных отходов с низким уровнем радиоактивности).Низкая пористость серобетона не позволяет загрязняющим  отходам проникнуть в окружающую среду.
Дорожные покрытия (аэропорты, дороги в районах с низкими температурами), бетонный пол (химические заводы, пищевые производства).Высокая устойчивость к воздействию кислот, солей и прочих химических элементов и соединений, а также устойчивость к истиранию  и коррозии.

Источник: сайты зарубежных производителей и поставщиков серы

Если же условно разделить все строительные конструкции, при изготовлении которых используется (или возможно использования) серобетон на сборные элементы и монолит, то перечень областей использования рассматриваемого строительного материала будет выглядеть следующим образом.

Использование серобетона в монолитном и сборном строительстве

Сборные элементы

Монолит
Фундаментные блоки, дорожные (в первую очередь аэродромные плиты), ж/д и трамвайные шпалы, трубы канализации, бордюры, опоры ЛЭП, тротуарная и облицовочная плитка, водосточные трубы и т.д.Пол на химических (в том числе при производстве минеральных удобрений) и пищевых производствах, утилизация опасных отходов (солей, кислот, ядерных отходов), канализационные коллекторы, портовые конструкции, мосты, тоннели, буровые платформы и т.д.

Источник: сайты зарубежных производителей и поставщиков серы

Широкое распространение, которое получил серобетон в области утилизации отходов, обусловлено таким качеством данного материала, как низкая пористость. Спосбность молекул серы «химически связывать» («цементировать») частицы радиоактивных отходов сделало серный бетон незаменимым при хранении ядерных отходов с низким уровнем радиоактивности. К тому же, оксиды некоторых металлов, взаимодействуя с серобетоном, не только не проникают в окружающую среду, но и превращаются в менее растворимые сульфиды металлов. Серобтеон способен таким образом трансформировать ртуть и кадмий, чрезмерная концентрация которых в окружающей среде представляет опасность

Испытания взаимодействия серобетона с химическими соединениями

Вещество

Наличие взаимодействия с серобетоном1
Серная кислотаНет
Медная соль серной кислотыНет
Хлористый магнийНет
Соляная кислотаНет
Азотная кислотаНет
Цинковая соль серной кислотыНет
Лимонная кислотаНет
Сернокислый никельНет
Смесь азотной и лимонной кислотыНет
Борная кислотаНет
Лимонная кислотаНет
Сточные водыНет
Плавиковая кислотаНет


1Использовались результаты лабораторных тестов на наличие коррозии или истирания в течение периода взаимодействия 6-9 лет

Источник: «Sulfur Polymer Cement Concrete» Idaho National Engineering Laboratory

Несмотря на наличие очевидных преимуществ серного бетона перед цементным в области утилизации отходов, его свойства при взаимодействии с разными химически опасными соединениями изучены не до конца (исследования еще ведутся). Однако те данные, что уже получены и подтверждены, свидетельствуют и предпочтительном использовании бетона на основе серного вяжущего с этой сфере.

Преимущества и недостатки применения портландцемента и серного цемента для утилизации отходов производства и жизнедеятельности человека

 ПреимуществаНедостатки
Портландцемент·         безопасные для окружающей среды компоненты;·         относительно простое оборудование для производства;·         широкий спектр рецептур смеси (в зависимости от наличных ресурсов);·         удобен для отходов жидкой форме;·         широкий спектр рецептур смеси позволяет ограничить большинство недостатков (например, пористость);·         доказанная применимость для утилизации нейтрализованных  ядерных отходов.·         не подходит для утилизации отходов, характеризующихся высоким содержанием соли;·         высокая степень проницаемости;·         возможность гидратации;·         химические характеристики отходов, возможных к утилизации, ограничены;·         риск утечки газа при утилизации ядерных отходов и т.д..
Серный цемент·         химические характеристики отходов, возможных к утилизации, менее ограничены;·         быстрое застывание бетонной смеси и высокая прочность;·         устойчивость ко многим химическим соединениям;·         непроницаемость;·         отсутствие биологического распада под действием бактерий (но элементная сера может быть окислена бактериями);·         успешное применение для утилизации «текучих» отходов;·         низкая степень утечки радиоактивных отходов;·         применение боле комплексного инженерного оборудования и т.д.·         предпочтительное использование для мобилизации отходов в твердом состоянии;·         не рекомендуется для утилизации некоторых соединений: щелочей (концентрацией более 10%), окислителей, нитратных солей;·         необходимость применения контрольного оборудования для предотвращения утечки сернистого газа;·         отсутствие экспериментального опыта хранения целого ряда веществ, отходов

Источник: «Sulfur Polymer Cement Concrete» Idaho National Engineering Laboratory

Таким образом, главным ограничителем более широкого использования серобетона для утилизации промышленных и бытовых отходов является  отсутствие опыта захоронении ряда опасных веществ и, как следствие, некоторая степень непредсказуемости их взаимодействия с серобетоном.

Несомненно, устойчивость к воздействию кислот, - явное преимущество серного бетона перед цементным аналогом.

