Композиционный закладочный материал


 


Владельцы патента RU 2565290:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") (RU)

Изобретение относится к горной промышленности и может использоваться при разработке месторождений полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства. Технический результат заключается в повышении прочности закладочного композиционного материала. Композиционный закладочный материал включает цемент, пластифицирующую добавку, мелкозернистый заполнитель - отходы обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов, воду, дополнительно содержит микрофибру базальтовую модифицированную, при следующем соотношении компонентов, мас.%: цемент - 14; указанные отходы - 61,70; указанная микрофибра - 0,422; суперпластификатор СП-1 - 0,15; вода - остальное. 2 табл.

 

Изобретение относится к горной промышленности и может использоваться при разработке месторождений полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства.

Известен закладочный композиционный материал, включающий цемент, мелкий заполнитель и воду в следующем соотношении компонентов, мас.%: цемент - 15,54; мелкий заполнитель (хвосты обогащения вкрапленных руд Норильской обогатительной фабрики) - 61,49; вода - остальное [см. Монтянова А.Н. Формирование закладочных массивов при разработке алмазных месторождений в криолитозоне.

- М.: Издательство «Горная книга», 2005 - 597 с. - с. 91].

Недостатками данной смеси являются низкая прочность (2,3 МПа в возрасте 28 суток) при большом расходе цемента и отсутствие данных о величине предела прочности на растяжение при изгибе.

Известны закладочные композиции, включающие цемент, мелкий заполнитель и воду в следующем соотношении компонентов, мас.%: цемент - 15; мелкий заполнитель (хвосты обогатительных фабрик) - 50; вода - остальное [см. Монтянова А.Н. Формирование закладочных массивов при разработке алмазных месторождений в криолитозоне. - М.: Издательство «Горная книга», 2005 - 597 с. - с. 147].

Недостатками данной смеси также являются низкая прочность (1,2; 1,3; 1,5; 2,5 МПа в возрасте 28 суток при использовании хвостов Жезказганской, Белоусовской, Зыряновской и Миргалимсайской фабрик соответственно) при повышенном расходе цемента и отсутствие данных о величине предела прочности на растяжение при изгибе.

Наиболее близким предлагаемому изобретению является закладочный композиционный материал, содержащий цемент ЦЕМ II 32,5АШ, пластифицирующую добавку СП-1, мелкий заполнитель - отходы обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов и воду при следующем соотношении компонентов, масс. %: цемент - 15,3; СП-1 - 0,1; заполнитель - 55,77; вода - остальное [Лесовик Г.А. Закладочные смеси на основе техногенных отходов /автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук - Белгород, 2013 - 24 с. - с. 19-20 (состав 4, таблица 7)].

Недостатком данного состава является невысокая при достаточно большом расходе цемента прочность при сжатии и растяжении при изгибе (1,5 МПа и 0,468 МПа соответственно в возрасте 28 суток).

Задачей предлагаемого изобретения является повышение прочности закладочного композиционного материала при сжатии и растяжении при изгибе.

Для решения поставленной задачи предложен композиционный закладочный материал, включающий цемент, пластифицирующую добавку, мелкозернистый заполнитель - отходы обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов и воду, отличающийся тем, что дополнительно содержит микрофибру базальтовую модифицированную, при следующем соотношении компонентов, масс.%: цемент - 14; указанные отходы - 61,70; указанная микрофибра - 0,422; суперпластификатор СП-1 - 0,15; вода - остальное.

Технический результат - повышение прочности массива при сжатии и растяжении при изгибе.

Согласно официальному сайту: http://www.polyplast-un.ru/products/stroitelnaya-otrasl/dobavki-dlya-betonov/superplastifikatoryi.html - суперпластификатор СП-1 представляет собой органическое синтетическое вещество на основе продукта конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида со специфическим соотношением фракций с различной средней молекулярной массой - полинафталинметиленсульфонат или метиленбис (нафталинсульфонат) натрия. По классификации ГОСТ 24211 относится к пластифицирующе-водоредуцирующему виду - суперпластификаторам. Химический состав: метиленбис (нафталинсульфонат) натрия или полинафталинметиленсульфонат. Суперпластификатор СП-1 выпускается по ТУ 5870-005-58042865-05 и предназначен (используют):

• для резкого повышения удобоукладываемости и формуемости бетонных смесей без снижения прочности и показателей долговечности бетона (при неизменном водоцементном отношении);

• для существенного повышения физико-механических показателей и строительно-технических свойств бетона (при сокращении расхода воды и неизменной удобоукладываемости);

• для повышения удобоукладываемости бетонных смесей и повышения физико-механических показателей и строительно-технических свойств бетонов (при одновременном снижении водоцементного отношения и повышении удобоукладываемости);

• для сокращения расхода цемента без снижения удобоукладываемости бетонной смеси, физико-механических показателей и строительно-технических свойств бетона (при снижении водосодержания бетонной смеси).

