ТИКСОТРОПНЫЙ РАСТВОР Советский патент 1973 года по МПК E02D3/12 

1

Изобретение относится к тиксотропным растворам, применяемым в строительстве при проходке котлованов и траншей под защитой глинистых растворов, а также при сооружении опускных колодцев в тиксотропных «рубашках, в гидротехническом строительстве для приготовления глинистых тампонажных растворов при создании противофильтрационных завес в аллювиальных грунтах оснований плотин, а также для создания противофильтрационных стенок и экранов из заглинизированногр грунта и т. д., при бурении скважин.

Известные глинистые растворы с высокими тиксотропньши свойствами приготовлялись только из дорогостоящих бентонитовых глин и реже из других высококачественных глин.

Однако бентонитовые глины очень дефицитны, так как широко используются во многих отраслях промышленности вплоть до парфюмерии и виноделия. Кроме того, большие средства расходуются на транспортировку бентонитовых глин к местам их использования. В то же время в природе распространены небентонитовые или местные глины достагочной дисперсности, но не обладающие необходимыми тиксотропными свойствами, из-за чего их невозможно использовать для указанных выше задач.

Для разработки такого химического состава, который позволил бы глинистым растворам, приготовленным на основе местных небентонитовых глин, придать высокую регулируемую во времени тиксотропию, превышающую по своему значению тиксотропно глинистых растворов, приготовленных на лучших бентонитовых глинах.

Предлагаемое изобретение отличается тем, что в растворы небентонитовых глин в процессе их приготовления вводятся добавки фтористого натрия (NaF) и раствора силиката натрия (Na2SiOs).

В зависимости от требуемого времени тиксотропии фтористый натрий может вводится в глинистый раствор в количестве от 0,1 до 1,0%, а раствор силиката натрия в количестве от 0,3 до 5,0% от веса сухой глины в растворе.

Высокие тиксотропные свойства глинистых растворов, приготовленных на основе небентонитовых глин, обусловлены замещением иона гидроксила в силанольной группе, выходящей на поверхность гидратированной глинистой частицы, на ион фтора:

II

-SIOH + NaF Hv - Si - F + NaOH

II

Ион фтора повыщает координационное число крем.ния в онликатном растворе с 4 до 6, что способствует процессу полимеризации кремневой кислоты.

Монофторозамещенные кр.емне;вь1е .кислоты способны к самостоятельному взаимодействию с кремнеземом силикатного раствора с о разованием пространственной сетки геля кремневой кислоты.

Полимеризованная кремневая кислота силикатного раствора ориентируется в глинистом растворе по отношению к иону, фтора, э силанольной группе, в результате чего об азуется связь слабого геля .кремневой кислоты с гидратированной поверхностью глинистых частиц..

Указанная связь восстанавливается в глинистых растворах после их механического перемешивания или встряхивания., Замещение гидроксила в силанольной группе на ион фтора придает поверхности глинистых , частиц гидрофобные свойства, что также оказывает существенно.е влияние на повышение тиксотррПИИ глинистых растворов. Преимуш;ество изобретения в том, что приготовленные глинистые растворы не подвергаются процессу старения, а приданные им высокие тиксотропные свойства сохраняются в течение длительного времени.

При необходимости глинистый .раствор может быть доведен до состояния плотного геля, который разрушается при встряхивании или перемешивании, возврашаясь к прежнему текучему состоянию. Например, глинистый раствор, приготовленный на основе Чим-Курганской глины, имеющий удельный вес 1,30 г/см, с добавкой 0,5% фтористого натрия и 2% силиката, ,.3$,г/С;и имел сразу после приготовления расплУв по конусу АзНИИ (Д) 29 см. Ч,ерез полтора часа раствор превратился в гель, предельное сопротивление сдвига которого на 10 сут равнялось 6 г/см.

Пр:сле выдержки в течение двух 1у1е сядев полученный гель был перемешан, в результате чего п.риобрел свойство текучести, и в глинистый раствор, имеющий расплыв ,5 см.

Оставленный в покое, указанный раствор вновь превратился в гель с характеристиками, аналогичными первоначальным. Указанный процесс обратим.

Описываемые реагенты для повышения тиксотропии глинистых растворов являются дешевыми и. доступными, что. позволяет решить проблему массового приготовления дешевых глинистых растворов. на, основе.,.мес1ных глин, с высокой, регулируемой во времени, тиксотропией.

Предмет изобретения

1. .Хиксотропный рдствор на ,основр ,, гл.даы, отличающийся тем, что, с целью получения тиксотропного раствора на основе обычной небентонитовой глины, в глинистый раствор в процессе его изготовления вводят фтористый натрий и раствор силиката натрия. ,, 2. ;Тиксртронный раствор по п. 1, отличающисйя тем, что он содержит 0,1 -1,0% фтористого натрия и 0,3-5,0% раствора силиката натрия от веса сухой глины в растворе.