Тампонажное вяжущее

 

А.Е.Алексеенко, А.В.Аврамченко, П.В,Кривенко, Б.В.Маливанчук, А.И.Миняйленко и О.И.Шерстюк (72) Авторы изобретения

Киевский ордена Трудового Красного Знамени йнженерностроительный институт (73) Заявитель (54) ТАМПОНАЖНОЕ ВЯЖУЦ!ЕЕ

Гранулированный доменный или электротермофосфорный шлак

Жидкое стекло (в пересчете на сухое вещество) 82,05-93,94

5, 5-14,8

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении вяжущего для тампонажных работ.

Известно тампонажное вяжущее, включающее, вес.4: шлак рафинирован-. ного феррохрома 45-47,5; щелочный возбудитель схватывания — жидкое стекло 5-10 и хвосты обогащения медномолибденовых руд 45-47,5 (1). о

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является тампонажное вяжущее, включающее, вес.4:

15 гранулированный доменный шлак 86-92, жидкое стекло 7,99-13,8 и поверхностно-активную добавку-алкилсиликонат щелочного металла 0,01-0,2 (2).

Недостатками известных вяжущих являются короткие сроки схватывания, низкая жизнеспособность и медленный набор прочности при нормальном твердении.

Цель изобретения — удлинение сро» ков схватывания, повышение жизнеспо-. собности и ускорение набора прочности при нормальном твердении.

Поставленная цель достигается тем, что тампонажное вяжущее, включающее гранулированный доменный или электротермофосфорный шлак, жидкое стекло и поверхностно-активную добавку, содер" жит в качестве поверхностно-активной добавки побочный продукт сульфат-. ной варки. целлюлозы и дополнительно оксид олова или оксид цинка при следующем соотношении компонентов, вес.4:

937385

Побочный продукт сульфатной варки целлюлозы

Оксид олова или оксид цинка

0,06-0,15

0,5-3,0

Для приготовления тампонажного вяжущего могут быть использованы доменные и электротермофосфорные шлаки с модулем основности Мо=0,85- 1,2.

В качестве растворимого стекла используют натриевые или калиевые растворимые силикаты с силикатным модулем Mc=1-2.

Изоморфную кристаллическую добавку вводят в виде оксидов цинка ZnO

,или олова SnO.

Твердение вяжущего происходит как при нормальной, так и при повышенной температурах. Процесс его твердения несколько отличается от твердения аналогичных шлакощелочных цементов.

В образующихся в начальный период твердения гидросиликатах кальция и гидрогранатах происходит изоморфное замещение Са цинком или оловом с образованием на гидратирующихся частицах шлака фазовых пленок из гидроксицинкатов или гидроксистаннатов кальция или алюминия, Это тормозит процесс гидратации и гидролиза шлака и предупреждает преждевременное структурирование тампонажного расвора на основе предлагаемого вяжущего, а также удлиняет сроки сохранения текучести до необходимых пределов, что упрощает технологию производства тампонажных работ. В дальнейшем в щелочной среде по истечении необходимого времени, задаваемого количеством изоморфной кристаллической добавки, составом шлака и силикатным модулем

/ растворимого стекла, происходит разрушение фазовых пленок и быстрый набор прочности цементного камня, что позволяет сократить время достижения прочности, требуемой для проведения дальнейших работ. Кроме того, введение добавки позволяет вяжущему набрать дополнительную прочность, так как присутствие в твердеющей суспенэии ЕпО или SnO приводит к увеличению периода структурообразования и снижению расклинивающего действия внутренних напряжений.

Поверхностно-активное вещество, содержащееся в вяжущем в виде побочного продукта сульфатной варки целлюлозы, обеспечивает необходимую пластичность и текучесть тампонажного раствора.

Химический состав используемых гранулированных шлаков приведен в табл. 1.

В табл. 2 приведен химический состав побочного продукта сульфатной варки целлюлозы (таллоль).

Пример. Шлак доменный гранулированный подвергают совместному помолу в шаровой мельнице с изоморфной добавкой ЕпО или Sn0 и добавкой, попутного продукта сульфатной варки целлюлозы в различных соотношениях до удельной поверхности 3100 см "/кг по ПСХ-2. Затворение шлака с добавками осуществляют водными растворами жидкого стекла с силикатным модулем

1,0 при растворошлаковом отношении

0,5 л раствора на 1 кг шлака, Расчетное количество жидкого стекла (в пересчете на сухое вещество) растворяют при этом в необходимом для создания такого растворошлакового отношения количестве воды.

