Расширяющаяся добавка к цементу

 

ОПИСАHHE

Союз Советских

Социалистических

Республик

<1706353

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 070778(21) 2640099/29-33 (5j)М. КЛ.2

С 04 В 7/35 с присоединением заявки Ио (23) .ПриоритетГосударственный комнтет

СССР но делам нзобретеннй н открытнй

Опубликовано 301279, Бюллетень Hо 48 (53) УДК 666.972 (088.8) Дата опубликования описания 30.12. 79: (72) Авторы изобрет®ния

H. Х. Каримов, И. С. Запорожец, T. К. Рахматуллин и В. И. Петерс (71) Зейвитель Актюбинское отделение казахского научно-исследовательского. нефтяного и геологоразведочного института (54) РАСШИРЯЮЩАЯСЯ ДОБАВКА К ЦЕМЕНТУ

Изобретение относится к производ- этого сточные воды осаждают, фильтруству строительных материалон., ют, а полученный продукт сушат и раз"

Известен расширяющийся цемент, в малынают. котором расширякщие свойства обеспе- Другим недостатком известной дочиваются введением гипса и алюминий- банки является нестабильность ее рас5 содержащего компонента, в качестве ширякщих свойств из-за неустойчивой которого используется глиноэемистый активности извести. На воздухе она или высокоглиноземистый цемент (1) . быстро карбониэируется, теряет свою

Недостатком такого вяжущего явля- актинность и нужный эффект расширеется наличие в его составе глинозе- ния не может быть достигнут. По этой

10 мистого или высокоглиноземистого це- причине извесТь" должна быть размоломента производство которого ограни- та и введена "в тампонажную смесь нечено а стоимость в 5-6 раз вьые порт.- посредственно перед закачиванием е

1 е, I ,ландцемента. в скважину.

Наиболее близкой к изобретению по (5 Таким образом, сложность процесса технической сущности и достигаемому изготовления расширяющейся добанки и эффекту является добавка, состоящая отсутствие стабильной веж.чины расиз глиноземсодержащего компонента няют ее и именение при ементи овании скважины. (шлам-продукт, выделенный из lcHcJIHx цементировании ск

20 . сточных вод производства изопропил- . Ц ь изобретения — упр ение тек- . и этилбензола) 25-30 вес.й сульфат- н огни пригото ения добавки и увесодержащего компонента 50-60 вес.Ъ и личение ее расширяющего воздействия. добавки извести 15-20 нес.в (2). Указанная ц ь достигается тем, Недостаток данной добавки состоит 25 что расширяющаяся добавка к цементу, в сложности технологии — необходимос- включающая глинозем- и сульфатсодерти обработки большого количества сточ- жащий компоненты, содержит в качестных вод производства изопроцил- и ве глиноэемсодержащего компонента этилбензола, которые являются источ- шлак алюмотермического производства чиком получения шлам-продукта. для 3п ферротитана, а в качестве сульфатсо706353

1 держащего — сульфатный шлам производства серной кислоты при следующем соотношении указанных компонентов, вес. Ъ:

Шлак алюмотермического производства ферроти- 5 тана 40-6 0

Сульфат ный шлам производства серной кислоты 40-60

В основу получения расширяющейся добавки положено взаимодействие между; 1р высокоосновными гидроалюминатами кальция и сульфатом кальция. Протекает этот процесс в еще не затвердевшей массе,- в связи с чем разбухание кристаллизующегося гйдросульфоалюмината не вйзывает вредных напряжений, а сопровождается лишь расширением объема.

Расширякщаяся добавка создаиа на обнове отходов: алака алкйотермичес кого:производства ферротитана и сульфатного шлама производства серной кислоты, которые размалывают и смеши вают.

