КОМПЛЕКСНАЯ СМЕСЬ ДЛЯ НЕВЗРЫВЧАТЫХ РАЗРУШАЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2000 года по МПК C04B7/34 C04B2/04 

Изобретение относится к камнедобывающей промышленности и может быть использовано в горном деле, строительстве для отбойки и разрушения монолитных объектов.

Известен разрушающий материал, включающий следующие компоненты, мас.%:
Карбонат щелочного металла - 0,1 - 2,0
Борная кислота - 0,01 - 0,75
Продукт очистки сахарного сока - 0,5 - 5,0
Сульфитно-дрожжевая барда (СДБ) - 0,1 - 0,5
Грубоизмельченная негашеная известь - Остальное
(см. а.с. СССР N 1435559, кл. C 04 B 2/04, опубл. 7.11.88 г.).

Недостатками данного материала являются недостаточная удельная поверхность измельчения извести, низкая скорость гидрaтации в интервале температур от +5 до -5^oC, а при температуре > -5^oC он вообще неработоспособен, что не позволяет вести отбойку и разрушение в зимнее время.

Наиболее близким к заявляемому невзрывчатому разрушающему материалу является разрушающий материал, взятый в следующем соотношении компонентов, мас.%:
Кальцинированная сода - 3,5 - 7,0
Сульфитно-дрожжевая барда (СДБ) - 1,0 - 2,0
Негашеная известь - Остальное
(см. а.с. СССР N 1648911, кл. С 04 B 7/00 опубл. БИ N 18, 1991).

Недостатком прототипа является его неработоспособность при низких отрицательных температурах, а также снижение морозостойкости из-за грубости помола оксида кальция (извести).

Задачей данного технического решения является создание невзрывчатого разрушающего материала для производства круглогодичных работ по отбойке и разрушению монолитных объектов.

Технический результат заключается в том, что комплексная смесь позволит повысить производительность работ по отбойке и разрушению монолитных объектов за счет ускорения режима твердения, а также за счет морозостойкости состава, что позволяет работать круглогодично при температуре окружающей среды от +5 до -15^oC.

Этот технический результат достигается тем, что известный состав, включающий кальцинированную соду и оксид кальция, содержит оксид кальция из обожженных известняка и гипса и дополнительно глицерин, алюминиевую пудру, лигносульфонат технический модифицированный в следующем соотношении компонентов, мас.%:
Кальцинированная сода - 2,2 - 9,9
Глицерин - 3,0 - 15,1
Алюминиевая пудра - 0,25 - 0,30
Лигносульфонат технический модифицированный - 0,10 - 2,35
Оксид кальция из обожженных известняка и гипса - Остальное
Предложенная комплексная смесь позволит повысить производительность труда и вести работы при температурах окружающей среды от +5 до -15^oC за счет ускорения твердения и морозостойкости смеси.

Введение в комплексную смесь оксида кальция и гипса, измельченных в шаровой мельнице, позволит ускорить гидрaтацию и повысить производительность труда. Кальцинированная сода и глицерин повысят морозостойкость смеси, алюминиевая пудра ускорит процесс твердения смеси за счет реакции, при которой повышаются температуры раствора, а введение эмульгатора - лигносульфоната технического модифицированного - увеличит подвижность смеси.

Сравнительные данные с прототипом представлены в табл. 1.

Эксперименты проводились в холодильной установке в интервале температур от +5 до -15^oC (см. табл. 1, 2). Состав невзрывчатого разрушающего материала без добавок состоял из 96%-ного оксида кальция (CaO), полученного путем обжига известняка и гипса в соотношении 3:1 при 1200^oC в течение 5-6 ч, размолотого в шаровой мельнице до удельной поверхности 3000 см²/г, химический состав его следующий, %: CaO - 95,41-96,0; MgO - 0,75; SiO₂ - 0,81; Al₂O₃ + Fe₂O₃ - 0,261 и P₂O₅ - 2,13; pH 12.

В состав оксида кальция добавляли противоморозные добавки (кальцинированная сода, глицерин), ускоритель твердения (алюминиевая пудра) и эмульгатор (ЛСТМ-2). Дозировaнная комплексная смесь перемешивается в течение 2-3 мин и заливается в шпуры образцов доломита и известняка правильной геометрической формы (200 х 200 х 200 мм). Водопорошковое отношение (масса воды от массы порошка) изменялось от 0,30 до 0,45 в зависимости от количества одновременно введенных добавок. Испытания образцов проведены в холодильной установке в интервале температур от +5 до -15^oC.

По результатам экспериментов предложены оптимальные составы, обеспечивающие гарантированный режим твердения и гидратацию при отрицательных и низких положительных температурах. Давление, развиваемое составами в течение 12-18 ч, достигает 30 МПа и более.

Количествa безводных добавок при соответствующих температурах сведены в табл. 2.

Использование предлагаемого состава позволит по сравнению с прототипом повысить эффективность откола природного камня, в широких пределах изменять характеристики растворов, создавать их с заранее заданными свойствами для круглогодичной работы.

Комплексная формула предложенных разрушающих составов

где m, n, p - соответственно количество образующих оксидов кальция, алюминия и натрия;
x, y, z, k, t, g - содержание соответственно оксида кальция, глицерина, эмульгатора, кальцинированной соды и алюминия, %.

Использование предложенной комплексной смеси позволит по сравнению с прототипом повысить производительность работ по отбойке и разрушению монолитных объектов и обеспечить круглогодичную работу при температурах от +5 до -15^oC.

Изобретение может быть использовано в горном деле, строительстве для отбойки и разрушения монолитных объектов. Технический результат - увеличение производительности труда при круглогодичном его использовании за счет ускорения режима твердения и морозостойкости состава. Комплексная смесь для невзрывчатых разрушающих материалов, включающая кальцинированную соду и оксид кальция, дополнительно содержит глицерин, алюминиевую пудру и лигносульфонат технический модифицированный и содержит оксид кальция из обожженных известняка и гипса в следующем соотношении компонентов, мас.%: кальцинированная сода - 2,0-9,9; глицерин - 3,0-15,1; алюминиевая пудра - 0,25-0,30; лигносульфонат технический модифицированный - 0,10-2,35; оксид кальция из обожженных известняка и гипса - остальное. 2 табл.

Комплексная смесь для невзрывчатых разрушающих материалов, содержащая оксид кальция и кальцинированную соду, отличающаяся тем, что она содержит оксид кальция из обожженных известняка и гипса и дополнительно лигносульфонат технический модифицированный, глицерин и алюминиевую пудру при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Кальцинированная сода - 2,0 - 9,9
Глицерин - 3,0 - 15,1
Алюминиевая пудра - 0,25 - 0,30
Лигносульфонат технический модифицированный - 0,10 - 2,35
Оксид кальция из обожженных известняка и гипса - Остальное