Изготовление и испытание образцов проводят в соответствии с ГОСТ 158178 на тампонажный цемент.

Вязкость растворов и сохранение текучести определяют на стандартной воронке РзНИИНефть по истечению определенного количества раствора через отверстие с калиброванным сечением.

В табл. 3 приведены свойства предлагаемого и известного вяжущих.

В табл. 4 показаны свойства составов вяжущего, отличающихся количественно от заявленного.

Техническая эффективность предлагаемого изобретения состоит в получении тампонажного цемента с замедленным структурообразованием, длительным сохранением текучести и ускоренным набором прочности в ранние сроки твердения. Тампонажный цемент может быть использован для преодоления геологических осложнений при бурении скважин и дает воэможность зкономии времени за счет более ускоренного, посравнению с существующими цементами, разбуривания затампонированных скважин.

На основе гранулированных шлаков, растворимого стекла с Мс 1-2, попутных продуктов сульфатной варки целлюлозы (ПАВ) и иэоморфных кристаллических добавок 1,оксиды олова и цинка) получено тампонажное вяжущее с замер937385

Т в 6 л и ц б

L м М

Содериание комлонентов, мас. Ф

Т10 р1О5

О.n.n SIO ARGO Fe O> СаО HgO 50> НлО

Днелролетровский основной доменный влак 1,34

36,39 6,75 2,0 45,85 2,94 2,60 1,63 - - 100,0

4ереловецкий нейтральный доменный шлак 2,51

38,62 9 ° 50 2,20 34,9 11,25 0,66 0,36 - - 100,00

Чусовской кислый доменный алак

0,22 37,69 17,40 Ое28 38,40 3,06 l,ll 0,57 l,27 - 100,00

Электротермофосфорный

0,98 38,29 6 .73 1,87 44 ° 3 3, 18 1, 18 0,40 - 3,07 100,00

Таблица 2

Содержание компонентов, мас.Ф

Компоненты состава таллоли

30 + 60

26 + 55

Нейтральные и нерастворимые вещества: молочная кислота СН -СНОН-СООН и ее натриевые соли карбоновые кислоты СН СООН

l2 + 30 дикарбоновые кислоты НООС-(СН )п-СООН; простые эфиры спирты

Зола

Сернистые соединения типа йа Ь

0,01-0,5

0,5+ 2,5

0,5+ 4,0

Влага ленным структурообраэованием, устой". чивой во времени текучестью и хоро-1

Смоляные кислоты типа С„ Н СООН или их натриево-калиевые соли

Жирные кислоты: пальмитиновая С.1к На1СООН олеиновая С,, Н, СООН линолеиновая С Н<>СООН стеариновая С11НЗВСООН или их натриево-калиевые соли шим набором прочности в ранние сроки твердения.

f(t (1

«у 1

1 х I с

I (1 щ (I 1!

Э

1 X и z л ю

L» ((t

Э Э

Ccf 11

1

1

1 х

1 (ю

I ! Э а

Э

У (и

l ! ° е а о (I»

Щ

Q, Э

Х

fg ((ю

Ф

1и л

fQ (> ю

3, СО(3

3 х ( к о к

X Z

У о (!

1 о с

Ф

О.

Ф

1

Ф

I о а ха со а

Z CV ф СО а

X

YO

Q. » ф s а ь (- X о

« м ((ю юZ

Э

Э

=т ! юФ

Щ °

f(f и

1- f(t о х

О о

)х о з

Х (>Ю ю- о (((с еа л с с с л Ф и =Г

l Э х

1 0

СХ

Y о

Cf, 4

>х >х х з у х

=г х

Э f(t ф Э (х

X и

У

СЪ

t! 1

t .

1

1 ( (l f(I

f(t Х с5 щ ((ю

Y C о

° эхо з o.(z л ю-(У И и ..";, о °

Х L.

O cff о х

О. (fY

1 I !

I СО 1

I (iю

1 I

I I

1 I

1 1

I 1

I (Ч

I I

I I

\-!

