Вспененный тампонажный раствор и способ его получения
Изобретение относится к подземному строительству и может быть использовано для тампонажа трещиноватых горных пород при сооружении и ремонте шахтных стволов и горных тоннелей. Цель изобретения - повышение водостойкости вспененного тампонажного раствора при сохранении стабильности вспенивания. Раствор содержит следующее соотношение компонентов, мас.%: цемент 30-60 ПАВ ОП-10 0,1-0,18 бентонитовый глинопорошок (ГПБ) 3,3-4,5 крахмал (К) 0,00021-0,00071 едкий натр 0,003-0,011 жидкое стекло (ЖС) 2,6-3,5 вода остальное. Перед подачей компонентов в смесительную камеру К в растворе едкого натра подвергают нагреванию при 100°С в отдельной емкости в течении 1 мин. При этом в смесительной камере размещают воду, цемент, ОП-10, ГПБ и ЖС. В результате клейстеризации К в присутствии щелочи происходит диструкция макромолекул К. Благодаря этому в растворе образуется большое число более подвижных макромолекул. Электрокинетический потенциал бентонита имеет отрицательное значение. При клейстеризации К заряжается положительно, при взаимодействии макромолекулы К адсорбируются на поверхности бентонита. Это приводит к возникновению электростерической стабилизации суспензии бентонита. Вспенивание раствора происходит за счет вовлечения воздуха при перемешивании необходимого количества воды, ГПБ, ПАВ, ЖС модифицированного К с едким натром и цемента. Едкий натр, как и ПАВ, способствует дисперсности и стабильности пены. Силикатное ЖС увеличивает выход цементного камня и обеспечивает во времени зарастание крупных пор между пузырьками воздуха в камне, что ведет к снижению водопроницаемости. 2 с.п. ф-лы, 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)л Е 21 В 33 /138
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
Ф
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4427228/23-03 (22) 16.05.88 (46)15.07.90. Бюл. ¹ 26 (71) Всесоюзный заочный институт инженеров железнодорожного транспорта и Всесоюзный научно-исследовательский институт транспортного строительства (72) Н.И.Зубрев, Г,О.Смирнова, В.Г,Голубев, С,С.Коровченко и С.И.Басс (53) 387.78,38 (088.8) (56) Детков B.Ï, Цементирование наклонных скважин, М,; Недра, 1978, с, 178.
Авторское свидетельство СССР № 1330324, кл. Е 21 D 11/38, 1987. (54) ВСПЕНЕННЫЙ ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВ0Р И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к подземному строительству и м,б. использовано для тампонажа трещиноватых горных пород при сооружении и ремонте шахтных стволов и горных тоннелей. Цель изобретения — повышение водостойкости вспененного тампонажного раствора при сохранении стабильности вспенивания. Раствор содер жит следующее соотношение компонентов, мас. : цемент 30 — 60; ПАВ ОП-10 0,1 — 0,18, бентонитовый глинопорошок (ГПБ) 3,3 — 4,5; крахмал (К) 0,00021 — 0,00071; едкий натр
0,003 — 0,011, жидкое стекло (ЖС) 2,6 — 3,5;
Изобретение относится к подземному строительству и может быть использовано для тампонажа трещиноватых горных пород при сооружении и ремонте шахтных стволов и горных тоннелей.
Цель изобретения — повышение водостойкости вспененного тампонажного раствора при сохранении стабильности вспенивания.
„„, ЫÄÄ 1578359 А1 вода остальное, Перед подачей компонентов в смесительную камеру К раствор едкого натра подвергают нагреванию при 100 С в отдельной емкости в течение 1 мин. При этом в смесительной камере размещают воду, цемент, ОП-10, ГПБ и ЖС, В результате, клейстеризации К в присутствии щелочи происходит диструкция макромолекул К.
Благодаря этому в растворе образуется большое число более подвижных макромолекул. Электрокинетический потенциал бентонита имеет отрицательное значение, При клейстеризации К заряжается положи- тельно, при взаимодействии макромолекулы К адсорбируются на поверхности бентонита. Это приводит к возникновению электростерической стабилизации суспензии бентонита. Вспенивание раствора происходит за счет вовлечения воздуха при перемешивании необходимого количества воды, ГПБ, ПАВ, ЖС модифицированного К с едким натром и цемента. Едкий натр, как и ПАВ, способствует дисперсности и стабильности пены. Силикатное ЖС увеличивает выход цементного камня и обеспечивает во времени эарастание крупных пор между пузырьками воздуха в камне, что ведет к снижению водопроницаемости. 2 с.п. флы, 1 табл.
