СЕРУ — В ДЕЛО

По инициативе республиканской Торгово-промышленной палаты в Институте химии прошла рабочая встреча ученых с представителями Коми дорожной компании — крупнейшего предприятия дорожной отрасли республики. Научный руководитель института академик Александр Кучин и заместитель директора ИХ, заведующий лабораторией керамического материаловедения доктор химических наук Юрий Рябков ознакомили генерального директора ООО «Коми дорожная компания» Кирилла Забалуева, начальника центральной лаборатории компании Артема Рогова и президента Торгово-промышленной палаты Республики Коми Юрия Колмакова с уникальными запатентованными разработками. Стороны обсудили применение в дорожном строительстве инновационных материалов — серобетона и сероасфальта.

— Серный бетон — очень перспективный строительный материал, — отмечает Александр Кучин. — По сравнению с наиболее распространенным портландцементным бетоном у него масса преимуществ: он быстро затвердевает (в течение нескольких часов), в том числе и при отрицательных температурах, и для этого не нужно применять воду, отличается высокой химической стойкостью и водостойкостью, мало поглощает влагу, а изделия из него дольше служат в жестких северных условиях.

Высокая прочность и износостойкость серобетона достигается благодаря использованию модифицированной серы. Ученые разработали особый состав шихты: выбрали состав и свойства наполнителя, состав и количество модификатора серы, определили условия смешения компонентов, термообработки композиции. Техническая сера была модифицирована с использованием обезвоженных отходов глубокой переработки древесины и инертных материалов с заданной пористостью для равномерного распределения малых добавок модификаторов. Благодаря высокодисперсному неорганическому наполнителю (это может быть мелкодисперсный оксид алюминия и/или диоксид кремния), пропитанному веществами-модификаторами, расплав серы постепенно взаимодействует с активными компонентами модификатора. Модифицированная сера выступает в роли сшивающего агента и формирует гидрофобную плотную и беспористую серную матрицу. Способ модификации серы и получения композитов на ее основе защищен патентом РФ.

— Прочная матрица серного композита — высококачественное и долговечное связующее, — продолжает Александр Кучин. — Применение стабилизированной полимерной серы значительно уменьшает усадку серобетонных изделий и возникновение трещин, которые вызваны процессами перекристаллизации серы. Конструкции, изготовленные из серного композита, обладают высокими теплоизоляционными свойствами, повышенной прочностью, они устойчивы к воздействию радиации, к химическому воздействию кислот, солей, масел и пр. Мы можем также варьировать эксплуатационные параметры изделий в зависимости от потребностей промышленников за счет использования различных модификаторов и мелкодисперсного наполнителя с заданными характеристиками.

В 2024 году на базе малого инновационного предприятия ООО «НТП Института химии» была выпущена опытно-промышленная партия модификатора серы, отработана технологическая схема и изготовлены строительные конструкции из композиционного материала на основе серного связующего, а также произведена укладка серобетонных дорожных покрытий и входных зон предприятий в г. Сыктывкаре.

Помимо серобетона производственников заинтересовал и другой инновационный материал на основе щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей (ЩМАС). Так, гендиректор ООО «Коми дорожная компания» Кирилл Забалуев предложил сотрудничество в проведении научных исследований и разработке стабилизирующей добавки для ЩМАС. Такая добавка, сорбируя битумное вяжущее, может предотвращать расслоение композиций для укладки дорожных покрытий при их погрузке и транспортировке. Армирование асфальтобетонного дорожного покрытия повысит его надежность и износостойкость. Без сомнения, внедрение инновационных разработок даст новый импульс распространению технологий изготовления конструкций из серобетона и сероасфальтобетонных дорожных покрытий.  

Еще один эффект исследований сыктывкарских ученых — реальная перспектива использования крупнотоннажных техногенных отходов промышленных предприятий арктических регионов. Сейчас в России объем серосодержащих отходов очень велик.