Микрофибра базальтовая модифицированная МБМ выпускается ЗАО «Астрин-Холдинг» по ТУ 5761-014-13800624-2004.

МБМ состоит из (в % по массе):

- ваты базальтовой с органической пропиткой - 99,3-99,6;

- наномодификатора - 0,0001-0,01;

- воды - 0,3-0,5.

В качестве наномодификатора в МБМ используют углеродный наномодификатор фуллероидного типа по ТУ 2166-001-13800624-2003.

Основные характеристики МБМ приведены в таблице 1.

Таблица 1

Характеристики МБМ

№п/п Наименование показателя Норма
1 Средний диаметр волокна, мкм 8-10
2 Средняя длина волокна, мкм 100-500
3 Содержание неволокнистых включений, % по массе, не более 10
4 Влажность, % по массе, не более 1
5 Плотность насыпная, кг/м3, не более 800
6 Содержание органических веществ, % по массе, не более 2

Пример.

Цемент ЦЕМ II 32,5АШ смешали с отходами обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов со средним размером частиц 75,76 мкм и микрофиброй базальтовой модифицированной и затворили водой, в которую предварительно добавили суперпластификатор Полипласт СП-1. Окончательную смесь перемешали до однородной консистенции. Из полученной смеси приготовили образцы закладочного композиционного материала размером 70×70×70 мм и 40×40×160 мм. Образцы выдержали в климатической камере в течение 2-3 суток до достижения распалубочной прочности образцов. В камере поддерживалась температура 20±20°С и относительная влажность 90-95%. После расформовки образцы вновь помещались в климатическую камеру для дальнейшего твердения в течение 28 суток, после чего определили механическую прочность при сжатии и растяжении при изгибе с использованием электронной испытательной машины Инстрон 5882.

Получены следующие результаты: предел прочности при сжатии - 8,50МПа и растяжении при изгибе - 2,923 MПa в возрасте 28 суток при расходе цемента 14%.

В прототипе при содержании цемента 15,3% предел прочности при сжатии - 1,5 МПА и растяжении при изгибе - 0,468 MПa в возрасте 28 суток.

В таблице 2 приведен исходный валовой состав закладочных композиционных материалов и результаты испытаний механической прочности образцов, приготовленных из этих материалов.

Таблица 2

Экспериментальные данные

Расход компонентов (мас.%) при изготовлении закладочных композиционных материалов Предел прочности при сжатии, МПа Предел прочности при растяжении при изгибе, МПа
Цемент ЦЕМ II 32,5АШ Отходы обогащения мокрой магнитной сепарации МБМ СП-1 Вода
Прототип 15,3 55,77 - 0,1 28,83 1,5 0,468
Заявляемый 14 61,70 0,422 0,15 23,728 8,5 2,923

Из таблицы следует, что поставленная задача увеличения прочности закладки при сжатии и растяжении при изгибе в 5,67 и 6,25 раза соответственно, достигается при введении в материал микрофибры базальтовой модифицированной в количестве 0,422% от массы материала.


Композиционный закладочный материал, включающий цемент, пластифицирующую добавку, мелкозернистый заполнитель - отходы обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов и воду, отличающийся тем, что дополнительно содержит микрофибру базальтовую модифицированную, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Цемент 14
Указанные отходы 61,70
Указанная микрофибра 0,422
Суперпластификатор СП-1 0,15
Вода Остальное



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к горной промышленности и может использоваться при разработке месторождений полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства. Технический результат заключается в повышении прочности закладочного композиционного материала.
Изобретение относится к способу производства строительных материалов, в частности к технологии приготовления бетонных смесей, и может найти применение при выполнении монолитных бетонных работ для изготовления стеновых блоков, которые могут быть использованы при возведении складских помещений, гаражей и ограждений.
Изобретение относится к способу производства строительных материалов, в частности к технологии приготовления бетонных смесей, и может найти применение при выполнении монолитных бетонных работ для изготовления стеновых блоков, которые могут быть использованы при возведении складских помещений, гаражей и ограждений.

