Сырьевая смесь для защитного покрытия поверхности карналлитовой породы

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для защиты поверхности карналлитовой породы. Технический результат - повышение трещиностойкости и адгезионной прочности к поверхности пород, представленных смесью хлоридов калия, натрия и магния. Сырьевая смесь, состоящая из портландцемента, заполнителя, комплексной добавки и воды, в качестве заполнителя содержит микрокальцит фракции 100 мк, а комплексная добавка состоит из полимера, представленного винилацетатом, суперпластификатора трихлорэтилфосфата и полипропиленового волокна длиной 6 мм, при следующем соотношении компонентов, мас. %: 93,2-94,2; 0,4-0,5; 5,4-6,3 соответственно, при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас. %: портландцемент 34,4-36,48; указанный заполнитель 43,72-44,82; указанная добавка 6,4-6,9; вода 13,4-13,8. 2 табл.

 

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для защиты поверхности карналлитовой породы.

Известна сырьевая смесь, используемая в качестве защитного покрытия, содержащая портландцементный клинкер 62-68%, нитрат натрия 3-10%, хромат калия 2-5%, остальное - вода (RU №2017704, C04B 41/62, 1994 г.).

Недостатком данного технического решения является недостаточная трещиностойкость и недостаточная адгезионная прочность защитного покрытия из сырьевой смеси к поверхности пород, представленных смесью хлоридов калия, натрия и магния.

Известна сырьевая смесь, состоящая из следующих компонентов, мас. %: цемент 36,0-40,0, песок 39,0-49,0, нитрат натрия 0,9-1,8, карбонат натрия 2,0-3,2, сульфат натрия 2,5-3,6, хлорид кальция 0,05-0,15, карбид кальция 0,75-1,15, гидроксид кальция 0,8-1,0, остальное - вода (RU №2072335, C04B 28/00, 1997 г.).

Недостатком данного технического решения является недостаточная трещиностойкость и недостаточная адгезионная прочность защитного покрытия из сырьевой смеси к поверхности пород, представленных смесью хлоридов калия, натрия и магния.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой сырьевой смеси для защитного покрытия поверхности карналлитовой породы, выбранной за прототип, является сырьевая смесь, состоящая из следующих компонентов, мас. %: портландцемент - 30,3-32,3; заполнитель, представленный песком с максимальным размером фракций 0,63 мм, в количестве - 40,4-40,9; тонкомолотый доломитизированный известняк с удельной поверхностью частиц 200 м/кг в количестве - 8,1-8,6; комплексная добавка - 3,2-3,7 и вода - 16,0-16,5. Комплексная добавка состоит из следующих компонентов, мас. %: микрокремнезема с удельной поверхностью частиц 2000 м/кг - 47-49; глиноземистого цемента - 24,5-25,0; гипса CaSO₄·2H₂O - 9,8-10,2; пластификатора С-3 - 3,7-4,0; золя кремниевой кислоты H₄SiO₄ с плотностью 1,014 г/см³ и pH 3,5 - 3,0-3,4; бентонитовой глины с удельной поверхностью частиц 500 м²/кг - 10,0-10,4 (RU №2396235, C04B 41/63, 2010 г.).

Недостатком данного технического решения является недостаточная трещиностойкость и недостаточная адгезионная прочность защитного покрытия из сырьевой смеси к поверхности пород, представленных смесью хлоридов калия, натрия и магния.

Задача, на решение которой направлено изобретение, является создание сырьевой смеси для защитного покрытия поверхности карналлитовой породы, обладающего повышенной трещиностойкостью и повышенной адгезионной прочностью к поверхности карналлитовой породы (KCl·MgCl₂·6H₂O).

Поставленная задача достигается тем, что сырьевая смесь, содержащая портландцемент, заполнитель, комплексную добавку и воду, в качестве заполнителя содержит микрокальцит с размером фракции 100 мк, комплексная добавка состоит из полимера, представленного винилацетатом, суперпластификатора трихлорэтилфосфата и полипропиленового волокна длиной 6 мм, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Указанный полимер	93,2-94,2
Суперпластификатор трихлорэтилфосфат	0,4-0,5
Указанное полипропиленовое волокно	5,4-6,3

при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас. %:

Портландцемент	34,48-36,48
Указанный заполнитель	43,72-44,82
Указанная добавка	6,4-6,9
Вода	13,4-13,8

Новым по сравнению с известными сырьевыми смесями для сырьевой смеси, используемой в качестве защитного покрытия поверхности карналлитовой породы, является сочетание известных компонентов портландцемента, заполнителя, представленного микрокальцитом фракции 100 мк, и комплексной добавки, состоящей из полимера, представленного винилацетатом, суперпластификатора трихлорэтилфосфата (ТХЭФ) и полипропиленового волокна длиной 6 мм, которая повышает эластичность защитного покрытия из сырьевой смеси, обеспечивая таким образом повышение трещиностойкости защитного покрытия, а также повышает адгезионную прочность защитного покрытия к поверхности породы не только за счет образования химической связи между гидратными соединениями, образующимися в защитном покрытии, но и за счет возникновения Ван-дер-Ваальсовых сил, возникающих между полимерцементным защитным покрытием и карналлитовой породой.

