Саморасширяющаяся инъекционная смесь для химического анкерования горного массива Советский патент 1991 года по МПК E21D20/00 E21D11/00 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к составам, применяемым для уплотнения пор и трещин с целью упрочнения массива, а также для заполнения куполов, возведения изолирующих перегородок.

Цель изобретения - снижение усадочных явлений, токсичности, повышение адгезионной прочности.

Саморасширяющаяся инъекционная смесь, состоящая из карбамидоформальде- гидной смолы, соли угольной кислоты, от- вердителя сильнокислотного типа, содержит также концентраты сульфитно- дрожжевой бражки (СДБ) и имеет двухком- понентный состав, мае. %:

Компонент А

Карбамидоформальдегидная смола66,39-69.30

Кальцинированная сода0,66-0,69

Компонент Б Концентраты сульфитно-дрожжевой бражки 6,93-26.55 Ортофосфорная кислота 3,29-3,44 Вода3.14-19,64.

Применяемые в инъекционной смеси концентраты сульфитно-дрожжевой бражки являются отходами целлюлозно-бумажной промышленности и содержат кальциевые, натриевые и аммониевые соли (или их смеси) лигносульфоновых кислот, образующиеся при сульфитной варке целлюлозы.

О

ся о

со ю

Вспенивание системы осуществляется углекислым газом, образующимся при взаимодействии кальцинированной соды с ор- тофосфорной кислотой. Ортофосфорная кислота одновременно выполняет отверж- дающую функцию.

Сульфитно-дрожжевая бражка является модификатором многофункционального назначения. Она способствует увеличению адгезии композиции к породе, прочности пенопласта, снижению усадки и выделения формальдегида из пенопласта. Модифицирующее влияние связано с наличием в ее составе сульфитных групп и гваяцилпропа- новых структурных звеньев, которые, взаимодействуя с метильными группами карбамидной смолы, образуют более плотную и прочную пространственную структуру при взаимодействии с выделяющимся в процессе отверждения формальдегидом, снижают токсичность пенопласта, Дополнительные функциональные группы в модифицированной смеси обеспечивают повышенную адгезию к породе.

Технология приготовления смесей для получения пенопласта включает раздельное приготовление компонентов А и Б и смешивание их. Это позволяет получить пониженное выделение формальдегида из полимера и улучшение других показателей по сравнению с той же смесью, но без предварительного приготовления компонентов.

Двухкомпонентность состава смеси также объясняется применением специального нагнетательного оборудования для химического укреп- ления горных пород с раздельной подачей компонентов и объемным соотношением 2:1 (смолаютвердитель) или использованием специальных ампул для ампульного химического анкерования.

Компонент А готовят смешиванием карбамидной смолы с порофором - кальцинированной содой, компонент Б - смешивание модификатора СДБ с отверди- телем - фосфорной кислотой и водой. Пенопласт получают при добавлении компонента Б к компоненту А при скорости вращения мешалки 500-700 об/мин в течение 15с. Время подъема пены 20-50 с. Кратность вспенивания 2.

Пример1.В 69,3 мас.% карбамидо- формальдегидной смолы (КФС) при переме- шивании добавляют 0,69 мас.% кальцинированной соды. В полученную композицию (компонент А) при интенсивном перемешивании добавляют 6,93 мас.% концентрата сульфитно-дрожжевой бражки (СДБ), смешанного с 3,44 мас.% ортофос- форной кислоты и 19,64 мас.% воды (компонент Б).

П р и м е р 2. В 68.3 мас.% КФС при перемешивании добавляют 0,68 мас.% кальцинированной соды. В полученную композицию (компонент А) при интенсивном перемешивании добавляют 13,66 мас.% СДБ, смешанной с 3,39 мас.% орто- фосфорной кислоты и 13,97 мас.% воды ( компонент Б).

Примерз. 3 67,31 мас.% КФС при

0 перемешивании добавляют 0,67 мас.% кальцинированной соды. В полученную композицию (компонент А) при интенсивном перемешивании добавляют 20,20 мас.% СДБ, смешанного с 3,34 мас.% орто5 фосфорной кислоты и 8,48 мас.% воды (компонент 5).

