Тампонажный раствор Советский патент 1986 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к тампонаж- ным растворам, предназначенным для заполнения пустот в соляных породах и гидроизоляции горных выработок, для защиты каменно-соляных месторождений от разрушения, укрепления целиков горных выработок, водоподавле- ния, 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 там понажнь:х 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 АзНИИ, и прочности при сжатии.

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

В практике прокачки насосами глинистых и цементных смесей нижним пределом текучести считают расплыв 12 см Уменьшение расплыва затрудняет нагнетание смеси.

Введение жидкого стекпа выше предложенного предела снижает выход камня (см.таблицу, состав № 5), уменьшение его содержания снижает прочность на сжатие (состав № 14).

При введении цемента менее 5,7% снижается скорость твердения и прочность на сжатие (состав № 1), содержание его более 8,1% ведет к перерасходу вяжущего без улучшения прочностных свойств (состав № 7).

Содержание хлористого натрия и воды в пределах 11,3-11,5 и 24,4 г 24,6 мас.% соответственно обеспечивает получение насыщенного раствора соли. Уменьшение количества хлористого натрия вызовет растворение соляной породы по контакту с тампонаж- ным раствором и ухудшит его сцепление с соляным массивом. Увеличение содержания хлористого натрия нецелесообразно, так как при пересыщении избыточная соль выпадет в осадок. Содержание в раствсЗре воды в указанных пределах обеспечивает ему достаточные текучесть, выход камня и прочность (составы № 2-6, 10-13 16, 21,

22)..

При содержании глины ниже 54,9% возрастает водоотделение, т.е. умень- шается выход камня (состав № 8), при содержании глины свьш1е 57,3% раствор становится недостаточно текучим состав № 9)..

Приготовление предлагаемого раствора производится путем затворения сухой глины предварительно приготовленным насыщенным раствором хлористого натрия с последующим введением

в эту смесь сухого цемента, а затем жидкого стекла.

Дпя приготовления раствора может быть использован портландцемент не ниже 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. I .

Для приготовления 1 л смеси беру, 500 см насыщенного раствора

хлористого натрия (плотность 1,20г/см/ затем вводят 1000 г сухой глины и перемешивают в течение 10 мин, после чего -всыпают 100 г цемента и поеле 5-минутного перемешивания вводят 25 см жидкого стекла плотностью 1,45 с силикатным модулем 3,1. Всю смесь перемешивают 5 мин. Полученный раствор с соотношением компонентов в мас.%: цемента 5,7; глины 57,2;, воды 24,5; хлористого натрия 11,5 и жидкого стекла 1,I (состав № 10) ха- характеризуетсярасплывом 13,5 см,выхо312

дом камня 99%, имеет в 7-суточном возрасте прочность сцепления с соляной породой 1,3 кгс/см и прочность при одноосном сжатии 3,4 кгс/см .

Определение свойств тампонажного раствора производили по общепринятым методикам: текучесть - по расплыву конусом АзНИИ, выход камня - по величине осевшей твердой фазы раствора залитого в мерный цилиндр. Д;1я опре- деления прочностных характеристик раствор заливают в формы, которые помещают в насьпценный раствор хлористого натрия. Образцы твердеют при температуре 15±1°С.

5 0

1654

Прочность на сжатие определяют в образцах-кубиках с ребром 2 см, силу сцепления раствора с соляной породой - на образцах цилиндрах высотой и ди аметром 3 см, которые помещают в свежеприготовленный тампонажный раствор.,

Аналогичные характеристики определяют и для известного раствора - прототипа (состав № 23), приготовленного на основе гидрослюдисто-каолинито- вой глины с числом пластичности 22 и портландцемента марки 400 и с использованием в качестве структуро- 5 образователя кальцинированную соду.

Примечание. - предельные содержания ингредиентов (в - верхнее

и нижнее);

с - среднее содержание ингредиентов; , запредельнью содержания ингредиентов.

Редактор Н. Слободяник

Составитель Л.Бестужева

Техред МоХодан1-гч Корректор А.Тяско

Заказ 4888/24Тираж .548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-ЗЗ, Раушская каб,, д.4/5

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

Продолжение таблицы