Одним из самых распространенных материалов на земле является сера. Нет ничего удивительного в том, что человек придумал, какое применение найти этому веществу в строительной сфере.
Одним из самых распространенных материалов на земле является сера. Нет ничего удивительного в том, что человек придумал, какое применение найти этому веществу в строительной сфере. С развитием нефтяной и химической отраслей, в которой сера является одним из обязательных отходов производства, этот вопрос стал еще более активно обсуждаться. Следовало только придумать способ, как с пользой утилизировать серу? Конечно же, использовать ее в производстве стройматериалов.
Начиная с 17-го столетия, когда с помощью серы люди соединяли металл с камнем (изготовление корабельных якорей, к примеру), стали известны вяжущие свойства этого вещества. В строительстве же серу начали применять в семидесятых годах прошлого столетия все промышленные страны (США, СССР и т.д.). В этот период вместе с ростом обширной сырьевой базы возросла потребность в долговечных и химически стойких строительных материалах. К тому же, нельзя не учитывать тот факт, что использование серосодержащих отходов, серы или серного вяжущего в строительстве зданий и обустройстве дорог выгодно экономически.
Состав серобетона и его свойства
В качестве наполнителей для серобетона используются те же материалы, что и для обычного (на основе цемента). Это гравий, песок, щебень, керамзит, доменный шлак и т.д. Конечно же, за исключением тех материалов, которые не способны выдержать высокую температуру (например, пенополистирол). Ведь серу непосредственно перед соединением с наполнителем нагревают до температуры свыше 140 градусов. А чтоб в момент смешивания сера не остыла, наполнители также нагревают. Естественно, из-за высокой температуры приготовления смеси вода для приготовления серобетона не используется вообще.
Нагреваясь, сера выполняет роль жидкого составляющего. Наполнитель в составе серобетона после остывания представляет собой структурообразующую основу, на поверхности которой происходит кристаллизация серы. Твердение смеси происходит в процессе ее остывания, все составляющие серного бетона превращаются в монолитную структуру.
Конструкция, изготовленная из смеси легкого серобетона обладает высокими теплотехническими показателями, устойчива к химическому воздействию солей, кислот и масел. Что касается прочности, сцепление арматуры с серным бетоном не ниже прочности сцепления с обычным цементным. Иногда в целях повышения прочности в состав раствора могут добавлять стекловолокнистую фибру или ее аналоги (в общем количестве составляющего до 5% от общей массы смеси). Благодаря низкому радиоактивному фону, композиции с серой используются сегодня в строительстве различных объектов специального назначения. Высокие эстетические и архитектурно-выразительные качества позволяют использовать конструкции из серобетона в жилищном строительстве. Кстати, одним из перспективных направлений использования серных композиций сегодня является также производство труб различного назначения.
Достоинства и недостатки бетонов с серой
Что касается качественных показателей, серобетон превосходит цементный практически во всем (исключение – термостойкость). Сравнивая эти два материала, можно сказать, что бетон с серой превосходит своего цементного аналога по влагостойкости на 20%, более устойчив к низким температурам (в 6 раз!), к воздействию кислот (почти в 4 раза), к стиранию (в 6 раз). Что касается прочности, бетон с серой имеет более высокий показатель на сжатие (примерно в 2-3 раза), на изгиб (в два раза), на растяжение (от 20% до 100%)! Кстати, серобетон можно формовать при температуре ниже 0 градусов.
Кроме неустойчивости в условиях высокой температуры, к недостаткам бетона с серой, пожалуй, следует отнести необходимость поддерживать температуру раствора свыше 140 градусов в процессе замеса. И естественно, весь процесс приготовления смеси, его формовка должны строго контролироваться. .
Использование серы в дорожном строительстве
Использование серы в дорожном строительстве (производство сероасфальтобетона) является особым направлением. Ведь сама по себе асфальтобетонная смесь с серой обладает большей подвижностью, что значительно улучшает возможность ее укладки в покрытие.
Серобитумная композиция способна снизить расход битума до 35%. За счет более низкой вязкости серы при температуре 150 градусов (если сравнивать с битумом), смесь не только удобнее укладывать, но и за счет повышения термостойкости можно повысить качество самого дорожного покрытия и срок его эксплуатации. Асфальтобетонная композиция с серой пригодна и для ремонта дорог. Сегодня данная технология с успехом используется для изготовления и ремонта таких конструкций, как защитные дорожные или указательные столбики, лотки, защита и укрепление откосов, разные плиты и т.д.
Развитие производства серобетона и его значение
Какие проблемы может решить развитие производства серных композиций в нашей стране? Помимо технико-экономических, в последнее время весьма актуален вопрос экологии. И это касается не только нашей страны, но и всего мира. Немало усилий и ресурсов направляется на то, чтобы регулярно разрабатывались новые композиционные материалы, которые бы обеспечили надежную защиту от фонового радиоактивного излучения. И нет ничего удивительного уже в том, что сегодня на основе серобетонных композиций сооружаются объекты спецназначения (к примеру, подземные лаборатории, где проводятся исследования термоядерных процессов, изучаются свойства нейтрино и т.п.).
Сера давно и стабильно применяется в разных отраслях промышленности и в сельском хозяйстве. Но ее физические и химические свойства позволяют расширить область ее применения и удачно использовать серу в монолитном жилом строительстве.