Тампонажный раствор

 

СОЮЗ CGBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

С-1!

{19) (11) А1 (ц 4 E 21 В 33/138 (g

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н втоескомм свидатильствм а с числом пластичности 2023

Хлористый натрий

Жидкое стекло

Вода

54,9-57,3

11,3-11,5

0,9-1,3

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ11=НИЙ И ОТНРЫТИЙ (2I) 3846238/22-03 (22) 14.12.84 (46) 15.09.86.Бюл. Р 34 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, конструкторско-технологический и проектно-изыскательский институт по осушению месторождений по- .лезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу (72) E.K.Çåëüìàíîâè÷, М.А.Путренко и Н.Т.Логачев (53) 622.245.42(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 616250, кл. С 04 В 13/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Р 662693, кл. E 21 В 33/138, 1979. (54)(57) ТАМПОНАЖНЫИ РАСТВОР для гидроизоляции горных выработок в соляных породах, содержащий портландцемент, глину, воду, хлористый натрий и до-.. бавку, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода камня:, прочности сцепления с соляными породами и прочности на сжатие, он со- . держит в качестве добавки жидкое стекло, а в качестве глины - гидрослюдистый каолинит с числом пластичности 20-23, при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Портландцемент 5,7-8,1

Гидрослюдистый каолинит

Ф 12

Изобретение относится к тампонажным растворам, предназначенным для заполнения пустот в соляных породах и гидроизоляции горных выработок, для защиты каменно-соляных месторождений от разрушения, укрепления целиков горных выработок, водоподавления, сохранения зданий и сооружений, основанием которых являются легкорастворимые соляные породы, и может быть использовано в геологии, горной промышленности, гидротехнике, строительстве.

Цель изобретения — повышение выхода камня, прочности сцепления его с соляной породой и прочности на сжатие.

Физико-механические параметры тампонажных растворов приведены в таблице.

Жидкое стекло представляет собой неорганический полимер, ускоряющий гидратацию цемента, способствующий

° загустеванию цементного раствора, однако снижающий его прочность.. Известно„ что в композиции с глинистыми растворами жидкое стекло способствует разжижению и увеличению текучести. Однако, как показали опыты использование жидкого стекла в предлагаемом нами сочетании с цементом, глиной, хлористым натрием и водой привело к улучшению прочностных свойств композиции и росту величины выхода камня (см.таблицу).

Выбор граничных значений компонентов смеси сделан по трем основным критериям: выходу камня, текучести, оцениваемой расплывом по конусу

АэНИИ, и прочности при сжатии.

Выход камня из тампонажного раствора должен составлять 99-100Х для обеспечения полного заполнения карстовых пустот и трещин. Уменьшение величины выхода камня (увеличение водоотделения) снижает качество гидроизоляции в связи с неплотным контактом раствора с соляной породой.

В практике прокачки насосами глинистых и цементных смесей нижним пре-делом текучести считают расплыв 12 см.

Уменьшение расплыва затрудняет нагнетание смеси.

Введение жидкого стекла выше предложенного предела снижает выход камня (см.таблицу, состав Р 15) уменьшение его содержания снижает прочность на сжатие (состав У 14).

57165 о 2

При введении цемента менее 5,7Х снижается скорость твердения и прочность на сжатие (состав 11 1), содержание его более 8,1Х ведет к перерас5

55 ходу вяжущего без улучшения прочностных свойств (состав Ô 7).

Содержание хлористого натрия и воды в пределах 11,3-11,5 и 24,4 — .

24,6 мас.Х соответственно обеспечивает получение насыщенного раствора соли. Уменьшение количества хлористого натрия вызовет растворение соляной породы по контакту с тампонажным раствором и ухудшит его сцепление с соляным массивом. Увеличение содержания хлористого натрия нецелесообразно, так как при пересыщении избыточная соль выпадет в осадок.

Содержание в раствбре воды в указанных пределах обеспечивает ему достаточные текучесть, выход камня и прочность (составы У 2-6, 10-13„ 16, 21, 22), При содержании глины ниже 54,9Х возрастает водоотделение, т.е. уменьшается выход камня (состав У 8), при содержании глины свыше 57,3Х раствор становится недостаточно текучим состав 11 - 9),.

Приготовление предлагаемого раствора производится путем затворения сухой глины предварительно приготовленным насыщенным раствором хлористого натрия с последующим введением в зту смесь сухого цемента, а затем жидкого стекла °

Дпя приготовления раствора может быть использован портландцемент не чиже марки "400" и высокомодульное (модуль 2,8-3,2) жидкое стекло с плотностью 1,40-1,45 г/см и местная гидрослюдисто-каолинитовая глина с числом пластичности 20-23.

