Состав для изготовления моделей из эквивалентного материала Советский патент 1984 года по МПК E21C39/00 

«

Изобретение относится к горному делу и предназначено для моделей породного массива из эквивалентных материалов.

Известен состав для изготовления моделей из эквивалентного материала, содержащий наполнитель, эпоксидную смолу, глицерин, полиэтиленполиамин и вазелин ij .

Известен также состав для изготовления моделей из эквивалентного материала, поскольку выбор того или иного типа эквивалентного материала осуществляется на основе требований подобия между материалами натуры и модели по таким показателям как прочность, модули упругости и деформации, реологические параметры. От полноты удовлетворения этих требований зависит правомерность переноса экспериментальных результатов моделирования на реальные условия 21 .

Однако известные составы не обеспечивают полного подобия по все показателям, т.е. достоверности моделирования .

Целью изобретения является повышение достоверности моделирования.

Поставленная цель достигается тем, что состав для-изготовления моделей из эквивалентного материала, содержащий наполнитель, эпоксидную смолу, глицерин и полиэтиленполиамин, в качестве наполнителя содержит барит при следунлцем соотношении компонентов, мае.%: Барит 91,0-96,0 Эпоксидная

смола2,3-5,2

Глицерин t,2-2,6 Полиэтиленполиамин 0,5-1,2 Барит используется в виде товарного продукта - порошка, содержащего в качестве основной фракцию 1020 мкм (95 мас.%). Удельная поверхность 5300 , насыпная объемная масса 0,84 г/см, объемная масса 0,84 г/см, объемная масса после уплотнения 1,22 г/см.

Технология изготовления состава состоит из операций дозировки компонентов,, приготовления смологлицеринового растьора, его перемешивания сначала с баритом, а затем с IDIIA, згплотнения полученной смеси. Высокая дисперсность барита обес25371 ,1

печивает большую смолоемкость, что обуславливает необходимость поэтапного составления связующего: сначала с модификатором глицерином, 5 а затем утке в поверхностном слое частиц барита с отверждающим агентом ПЭПА.

Изменение соотношения между смолой и баритом позволяет регулироO вать физико-механические константы Материала в соответствии с выбранHbJM масштабом моделирования и характеристиками натуры. Относительные количества глицерина и ПЭПА во всех

5 рецептурах остаются постоянными: 50 мае.ч. глицерина на 100 мае.ч. смолы и 15 мае.ч. ПЭПА на 100 мае.ч. смологлицеринового раствора. Такое соотношение между компонентами свя0 зующего признано обеспечить необходимую скорость твердения смеси и , жизнеспособность, достаточную для ее переработки.

Если содержание смолы (соответ5 ственно глицерина и ПЭПА) выходит за предлагаемые верхние пределы, то получаемые при этом смеси имеют полужидкую консистенцию. Формование из них моделей слоистой струк0 туры невозможно.,

Если содержание компонентов связующего вьтходит за предлагаемые нижние пределы, то не происходит цементации частиц наполнителя и ма-

- териал не набирает достаточной проч,ности.

В таблице приведены рецептуры и физико-механические характеристики нескольких разновидностей материала различного состава.

Прочность материалов можно направленно регулировать в достаточно широких пределах, позволякэдих воспроизводить прочностные свойства горных пород на моделях при геометрическом масштабе моделирования от 1/10 до 1/500. Отношение модуля упоугостй (Е) к модулю деформации (Д) находится на уровне, присущем горным породам.

Пример. 1,182 г глицерина (1,2 мас.%) растворяют в 364 г эпоксидной смолы ДЭГ-1(2,3 мас,%). Полученный раствор вливают в 15 кг барита (96 мас,%), находящегося в смесителе. Производят перемешивание компонентов в течение 10 мин. В композицию добавляют 82 г поли3

этиленполиамина (0,5 мас,%) и ведут окончательное перемешивание еще 5 мин. Готовую смесь укладывают в опалубку и уплотняют по известному способу (вибрацией, укаткой, трамбовкой) . Процесс твердения завершается на 3 сут. Состав имеет прочность на одноосное сжатие 0,11 Ша; модуль деформации 4,3 МПа; модуль упругости 7,7 МПа.

Пример 2. 284 г глицерина (1,8 мас.%) растворяют в 568 г эпоксидной смолы (3,5 мас.%). Раствор вливают в 15-кг барита .(94 мае.

После перемепшвания в течение 10 мин к композиции добавляют 128 г полиэтиленполиамина (0,7 мас.%). Проводят окончательное перемешиваяие в течение 5 мин. Готовую смесь . Состав имеет прочность 0,62 Ша; модуль деформации 26,1Ша модуль упругости 42,0 МПа.

Прим ер 3. 434 г глицерина (2,6 мас.%) растворяют в 868 г эпоксидной смолы (3,2 Mad.%). Раствар вливают в t5 кг барита

25371

(91 мас.%) и ведут перемешивание в течение 10 .мин. Добавляют 195 г полиэтиленполиамина (1,2 мас.%) и перемеигавают еще в течение 5 мин. J Готовую смесь формуют. Материал имеет прочность 1,25 МПа; модуль деформаций 43,2 МПа; модуль упругости 64,8 МПа.

Предлагаемый состав для изготов10 ления моделей из эквивалентного йа.териала по сравнению с известным позволяет повысить достоверность моделирования за счет приближения свойств модели и воспроизводимого

f5 объекта, что достигается изготовивнием моделей предложенного.коли- -. чественного и качественного состава обладающего повышенной объемной массой. Пс ышенная объемная масса

20 материалов модели позволяет с бо- лее высокой точностью воспроизво дить глубину горных работ.,и сопутствующие ей изменения в структур ре и свойствах массива пород -а

25 следовательно, полнее удовлетворятБ требованиям теории подобия.

СОСТАВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МОДЕЛЕЙ ИЗ ЭКВИВАЛЕНТНОГО; МАТЕРИАЛА;, содержащий наполнитель, эпоксидную смолу, глицерин и полиэтиленполиамин, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности моделирования, состав в каче,стве наполнителя содержит барит при следующем соотношении компонентов, мае,%: Барит 91,0-96,0 Эпоксидная смола 2,3-5,2 Глицерин 1,2-2,6 ПолиэтиленS 0,5-1,2 полиамин