 
 
Рис. 1. Результат воздействия 10%-ной соляной кислоты на бетон (серный – слева, цементный – справа)

В США наиболее активными потребителями серобетона являются химические производства (кислот, солей и минеральных удобрений), металлургические заводы, заводы по переработке  сельскохозяйственной продукции и пищевые предприятия. Компании упомянутых специализаций используют бетон на основе серного вяжущего в основном для заливки полов. В данном случае вновь наиболее полезным свойством серобетона является коррозионная и химическая стойкость.

Высокие прочностные характеристики и стойкость к истиранию важны еще для одной весьма перспективной сферы применения серного бетона – дорожные покрытия (как правило, в виде плит), подвергающиеся высоким нагрузкам (это в первую очередь касается аэропортов и дорог в районах   со сложными климатическими условиями.

Производители серобетона и серного вяжущег

Самыми крупными производителями серобетона в мире на сегодняшний день являются компании, расположенные на североамериканском континенте. Это компании Сhempruf Concrete (США) и Starcreat (Канада). Причем, вторая компания первой в мире освоила промышленный выпуск бетона на серном вяжущем, предложив данный материал на рынке еще в 1975 г. Американская Сhempruf Concrete, помимо самого серобетона, предлагает своим потенциальным потребителям услуги по организации производства данного строительного материала (подбор и поставка оборудования, помощь в определении рецептуры изготовления бетона и т.д.).

В табл. 2.5. представлены сравнительные данные о характеристиках серобетона марок Сhempruf Concrete и STARcrete™ по отношению к портландцементу.

Талица 2.5.
Сравнительные характеристики серобетона, выпускаемого ведущими компаниями Серверной Америки, и портландцемента

Характеристика

STARcreteСhempruf ConcreteПортландцемент
Предел прочности на сжатие62 МПа41,4-69 МПа25-30 МПа
Предел прочности на растяжение7,4 МПа6-10МПа3-4 МПа
Плотность2400 кг./м32300-2500 кг./м32400 кг./м3
Процентное содержание воды 0,1-0,2%0,1 %6%
Теплопроводность0,4 Вт/(м*С0)0,2-0,5 Вт/(м*С0)0,8-1 Вт/(м*С0)


Источник: данные сайтов компаний-производителей

Многочисленные лабораторные испытания подтвердили преимущества использования серобетона Сhempruf Concrete и Starcreat в некоторых областях строительства.
 
Таблица 2.6.
Сферы использования серобетона, выпускаемого компаниями Сhempruf Concrete и Starcreat

Компания

АдресВеб сайтКонтактыПрименение
Chempruf ConcreteСШАP.O. Box 644
Clarksville, TN 37040  
www.chemprufconcrete.com тел. 931-217-2695 grc@chemprufconcrete.com 

Монолитные и сборные бетонные конструкции, установленные в зонах повышенного воздействия минеральными кислотами,  коррозионными электролитами и растворами солей (химические, нефтеперерабатывающие заводы, заводы по производству минеральных удобрений, целлюлозно-бумажные заводы и др.)

Применение:

-фундаментные блоки

- балки

- отстойники

- зоны хранения

- бордюрный камень

- дренажные каналы

- погрузочные платформы

- электролитные ванны

- полы

- сваи

- тротуарная плитка

- опорные плиты

- резервуары/баки

- траншеи трубопроводов

- стены

STARcrete™ Technologies Inc. Канада1728 Lac Sir John, Lachute
Quebec, J8H 4M7
Canada
www.starcrete.com Тел.: 450-562-6556
Факс:450-562-0395
info@starcrete.com 

Сборные бетонные изделия/ конструкции:

- канализационные трубы

- ж/д шпалы

- дренажные системы

- буровые платформы для бурения скважин в море

- строительные блоки, плиты, сборные железобетонные стеновые панели 

Прессование:

- кирпичи и тротуарная плитка

- бордюрный камень, сточные трубы

- кровельная черепица 

Монолитные конструкции

- мостовой настил

- морские сооружения

- корпус судна

- буровые платформы (для болотистой почвы и для бурения в море)

- пищевые заводы

- сельское хозяйство (амбары, дренажные системы)

- заводы по переработке сточных вод

- кислотные заводы (дренажные каналы, сточные резервуары, баки, пол, стены и балки)

- заводы по производству минеральных удобрений

- фундаментные блоки

- завод по производству сульфата натрия

- завод по производству поташа

- удаление опасных отходов 

Источник: сайты компаний-производителей

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


Автор:
Академия Конъюнктуры Промышленных Рынков
Тел.: (495) 918-13-12, (495) 911-58-70
E-mail:
mail@akpr.ru
WWW: www.akpr.ru

Об авторе:
Академия Конъюнктуры Промышленных Рынков
оказывает три вида услуг, связанных с анализом рынков, технологий и проектов в промышленных отраслях - проведение маркетинговых исследований, разработка ТЭО и бизнес-планов инвестиционных проектов.
• Маркетинговые исследования
• Технико-экономическое обоснование
• Бизнес-планирование