Пример 4. В 66,36 мас.% КСФ при перемешивании добавляют 0,66 мас.% кальцинированной соды. В полученную

0 композицию (компонент А) при интенсивном перемешивании добавляют 26,55 мас.% СДБ, смешанной с 3,29 мас.% орто- фосфорной кислоты и 3,14 мас.% воды (компонент Б).

5 Массовое соотношение ингредиентов указанной саморасширяющейся инъекци- , онной смеси обусловлено следующими причинами.Взятоеколичество карбамидоформальдегидной смолы соот0 ветствует параметрам нагнетательного оборудования, применяемого в угольных шахтах для химического укрепления массива с раздельной подачей двух компонентов, при объемном соотношении 2:1 (смола:от5 вердитель). Количество кальцинированной соды соответствует оптимальной кратности вспенивания с учетом прочности получаемой пены и цели применения. Уменьшение этого количества против указанного приво0 дит к заметному уменьшению объема системы, что не соответствует цели применения, а увеличение ведет к снижению прочности получаемого продукта вследствие высокой кратности вспенивания. Взятое количество

5 ортофосфорной кислоты обеспечивает заданное время гелеобразования смеси (3-5 мин) и полноту взаимодействия с кальцинированной содой. Данное количество концентратов сульфитно-дрожжевой бражки

0 обеспечивает сниженную усадку и токсичность повышенную прочность конечного продукта и соответствует параметрам нагнетательного оборудования и емкости ампул для химического анкерования массива.

5 Характеристики саморасширяющейся инъекционной смеси приведены в таблице. Предлагаемая инъекционная смесь имеет высокую адгезионную прочность, пониженное выделение формальдегида и уменьшенную усадку по сравнению с известными. Снижение содержания СДБ в смеси до 3,5 мас.% % приводит к незначительным изменениям (выделение формальдегида, усадка, прочность), Повышение содержания СДБ в смеси до 29,44 мас.% способствует дальнейшему снижению выделения формальдегида, однако при этом возрастает (по сравнению с предельными значениями - 26,55 мас.%) усадка и снижается адгезионная прочность. Формула изобретения

Саморасширяющаяся инъекционная смесь для химического анкерования горного массива, включающая карбамидофор- мальдегидную смолу, соль угольной кислоты, отвердитель сильнокислотного типа и воду, отличающаяся тем, что, с

0

5

целью снижения усадочных явлений, токсичности и повышения адгезионной прочности, смесь дополнительно содержит соду кальцинированную и концентраты сульфитно-дрожжевой бражки, а в качестве отвер- дителя - ортофосфорную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Карбэмидоформальдегидная смола66,36-69,30

Кальцинированная сода 0,66-0,69 Концентраты сульфитно-дрожжевой бражки 6,93-26,55 Ортофосфорная

кислота (/ 1.69 г /см3) 3.29-3,44 Вода3,14-19,64

Изобретение относится к горной промети и предназначено для упрочнения массива. Цель изобретения - снижение усадочных явлений, токсичности, повышение адгезионной прочности. Для этого саморасширяющаяся инфекционная смесь для химического ан- керования горного массива содержит следующие компоненты при их соотношении, мас.%: кар- бамидоформальдегиднаясмола 66,36-69,30; кальцинированная сода 0,66- 0,69; концентраты сульфитно-дрожжевой бражки (СДБ) 6,93-26.55; ортофосфорная кислота (/э 1,69 г/см3) 3.29-3.44; вода 3,14- 19,64. Концентраты СДБ являются отходами целлюлозно-бумажной пром-сти. Вспенивание системы осуществляется углекислым газом, образующимся при взаимодействии кальцинированной соды с ортофосфорной кислотой. Последняя одновременно выполняет отверждающую функцию. Компонент СДБ является модификатором и способствует увеличению адгезии композиции в породе, прочности пенопласта, снижению усадки и выделения формальдегида из пенопласта. 1 табл. ё