I 1

f (I 1

1 (1 1

1 1

I I

Ю 1

1 I о

1 - Э 1

1 >» 1

1

1 о

C>(1

I > ° I

I I !

--!

1 1

I 1

I I ° о о

1 е-!

1 1

1 1

1 1 о

1 СО 1

1 1

1 I

\ — -

1 I

1 1

1 1 о

VD I

> > ! ! о

1 - I

1 1

1 1 — .!

1 1

1 1

1 I ь м !

1 I о

1 CV I

1 I

1 . 1

I 2

1 Ф 1

1 Z

О 1

I Ы 1 ! !

1 О

t ф 1 г

I fg 1 х

1

1

1

Ф с

Ф в Оо

)(СО о л

С.u Ç.

Э Ю (- Z и о

Ф ((ю

Э ю- (о э и

Ф

fZ u =ю

ХФФ

% аf(I

1 .Ф. 01 ч

- 4 1 LA! Ь ф ° ч а, -1 1 СЧ ! .СО

OO ч (ч м!

Y YM ф

g ma (: » о з

>х х (ю

1 3 хея

937385! 1

1 !

1

I

1

1

1

1

1 !

I

I (!

1

1

t

f !

1 !

t ! (1

t

I

1

I

1

I

1 !

I

I !

I

I

1

1

1 !

I !

1

I !

1

1

t

1 !

1

I !

1

1

1

1

I

1

I

l

I

1

I

1

1

1 1 (= ло

Э Х(Ч

Z f(t

С CL OO . СО

>% з >х

Z Y>X

Физ

X 2 Х о ох

ct О. (ЮЮ

1- З

УФО ((Ю (= О. я х

C)

C!!f

Э " I0о У х- л л сх и о

О.

Э с

Х о

Э (O

l- l- Z

Ф U У х Ф о

U БГ (0

Ф Э О

CL ((Ю

1 CV

Ф( ч и м! 4

1 СЮЪ

KI ч о м! cv!

1

I !

f

1

I

I

1

1

1

I

I

1 ! (1 !

1 !

t

1

1 !

1

1

f !

l

I

1

1

l

I

I

I ! !

I ! !

I !

1 ! ! !

1 ! ! !

1

I

1

f

1

1

1 !

1

I

1 (1

1

1(\, 1

»

ff(Y

Z 1

X 1

:У (Х, X

У I о, 937385

1 М л ° I О

М 1

1 LA

00 1

1 Ф

М I с

1О ф

1Q

z

Э

% !, о

С( о

CL

С:

»

Г I

«! О

М I C>t

l !Ч

° I Ch

М I C>t

I CO

CO I

«! °

1«4 1

1 МЪ

Ф 1

I Ф

CV 1 х о

1» л

Э

X х ф

l6

Э

1о л

L ф

0Ъ

О I л ф

I» iI Q ф е х

CCt Z

1л х

« о

«

1о а о

L о х

z о с

z о

1о о

C>t

CO м

CO

О м

М\

О м

>х

2l д

Э

z о

LA

«

С«!

l5 о с о сд

X о х

О м

О ф х

z у

>z

X о х

1

I

1

t

1

1

1

l

1 !

l

1

I

I

I

1

1.

1

I

1

I !

I !

t

1

I

1 !

I.

1

I

1

1

I

1

1

1

z а

Э

1ф а

C>t t5 ф С:

Y о с

Э % ъх о

I- 1Х. о N о °

5 C>I о z а

1

Щ

Ф ъ

1ф х

Ф х х д о

X IC х s

g Z о

1Z е

E е у,>,о

Ф и

IQ Q

1- Z о о

4.Э

1 I

1 1

Crt I

I C41

1 I

1 I !

1 I

I I

1 I

1 1

1 С>! 1

I 1

I I

Г

I )

I 1

I ° 1

1 I

) 1

I 1

1 I

1 1

1 1

1 I

l 1

1 1

1 1

I >D 1

I .. у 1

1 1

1 1

1 — —

I I

1 I

О

I СЧ 1

I «- 1

° 1 I

Л

I 1

I 1

1 О

1 Ю 1

I - I

I 1

1 I

I 1 ,Г

О

1 CFJ 1

1 1

1 I

1 1 !!

