Состав закладочной смеси

 

Сущность изобретения: смесь содержит клинкер из отходов глиноземного производства 1,85-6,48; нефелиновый шлам 6,27- 10,90; гипс 0,65-0,67, заполнитель - известняк фракций 0,63-1,25 мм в количестве 58,56-60,19 и менее 0,63 мм - 9,46-9,72%. Компоненты смеси перемешивают и добавляют воду. Гипс и клинкер влияют на процессы гидратации, минералообразования. твердения и упрочнения закладочной смеси . 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s Е 21 F 15/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ГЫО (,, 7 ц

tt

E,""I „. / p

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4880531/03 (22) 07.08.90 (46) 07.01.93. Бюл. М 1 (71) Уральский политехнический институт им. С,М.Кирова (72) M.Н.Кайбичева, Л,Б.Леонова, В,M.Óôèìöåâ, И.И.Бакиновский, Е,И.Микулин и В.И.Черных (56) Авторское свидетельство СССР

М 950929, кл, Е 21 Р 15/00, 1981. (54) СОСТАВ ЗАКЛАДОЧНОЙ СМЕСИ

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства.

Известен состав закладочной смеси, содержащий бокситовый шлам, гипсовый камень, заполнитель и воду, Данная смесь позволяет использовать отходы промышленности, однако недостаток ее заключается в том, что она имеет низкую прочность закладочного массива, Известно также вяжущее, содержащее пыль шамотно-обжигового производства, портландцементный клинкер и нефелиновый шлам. Недостатком является использование бол ьшого количества портландцементного клинкера и в связи с этим увеличение стоимости вяжущего, Наиболее близким техническим решением является закладочная смесь, содержащая отходы переработки бокситовых руд, нефелиновый шлам, заполнитель и воду при следующем соотношением компонентов, мас.%:.. Ы 1786275 А1 (57) Сущность изобретения: смесь содержит клинкер из отходов глиноземного и роизводства 1,85-6,48; нефелиновый шлам 6,2710,90; гипс 0,65-0,67, заполнитель— известняк фракций 0,63-1,25 мм в количестве 58,56-60,19 и менее 0,63 мм — 9,46-9,72%.

Компоненты смеси перемешивают и добавляют воду. Гипс и клинкер влияют на процессы гидратации, минералообразования. твердения и упрочнения закладочной смеси. 1 табл.

Отходы переработки бокситовых руд 10 — 16

Нефелиновый шлам 2 — 10

Инертный заполнитель 50 — 65

Вода Остальное

Данная смесь позволяет утилизировать отходы производства, снизить стоимость закладочного массива, однако недостаток ее заключается в том, что она имеет низкую прочность (2 МПа) в возрасте 28 суток.

Целью предлагаемого изобретения является повышение прочностных показателей смеси и улучшение ее технологических свойств, в частности транспортабельности и удобоуклады ваемости.

Цель достигается тем, что в качестве активизирующей добавки смесь содержит клинкер Ачинского глиноземного комбината и гипсовый камень, Клинкер — продукт. получаемый на основе нефелинового шлама из отходов глиноземного производства. Соотношение компонентов следующее, мас.%:

Клинкер из отходов глиноземного производства 1,85-6,48

Нефелиновый шлам 6,27-10.90

1786275

Гипс 0,65-0,67

Заполнитель 68,02-69,91

Вода остальное.

Клинкер Ачинского глиноземного комбината имеет следующий химический со- 5 став: 21,37 Si02, 4,69 А!20з, 4,01 Ее20з, 64,36

СаО, 2.43 Mg0, 0,69 ЯОз, 0,31 п.п,п. Расчетный минералогический состав клинкера:

62,32 Сз$, 14,27 С2Я, 12,19 C4AF, 5,6270 СзА. В целом по фазовому составу в 10 клинкере содержится повышенное количество алюминатов кальция. Сроки схватывания цемента из клинкера; начало 2 ч 40 мин конец 5 ч 20 мин, нормальная густота теста

27 . остаток на сите 0,088 мм — 14,5 . В 15 семисуточном возрасте Rggr = 5.9, Все = 26

МПа, а 28 -суточном соответственно 6,8 и

28 4 МПа, т.е. по ГОСТ 10178-85 вяжущему не может быть присвоена марка (ниже

МЗОО), 20

Химический состав нефелинового шлама,т ; 28,64 $ Ог, 2,97 AizOa, 3,88 ЕегОз, 52,61 СаО, 2,01 MgO, 5,51 п,п.п.

Гипс природный, его химический состав, : 2,12 SiOz, 0,44 А!20з, 0,41 FezOa, 25

37,59 СаО, 2,67 MgO, 50,03 ЯОз, 7,10 п.п.п.