Вспененный тампонажный раствор содержит цемент, ПАВ ОП-10, бентонитовый глинопорошок, крахмал, едкий натр, жидкое стекло и воду затворения при следующем соотношении компонентов, мас.,ь:
Цемент 30 — 60
ПАВ ОП-10 0,1 — 0,18
Бентонитовый глинопорошок - 3,3 — 4,5
Крахмал 0,00021 — 0,00.071
1578359
Едкий натр 0,003 — 0.011
Жидкое стекло 2,6 — 3,5
Вода Остальное
Способ получения вспененного тампонажного раствора состоит в том, что перед подачей в смеситель предварительно в отдельной емкости подвергают тепловой обоаботке смесь компонентов, нагреванию при 100 С в течение 1 мин подвергается крахмал в растворе едкого натра, Пример получения вспененного тампонажного раствора по рецептуре состава 4 (см, та 1лицу), Берут 3000 r цемейта, 10 г ПАВ
ОП-10, 330 г бентонитового глинопорошка, 0,021 г крахмала, 0,3 r еeд кKоOг о нHа тTр а, 260 г жидкого стекла и 6399, 679 г воды, смешивают в мешалке. Количество воды раствора состоит из воды затворения и воды модифи цированного крахмала, который заблаговременно получают нагреванием до 100" С и кипячением в течение 1 мин в растворе едкого натра в соотношении, например, ч; крахмал 0,105; вода 200; едкий натр 1,5, Для достижения в тампонажном растворе 0,021г крахмала и 0,3 г едкого натра потребуется
40,321 продукта модифицированного крахмала, при этом 40,0 г — вода. Для получения по рецептуре состава 4 вспененного тампонажного раствора потребуется мас, Д: цемент 30,0; ПАВ ОП-10 0,1; глинопорошок бентонитовый 3,3; крахмал 0,00021; едкий натр О,ООЗ; жидкое стекло 2,6, вода
63,99679, в том числе вода эатворения
63,59679 и вода модифицированного крахмала 0,40.
Использование едкого натра и жидкого стекла и предложенный способ приготовления обеспечивают длительную водостойкость, как показали испытания, через 28 дн и 6 мес вспененного раствора.при стабильности вспенивания. Как видно из таблицы, вспененный раствор после выдержки в течение 3 ч сохраняет стабильность (устойчи5 вость) вспенивания и обеспечивает повышение водонепроницаемости через 6 мес после приготовления до 15%.
Формула изобретения
1. Вспененный тампона>кный раствор, 10 включающий цемент, ПАВ, бентонитовый глинопорошок, крахмал и воду эатворения, отличающийся тем, что, с целью повышения водостойкости при сохранении стабильности вспенивания, состав допол15 нительно содержит едкий натр и жидкое стекло, а в качестве ПАВ использован ОП-10 при следующем соотношении, мас. g,:
Цемент 30 — 60
ПАВ ОП-10 0,1 — 0,18
20 Бентонитовый глинопорошок 3,3 — 4,5
Крахмал 0,00021 — 0,00071
Едкий натр 0,003 — 0,011
Жидкое стекло 2,6 — 3,5
25 Вода Остальное
2, Способ получения вспененного тампонажного раствора, включающий термообработку чагреванием до 1000С в отдельной емкости части компонентов, подачу их в
30 смесительную камеру и перемешивание с находящейся там другой частью компоненTGB, отличающийся тем,чтотермообработку части компонентов, размещенной s отдельной емкости, производят втечение
35 1 мин, при этом в отдельной емкости размещают смесь крахмала и раствора едкого натра, а в смесительной камере размещают воду, ПАВ ОП-10, бентонитовый глинопорошок и жидкое стекло, 1578359 л ср со со о о о о л )с)
1 1 о о о о и
a) o л LA
CJ) IA Л- Й
СЧ Л " Е
С)1 CD СО С ) со о с"
СЧ СO - CD
+ o
Е т
Т Т Т о о о
)р
О) О О О О о
СВ
С"1 СЧ л
CD Cf е»
СО О СО
С ) сг о
CD С"Ъ с о
С о
С0 л
Iо и и ио<
Ф, .а с
)S ц-, О Ф ии л лo
Ис
Х
CL
Q> o сГ
Б
N Б
М о о о о о о о о с
0) ! о
t-"1. Ф о
X Y
iS )S ц а
S
CQ
СО - IA о о о о о о о
С)Ъ IA о о о о о о
СЧ о о с
Е х а
СЧ СЧ л- л
o o o о о о о О О
o o o о о о о о о
I 5
Б cl о (- iS
Ф Ф ш о л
00 С )
СЭ С ) О
II î сС
CA О О СЧ Л СО СО
СЧ т - ч — а
o o î o o o o
C I!
1 с>
С >
1 . I I I I I 1
С) О О О О О О О
% С Э С Э с1 CA CD CD
CO
o r>
Q) (о +
o >
X и о
Щ х
СС!
CL о
Ф ! и
CO а
CQ
С1
:>
1с
CD о
CL о о о т о т в
М с со О
1- . !— о
1 I I 1 и t с
1 1 I
О CD Е СЧ О О
СЧ СЧ СЧ ("Э С ) CQ cf
С ) . IA о о
О О
О О о о сэ л и) л
С ) С ) Cf с3 cf