Для приготовления 1 л смеси берут 500 см насыщенного раствора хлористого натрия (плотность 1,20г/см)

91 затем вводят 1000 г сухой глины и перемешивают в течение 10 мин, после чего всыпают 100 r цемента и после 5-минутного перемешивания вводят

25 см жидкого стекла плотностью э

1,45 с силикатным модулем 3,1. Всю смесь перемешивают 5 мин. Полученный раствор с соотношением компонентов в мас.X: цемента 5,7; глины 57,2; воды 24,5; хлористого натрия 11,5 и жидкого стекла 1,1 (состав 11 10) хахарактеризуется расплывом 13,5 см,выхо3 дом камня 99, имеет в 7-суточном возрасте прочность сцепления с соляной породой 1,3 кгс/см и прочность г при одноосном сжатии 3,4 кгс/см

Определение свойств тампонажного раствора производили по общепринятым методикам: текучесть — по расплыну конусом АзНИИ, выход камня — по величине осевшей твердой фазы раствора, залитого в мерный цилиндр. Для опре- 10 деления прочностных характеристик раствор заливают в формы, которые помещают в насыщенный раствор хлористого натрия. Образцы твердеют при температуре 15+1 С. 15

1257165!

Выход камня, Ж

РасСоотношение ингредиентов, мас.7

Прочность сцепления через

7 суток, кгс/см

Прочность на сжатие

У состаплыв, см

Цемент Глина Жидкое Хлорис- Вода стекло тый натрий через

7 суток, кгс/см ва

2,4

24,6 13,5 99 0,8

11,5

24,6в

0,9н

2 5,7н 57,3в

11,5в

„3,4

13,0 100 1,3

57,2 1,2

24,6 13,5 99 1,4

3,5

1l,3

3 5,7

24,4 13,3 100 1,4

3,5

11,3

3,7

24,6 13,5 99 2,0

11,4

24,4н,13,4

11, Эн

Ф +

6 8,1в 54,9н

1,3в

99,5 3,2

5,5

24,4 13,5 99 3,1

5,5

7 82> 549 1,2 11,3

24,6 14,5 98 . 3,0

5,3

11,4

3,3

24,6 11 5 100 1,1

11,4

3,4

99 1,3

ll 5 24,5 13 5

100 1,4

3,5

24,5 12,8

11,3, 24,5 13,0 100 1,5

3,5

ll 4

56,7 1,3

12 6,1

3,4

24, 4 14,0 99 1,3

24,6 13,0 100 1,0

11,4

1,3

13 6,-5 56,4

14 5,8 57,3

2,8

0,8(11,5

15 6,0 56,8 1,4 > 11,4

3,0

97,5 1,0

24,4 15

5,0

24,4 13,5 99,5 2,0

11,3

55,9 1,3

l6 7,1

5,1

11,2(24,4 11,5 100 2,5

l 1,6 ю 24,6 13,2 100 2,7

5,3

1 5,6 57,3 1,0

4 6,2 57,1 1,0

5 6,9 56,0 1,1

8 8 0 54 8(1 2

9 5,7 57,4) 0,9

10 5 7 57 2 1,1

11 5,9 57,1 1,2

17 7,4 56,0 1,0

18 7,6 55,0 1,2

Прочность на сжатие определяют в образцах-кубиках с ребром 2 см, силу сцепления раствора с соляной породой— на образцах цилиндрах высотой и диаметром Э см, которые помещают в свежеприготовленный тампонажный раствор..

Аналогичные характеристики опреде— ляют и для известного раствора — прототипа (состав Ф 23), приготовленного на основе гидрослюдисто-каолинитовой глины с числом пластичности 22 и портландцемента марки "400" и с использованием в качестве структурообразователя кальцинированную соду.

1257165

Ь

Продолжение таблицы

Соотноаенне.ингредиентов, иас.X

Прочность на сжатие стекл!о тьй натрию

24,3< 11,0 100 1,4 3,3

24,7> 14,5 98 3,1

0,9

21 6,9с 56,1с 1,1с 11,4с 24,5с 14,0 99 1,9 4,8

22 7 9 55 1 1 2

24,4 .

13,5 100 3,2 5,4

43,5 29 78 0,2 0,9

22 5 Каль- 19,3 сода

П р и и е ч а н и е. 4 — предельные содержания ингредиентов (в — верхнее н — нижнее):. с — среднее содержание ингредиентов; запредельные содержания ингредиентов.

Составитель Л.Бестужева

Техред N,Xîäàíè÷ Корректор А.Тяско

1Редактор И.. Слободяник

Заказ 4888/24 Тираж .548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий

1 13035, Иосква, М(-35, Раушская наб ., д .4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная,4

Ф сост а

L

19 58 573

20 7,9 55,0

23 13,0 (про тотип) цнии"" рованная

Прочность сцепления через

7 суток, кгс/см и через

7 суток, кгс/си