Заполнитель — известняк фракций 0,631,25 в количестве 58,56-60,19 и фракции менее 0,63 мм 9,46 — 9,72,Химический состав известняка, j,; 5,02 Я!02, 2,52 А120з, 2,45 30

Ре20з, 48,93 СаО, 0,74 MgO, 0,88 $0з, 37,36 п.п.п.

Закладочную смесь готовили путем перемешивания сухих компонентов. Растекаемость полученной смеси контролировали с 35 помощью прибора Суттарда. Для всех составов она была 190+5 мм, Готовую смесь заливали в формы для образцов-кубов со стороной 20 мм. Хранение воздушно-влажное. Прочность определяли в возрасте 7, 28, 40

60 и 90 суток, Конкретные примеры использования, составы закладочных композиций и их прочностные характеристики приведены в таблице. 45

Анализ примеров использования показал, что закладки с 5,56, 6,48, 12,75 клинкера достигают прочности 3 МПа уже в

7-суточном возрасте, После 28 суток R всех составов больше 3 МПа и изменяется 50 от 4,47 до 8,22, после 60 суток 5,45-11,77, а после 90 суток 5,51-11,18 Mila, т.е. в основном сохраняется тенденция повышения предела прочности при сжатии.

Максимально прочные закладки пол- 55 учены с использованием в качестве вяжущего молотого клинкера в количестве 12,7570 их Rex = 6,3 через 7 суток, 8,22 — через 28 суток, 11,77 — через 60 и 11,18 — через 90, Из указанной серии составов наиболее целесообразен с 9,98 нефелинового шлама, 2,78% клинкера и 0,66% гипса, обеспечивающий нормативную прочность в

28-суточном возрасте.

Методами И К-спектроскопии, рентгенофазового анализа, электронно-микроскопическими исследованиями установлены процесс образования гидросиликатов кальция и хорошая закристаллизованность. Образуются в основном гидросиликаты типа

С2ЯН(В) и С2ЯН(С). Установлено существование гелевидной фазы, также способствующей упрочнению закладочных композиций.

По характеру рентгенограмм можно также судить о наличии гелеподобной рентгеноаморфной фазы, являющейся в дальнейшем основой, на которой образуются кристаллы гидросиликатов кальция.

Данными исследованиями установлено, что в присутствии гипса и клинкера полнее проявляются процессы гидратации, минералообразования, твердения и упро <нения закладочной смеси. Наличие гидросиликатов кальция, образование которых облегчается в присутствии клинкера, их игольчатая и пластинчатая кристаллизация способствуют получению более прочного структурного каркаса, а следовательно, и закладочного массива в целом, Формула изобретения

1, Состав закладочной смеси, содержащий нефелиновый шлам, активизатор твердения, заполнитель и воду, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью повышения прочностных показателей смеси и улучшения транспортабел ьности и удобоуклады ваемости, в качестве активизирующей добавки он содержит клинкер из отходов глиноземного производства и гипс при следующем соотношении компонентов, мас, :

Клинкер из отходов глиноземного производства 1,85 — 6,48

Нефелиновый шлам 6,27 — 10,90

Гипс 0,65 — 0,67

Заполнитель 68,02 — 69,91

Вода Остальное.

2. Состав по и. 1, отличающийся тем, что он содержит в качестве заполнителя известняк фракций 0,63-1,25 мм в количестве 58,56-60,19 и менее 0,63 мм

9,46-9,72

1786275

Компоненты,мас.

Прочность образцов, МПа в воз асте, с т.

Известняк

60

90 нефелин шлам гипс клинкер фракции фракции менее 0.630,63 мм 1,25 мм

Составитель М.Кайбичева

Техред М.Моргентал Корректор З.Салко

Редактор

Заказ 237 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

12,83

12,56

10,90

9,98

9,05

8,13

7,20

6,27

11,62

0,46

0,46

1,85

2,78

3,70

4,63

5,56

6,48

12,75

0,46

0,13

0,40

0,65

0,66

0,67

0,66

0,66

0,67

0,67

1,34

9,33

9,33

9,46

9,68

9,72

9,70

9.70

9,72

9,72

9,90

57,78

57,78

58,56

59,91

60,19

60,05

60,05

60,19

60,19

61,32

0,42

1,99

2,31

2,21

2,86

3,06

3,07

6,30

2,90

2,00

2,75

4,47

3,00

4,35

4,35

4,41

5,43

8,22

7,90

2,74

3,85

5,45

5,10

5,61

6,35

6,39

8,31

11,77

Разрушение обазцов

3,80

5,40

5,51

5,62

6,40

6,54

6,64

6,73

11,18