Химический состав ферротитанового шлака, вес.Ъ:

CdO : ;9,0-9,5 25

MgD 3,5

SiO,,0,4-0,7 м20 3 !68-72

ГедО9, 1,69-2,7

TiO 12,5-13,9 . 30

Химический состав сульфатного шлама, вес. 3:

CdSo4 76-86,09

В О 0,41-0,62

MgO 1,75-2,37, Я5

SiÎ 3,73-4ф71

R O 0,67-0,76

Н О бю37-16с52

Таблица 1

Компоненты, sec. % ный шлам прова серной слоты мотермиче изводства отитана

40

60

55 . вестным способом водой и закачи вают в скважину.

Расширяющаяся добавка в композиции с тампонажным цементом при их соотношении 1:1 дает следующие величины рас60 ширения и прочности, представленные в табл. 2..

Шлак алюмитермического производ- ства ферротитана и сульфатный шлам производства серной кислоты подают в деэинтегратор, где, раз1малывают и смешивают. Полученную сухую смесь s контейнерах подают на буровую, затворяют кзB пересчете на гипс 92-97% CdSO< x х 2Н О.

Ферротитановый шлак и сульфатный шлам по своему химическому составу являются очень стабильными, не меняющими свой состав с годами, что обеспечивает стабильные расширяющие свойства самой добавки.

Расширение достигается использованием кристаллизационного давления гидросульфоалюминатов кальция ЗСЙО х х М Оэ ° ЗСЙЯО, 31Н O или ÇCdO х х М О, CdSO4 . 12Н О, т. е. трехсульфатной или односульфатной формы.

Для кристаллизации этих соединений, йеобходимо присутствие в водном растворе ионов Cd, AI, SO+ при достаточно высоком рН среды. В данном случае глиноземсодержащим компонентом является шлак алюмотерМического производства ферротитана, в котором содержится АВ О 68-72%, незначительное количество. извести СаО 9,0-9,5% и кремнезема SiO до 0,7%. По своему химическому и минералогическому составу этот Шлак близок к высокогли-. ноэемистому цементу и содержит в своем составе алюминаты кальция — моноИ диалюминаты: CA и СА, отличающиеся высокой активностью. Они быстро вступают в реакцию с сульфатсодержащим компонентом — сульфатным шламом (отходом производства серной кислоты), в результате которой образуются сульфоалюминаты кальция, которые обеспечивают расширение.

Составы для получения расширякщейся добавки в табл. 1.

706353

Таблица 2

Показатели

Прочность цементного камня через 2 суток, кгс/см

2 асшир ние, ф изгиб сжатие

6,7

0,4

2, 5

0,4

30

0,4

114

Формула изобретения

Составитель И. Горшкова

Редактор Т ° Кузьмина Техред И.Асталош Корректор Е.Лукач

Заказ 8152/17 Тираж 702 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная; 4

Ввиду высокой плотности шлака алюмотермического производства ферротитана добавка позволяет сохранить высокую плотность при добавлении к утяжеленным тампонажным растворам.

Кроме того, благодаря высокой гидравлической активности алюминатов кальция в шлаке алюмотермичеокого производства ферротитана введение такой добавки в цементы способствует повы- шению его ранней прочности и созданию герметичного контакта в заколонном пространстве.

Добавка позволяет получать расширения до 12% (в прототипе до 5Ъ).

Ожидаемый экономический эффект, составил около 200-300 тыс. руб, Расширяюшаяся добавка к цементу, включакцая глинозем- и сульфатсодержащий компоненты, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью упроше- ния технологии приготовления добавки и увеличения ее расширякщего воздействия, она содержит в качестве

:глиноземсодержашего компонента шлак алюмотермического производства ферротитана, а в качестве сульфатсодержацего — сульфатный шлам производст-" ва серной кислоты при следуюшем соотношении указанных компонентов, вес. Ъ:

Шлак алюмотермическот о производства ферротитана 4 0-60

Сульфатный шлам производства серной кислоты 40-60

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 442164, кл. С 04 В 7/32, 1974.

2, Авторское свидетельство СССР

Р 444746, кл. С 04 В 7/54, 1974.