На дату подачи заявки, по мнению авторов и заявителя, заявленная сырьевая смесь для защитного покрытия поверхности карналлитовой породы не известна и данное техническое решение обладает мировой новизной.

Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет новое свойство в присутствии указанной комплексной добавки, состоящей из полимера, представленного винилацетатом, суперпластификатора ТХЭФ и полипропиленового волокна длиной 6 мм, которое обеспечивает сверхсуммарный эффект, состоящий в повышении трещиностойкости защитного покрытия и повышении адгезионной прочности защитного покрытия к проблемной поверхности карналлитовой породы.

Смесь, включающая портландцемент, заполнитель и предлагаемую добавку, обеспечила получение защитного покрытия поверхности карналлитовой породы, характеризуемого повышенной на 50% трещиностойкостью и повышенной на 56% адгезионной прочностью по сравнению с прототипом.

По мнению заявителя и авторов, именно другое свойство совокупности существенных признаков, не равное известным свойствам отличительных признаков, позволяет признать эту совокупность по сравнению с известными в науке и в технике новой, а заявляемое изобретение - соответствующим критерию охраноспособности «изобретательский уровень».

Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано для изготовления строительной смеси, используемой в качестве защитного покрытия поверхности карналлитовой породы.

Пример конкретного выполнения

1. Приготовление предлагаемой добавки

1.1. Дозируют полимер винилацетата ([-СН₂-СН(ОСОСН₃)-]_n) по ТУ 6-11-0209955-15-90.

1.2. Дозируют суперпластификатор трихлорэтилфосфат (ТХЭФ, (ClCH₂CH₂O)₃Р) по ТУ 6-05-1611-78.

1.3. Дозируют полипропиленовое волокно длиной 6 мм.

1.4. Смешивают отдозированные компоненты по п. 1.1, п. 1.2 и п. 1.3 до получения однородной дисперсной системы.

2. Приготовление сухой строительной смеси

2.1. Дозируют портландцемент ПЦ700 Д0.

2.2. Дозируют микрокальцит фракции 100 мк.

2.3. Смешивают отдозированные компоненты по п. 2.1 и п. 2.2 до получения однородного тонкодисперсного порошка, представляющего собой сухую строительную смесь для защитного покрытия поверхности карналлитовой породы.

3. Приготовление сырьевой смеси для защитного покрытия поверхности карналлитовой породы

3.1. Дозируют сухую строительную смесь, приготовленную по п. 2.3.

3.2. Дозируют добавку, приготовленную по п. 1.4.

3.3. Дозируют воду.

3.4. Смешивают при помощи электрической дрели компоненты, отдозированные по п. 3.1, п. 3.2 и п. 3.3 до получения однородной, без комков, подвижной массы, которую используют по назначению в качестве защитного покрытия и из которой изготавливают образцы-балочки размером 4×4×16 см. Твердение образцов осуществляется в нормальных условиях и по достижении проектного возраста, 28 суток, образцы подвергались испытанию по показателю прочности при изгибе и прочности при сжатии, по результатам которых определялся коэффициент трещиностойкости:

K_тр=R_изг/R_сж,

где R_изг - прочность образцов при изгибе;

R_сж - прочность образцов при сжатии,

а также производилась оценка адгезионной прочности в 28-суточном возрасте при помощи механического адгезиметра отрывного типа «Константа-А» с использование стандартного образца площадью 5 см². Полученные результаты представлены в таблице 1 и таблице 2.

Сырьевая смесь для защитного покрытия поверхности карналлитовой породы, содержащая портландцемент, заполнитель, комплексную добавку и воду, отличающаяся тем, что в качестве заполнителя содержит микрокальцит фракции 100 мк, а комплексная добавка состоит из полимера, представленного винилацетатом, суперпластификатора трихлорэтилфосфата и полипропиленового волокна длиной 6 мм, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Указанный полимер	93,2-94,2
Суперпластификатор ТХЭФ	0,4-0,5
Указанное полипропиленовое волокно	5,4-6,3

при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас. %:

Портландцемент	34,48-36,48
Указанный заполнитель	43,72-44,82
Указанная добавка	6,4-6,9
Вода	13,4-13,8