Изобретение относится к способу производства строительных материалов, в частности к технологии приготовления бетонных смесей, и может найти применение при выполнении монолитных бетонных работ для изготовления стеновых блоков, которые могут быть использованы при возведении складских помещений, гаражей и ограждений.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из бетона в гражданском и промышленном строительстве, а также при возведении сооружений специального назначения.

Высокопрочный бетон относится к строительным материалам и может быть использован для изготовления изделий из бетона в гражданском и промышленном строительстве, а также при возведении сооружений специального назначения.

Изобретение относится к лакокрасочным материалам, в частности к порошковому составу редиспергируемой в воде краски, предназначенному для получения защитно-декоративных покрытий по неметаллическим подложкам в строительстве и в быту.

Изобретение относится к области производства строительных материалов и касается составов сырьевых смесей для изготовления кирпича, который может быть использован для постройки малоэтажных зданий.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству мелкозернистых бетонов. Сырьевая смесь для изготовления мелкозернистого бетона содержит, мас.%: портландцемент 22,0-25,0; зола от сжигания бурого или каменного угля 64,5-70,0; кварцевый песок 7,0-10,0; асбест 0,9-1,4; 3%-ный раствор перекиси водорода 0,05-0,1, при водоцементном отношении 0,45-0,5.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонных стеновых блоков для малоэтажного строительства. Технический результат - снижение теплопроводности.
Изобретение относится к горной промышленности и может использоваться при разработке месторождений полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства. Технический результат заключается в повышении прочности закладочного композиционного материала.

Изобретение относится к области производства огнеупорных изделий, более конкретно к линии для изготовления профильных изделий из керамики, и может найти применение при производстве широкой гаммы сравнительно дешевых огнеупорных керамических изделий сложной конфигурации, изделий с многочисленными каналами или с открытыми пазами различного сечения, в том числе для высокотемпературных керамических фильтров, теплообменников, изоляторов и др.

Изобретение относится к производству легких бетонов типа арболита на основе минерального вяжущего и древесного заполнителя (в виде дробленки, щепы и т.п.) и может быть использовано в производстве строительных материалов из измельченной древесины и минерального связующего, таких как фибролит, ксилолит и прочие.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и касается составов сырьевых смесей, которые могут быть использованы для изготовления облицовочной плитки.

Изобретение относится к способу получения органоминеральной добавки в строительные материалы при реагентном обезвреживании нефтесодержащих шламов и может быть использовано в строительной и нефтегазовой отраслях.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам сырьевых смесей для изготовления строительных изделий, преимущественно кирпича, керамических камней.
Изобретение относится к области производства строительных материалов и изделий (плит, кирпича, блоков и др.) на основе гипсовых вяжущих. Технический результат заключается в обеспечении прочного сцепления заполнителя с затвердевшим гипсовым (алебастр) тестом.

Изобретение относится к способам окомкования кальцийсодержащих шламовых материалов, включая шламовые отходы химводоочистки ТЭЦ, шлаков металлургического производства, и может использоваться для утилизации отходов ТЭЦ, металлургического, камнеобрабатывающего и других производств, которые находят широкое применение в сельском хозяйстве для раскисления подзолистых почв, в качестве флюсов при выплавке чугуна из железных руд и в других сферах.
Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к изготовлению легких заполнителей. Технический результат заключается в повышении морозостойкости и снижении водопоглощения заполнителя.

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

Изобретение относится к древесно-цементным смесям для изготовления теплоизоляционных и конструкционных строительных материалов. Технический результат заключается в повышении прочности, эффективном использовании отходов лесопиления и камнеобработки, экологической безопасности. Древесно-цементная смесь содержит опилки крупностью не более 10 мм, в том числе 85 мас.% частиц крупностью от 1 до 5 мм включительно, а в качестве неорганического наполнителя смесь содержит отходы механической камнеобработки в виде частиц мрамора крупностью не более 3 мм, в том числе 75-95 мас.% частиц крупностью от 1 до 2 мм, портландцемент, известь, воду, волокно и добавки, при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент 26-30; опилки 30-34; известь 2-3; отходы камнеобработки в виде частиц мрамора 4-5; жидкое стекло 3-6; сульфат алюминия 1-3; полипропиленовые волокна 0,05-0,2; вода 25,95-26,8. 3 ил., 3 табл.
Наверх