ТЕРМОИЗОЛЯЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 2001 года по МПК C04B38/02 E21B33/138 

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при тампонаже нефтяных и газовых скважин.

Известна композиция для получения ячеистого бетона, содержащая алюминиевую пудру и суперпластификатор С-3 (заявка РФ N 93025 333/38, C 04 B 38/02 от 27.04.93). Однако предложенная композиция не создает однородной прочной структуры цементного камня, взрывоопасна (выделяется H₂).

Известна композиция для приготовления аэрированного тампонажного раствора, содержащая портландцемент, порообразователь, воздух и воду. В качестве порообразователя взяты ПАВ - смесь неонола, оксиэтилированных моноалкилфенолов тримеров пропилена и отходов производства олигомеров (пат. РФ N 1745893, E 21 B, 33/138 от 07.12.89).

Данный пенообразователь замедляет набор прочности цементного камня пониженной плотности и позволяет получить стабильную систему только в пределах 800-1300 мгс/см².

Известна сырьевая смесь, состоящая из портланцемента, наполнителя - золы-уноса, карбомида, гипохлорита кальция, ПАВ неионогенного типа и воды (пат. РФ N 2058968 от 11.11.90, C 04 B 38/02 - прототип).

Недостаток композиции - медленный набор прочности, несоответствие практической плотности материала, теоретически ожидаемой из-за неполного вовлечения образовавшегося газа, а процесс образования газовой дисперсии определяет стадию стабилизации ее в образующейся системе.

Задачей изобретения является получение термоизоляционного материала на основе вяжущих, полученных химгенерацией низкой плотности, сокращение времени набора пластической прочности путем введения водоудерживающей добавки.

Достигается данная задача тем, что композиция, содержащая вяжущее, наполнитель, окислитель, азотосодержащее вещество, ПАВ неионогенного типа и воду, дополнительно содержит тетраоксихлорид алюминия при следующем соотношении компонентов, % мас.

1. Вяжущее 22,0-48,0
2. Наполнитель 1,0-23,0
3. Окислитель 0,2-1,6
4. Азотосодержащее вещество 0,02-0,8
5. ПАВ неионогенного типа 0,01-0,2
6. Тетраоксихлорид алюминия 0,1-1,0
7. Вода остальное.

В качестве вяжущего могут быть использованы портландцемент, шлакопесчаные цементы; в качестве наполнителя - зола-уноса, песок, цеолит, вермекулит и др. , в качестве окислителя - соли хлорноватистой кислоты: гипохлорит кальция, хлорная известь, гипохлорит натрия и др., в качестве азотосодержащего вещества минеральные удобрения, содержащие азот: карбомид-мочевина, азотнокислые соли натрия и калия (селитра) и др., в качестве ПАВ вещества неионогенного типа: неонол, ОП-7; ОП-10 и др. Тетраоксихлорид алюминия (ТОА) выпускается по ТУ 6-01-12.90 в г. Бокситогорске, содержание основного вещества в нем в пересчете на Al₂O₃ 19-20% (остальное примеси Cl, Na, Fe и т.д. ), атомное содержание Al/Cl 1,0-1,3; плотность 1,27, pH 2,5-3,2.

ТОА не горюч, пожаровзрывобезопасен. Поставляется в виде порошка или 30% водного раствора. Кислая часть добавки ускоряет окислительные процессы, а находящийся в продуктах диссоциации хлористый алюминий ускоряет сроки набора пластической прочности: образуется микроволокнистая структура пор, что подтверждается исследованиями на порозиметре.

Данная добавка позволяет получить стабильную дисперсную систему с равномерным распределением газа по всему объему цементной системы, дающей термоизоляционный материал самой различной (и очень низкой) плотности с ранней пластической прочностью.

Сочетание компонентов, количественное соотношение и очередность ввода решают поставленную задачу.

Изобретение содержит "Ноу-Хау".

Пример N 1 (опыт N 2, табл. )
Смешивают 40 г портландцемента, 12 г золы-уноса, 0,8 г гипохлорита кальция, 46 мл воды, затем 0,2 г карбомида, 2,9 мл неонола (товарного), 0,81 ТОА (тетраоксихлорида алюминия).

Происходит реакция газообразования и поризация массы. Время приготовления смеси 1,5-2 мин. Все характеристики определяли по общепринятым методикам.

Средняя плотность раствора 400 кг/м³, камня 280 кг/м³. Пластическая прочность 0,4 кгс/см² через 3 ч (распалубочная прочность).

Пример N 2 (опыт N 8, табл.)
Смешивают 40 г цемента, 19 г песка, 0,4 г хлорной извести, приливают 40,19 г воды, затем вводят 0,3 ТОА, 0,10 г селитры и 0,18 мл товарного ОП (33%-ный). Все тщательно перемешивают. Плотность раствора 1000 кг/м², камня 50 кг/м³, пластическая прочность 1,29 кгс/см².

Во всех опытах получены лучшие результаты по сравнению с прототипом: нет усадки, достигается более ранний набор прочности, однородность структуры камня низкой плотности с хорошими теплофизическими свойствами.

Приготовление осуществляется на стандартном оборудовании. С помощью сочетания данных добавок увеличивается водопотребность системы при сохранении седиментационной стойкости раствора, экономится цемент, легко регулируется плотность раствора и камня. Большим содержанием В/Т регулируются теплоизоляционные свойства материала.

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при тампонаже нефтяных и газовых скважин. Термоизоляционный материал, содержащий вяжущее, наполнитель, азотосодержащее вещество, окислитель, ПАВ неионогенного типа и воду, дополнительно содержит тетраоксихлорид алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%: вяжущее 22,0-48,0; наполнитель 1,0-23,0; окислитель 0,2-1,6; азотосодержащее вещество 0,02-0,8; ПАВ неионогенного типа 0,01-0,2; тетраоксихлорид алюминия 0,1-1,0; вода остальное. Технический результат - получение термоизоляционного материала на основе вяжущих, полученных химгенерацией низкой плотности, сокращение времени набора пластической прочности путем введения водоудерживающей добавки. 1 табл.

Термоизоляционный материал, содержащий вяжущее, наполнитель, азотосодержащее вещество, окислитель, ПАВ неионогенного типа и воду, отличающийся тем, что дополнительно содержит тетраоксихлорид алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Вяжущее - 22,0 - 48,0
Наполнитель - 1,0 - 23,0
Окислитель - 0,2 - 1,6
Азотосодержащее вещество - 0,02 - 0,8
ПАВ неионогенного типа - 0,01 - 0,2
Тетраоксихлорид алюминия - 0,1 - 1,0
Вода - Остальное