Сірка – один із найпоширеніших хімічних елементів. У нафтопереробній промисловості вона є відходом виробництва та потребує утилізації. Довгий час не могли знайти оптимального рішення, але з 70-х років минулого століття спочатку у США, а потім і в СРСР сірку почали застосовувати в будівництві як в’яжучу речовину при виготовленні різних матеріалів, зокрема бетону. Виробництво сіробетону відбувається шляхом інтенсифікації процесу в апаратах АВС.

Переваги сіробетону

Привабливість використання сіробетону зумовлена такими чинниками:

• Можливість використання дешевої відхідної сірки замість дорогого портландцементу.

• Можливість застосування відходів виробництва мінеральних наповнювачів (відсіву дроблення щебеню) замість матеріалів із заданим фракційним складом.

• Дорогі полімерні добавки можна замінити полімерною модифікацією сірки, вміст якої в рідкій сірці може досягати 30% за масою.

Таким чином, три дорогих компоненти можна безболісно замінити трьома дешевими.

Основні недоліки сіробетону

Спробуємо розібратися, що ж заважає сіробетону перейти з категорії перспективного в категорію масово використовуваного будівельного матеріалу. На нашу думку, причинами є такі фактори:

• Кількість полімерної сірки в сіробетоні з часом зменшується. Вона може переходити у моноклінну форму, тому потребує хімічної стабілізації.

• Сіробетон термічно нестійкий, оскільки температура плавлення сірки становить 120 ºС. Це зумовлює необхідність використання термічних стабілізаторів.

• Біофільні властивості сірки. За наявності вологи та органіки деякі види бактерій здатні «їсти» сірку, ніби цукор. Щоб запобігти цьому, потрібні інгібітори мікробіологічної корозії.

• Сірка є слабкоотруйною речовиною, але здатна сублімувати навіть у твердому стані. Тому в сіробетоні необхідно передбачати наявність спеціального ізолювального шару.

Перелічені недоліки впливають на собівартість сіробетону та нівелюють усі наведені вище економічні переваги. Тому актуальним завданням є використання відходів або дешевих компонентів замість інгібіторів і стабілізаторів без залучення дорогого хімічного обладнання та збереження якісних характеристик будівельного матеріалу.

Обладнання для виробництва сіробетону

Компанія GlobeCore пропонує підприємствам, які займаються виробництвом будівельних матеріалів, та будівельним організаціям апарат вихрового шару типу АВС-100.

За його допомогою можна активізувати:

• мазут. Після обробки у вихровому шарі він стає ефективним стабілізатором для полімерної сірки;

• відходи, що містять метали, які згодом стають термічними стабілізаторами твердої сірки;

• відходи, що містять галогени, які виконують роль інгібіторів мікробіологічної корозії;

• пісок (виступає антипірогеном та покращує міцнісні характеристики);

• відпрацьовані мастила. Їх додавання до складу сіробетону покращує ізоляційні властивості.

Спільна обробка мазуту та рідкої сірки в апаратах вихрового шару зміцнює молекули сірки, запобігаючи їх розпаду. На виході отримують стабільне сірополімерне в’яжуче не на основі полімерної, а на основі сополімерної сірки.

При обробці піску відбувається його дроблення та утворення хімічно активних поверхонь, здатних взаємодіяти з сірополімерними в’яжучими. Це дозволяє підвищити міцність виробів.

У процесі подрібнення в апараті мінеральних складових, що містять оксиди металів, сіробетон збагачується сульфідами та полісульфідами. Температура їх плавлення зростає зі збільшенням вмісту металів у мінеральній складовій.

Активізація відпрацьованих мастил в апараті вихрового шару дозволяє перетворити їх на різновид оліфи, якою можна покривати поверхню виробів із сіробетону.