1 I

I О 1

I Я;> 1

1 1

I 1

Г I

О

1 = 1

I 1

1 1

Г 1

I I

I I

>

1 1

I t ! 1

1 1

1 1 ! CV I

1 I

1 t

1 I

1 1

Г l

I I

I У I

1 Э I

1 Z 1 о

1 " 1 ! — —

I I

О 1

1 С I

I ф I

1 5 1

I ф I

1 X 1

>а ло х х

m o а Ф о

U л ъ

z х >s э ъ х о *

CC ф

Ф .-> х Om

m а « с хм

Э С1Л

Э о х

Ф Л о ь р фи

1- Э о о

Э 16

Э 5 ооо хЕЭ

cZ c1 =3

X Q Э

X L- m

t- z

Х Y о. О о Ф а ь с >z

2 ъФ дЪ 1- О

5 33С о с

Ю 1-.С о лэ !

=os

1

1

1

I

I

I

1

I

I

1

1

1

I

I !

1 !

1

1

I

I

I

I

I

1

1

1

I

1

I

>

1

1 .1

1

1

1

I ! !

1

1

1

1

1

1

1 !

1

1

1

1

1

i zr

I ф

1 Ф о а

z л

1 д

I а !

1,Х Д

>х о х

U аи

Ом

U « ле

5 ОО

Э

Э

Ф о

Х CD аль о!ч

Q Ctl

1- Х о о

Q Q

Q l- toeu

Y 5 Э

1ДОЕ

zQQ

М аа

t- z

Y Y ф ам1

Ф а

t= >s о ъ

>Х Z C>I

Ъ 1- О

533 о с

1О С С о: е

r. O D

Э

Б

>о

S д а

Ф о с о

Ф

Z (0

Э

3о

»

L (0

СО

3»

Х

X

Э

CL

Ф

Р о

<0 а о

d!

Iо (0 а о ( о

5 о

Х (5

IIо о

У

3<) (z

f0

Ш

1. о

Э

:> (D и ((>

S а о (О

<о (0

Э д

Ф

7>

z .<> с е л а

>д

Э Я

Z (0 с

CO (0

-а. сЧ

<О 3( (V (L

S S

Ф

Э Z

Д> S

Z CZ

CL Ф о о

I ф

З

I(0 ф Х х z о Х в, Y C

О z

1

1 1

I =Т I

I Э 1 х о

1 Y 1

1 1 о" с

I 1 ! (0!

I 1

Ю

CV о о а

Э 1Q. o

Ф Э

С 3

Э ф (0

1 о <

CO (П

t0

3Э

5.

V ф <0 (0 X

3v о

Э

C>I

Э

S О. ) Э (» (0 с (>3 (0 (О

У о

L ° . ° г

Э 36 У лоо х

I- Cr >, о о о

Х (3 (>) о з а

t: ОС!

В

I I

I 1

1 СО 1 (3 °

1 !1

3 3

1 I

1 I

3 I

1 I

1 .l

1 1

I I

1 1

1 1

1 I

1 1

I I

1 1

1 I

I 1

1 I

1 1

I I

I I

I (I I

1 I ! 1

I О 1

I 1

1 - 1

3 1

1 I

I 1

1 О

1 3Ч t

1 - 1 ! I

l t

1 о о

1 - !

Г 1

1 1

I 1

I О 1

СО 1

1 1

1 1

3 — 4

I 1

1 I

1 Ю 1

1 iО I

I I

1 1 о

1 - I

1 1

1 1

1 1

Г 13

1 О 1 ел

3 — — 3

lol

1 СЧ 1

1 I

* о

t0 е ф о с т

:э О. СО

Х 03M а gg

3У Х (0 Э X (с л о э с о

У >С

Ф

1- и и (0 э z о

Х ЭО (Х 3Х Э (3

3<0 Ç-937385

I (Ч

О 1 в

1 СО

1 -0 (CD 1

1 (Ч (41 Ь >! ((Л

1 Щ

1 с о

»с о 2 с

I»

Х Э

Ф о z

Q, У с а

t0 ф СЧ

1, =

> ) a

1", 1

1

1

1 ! (1 (1

1

1

1 !

1

I

I ! (< !

1 !

I !

<

1

1

< !

>

1

1

1 !

1

1

1

1

1

<

I (1

1

I

1

1

1

1

1 !

1

I (1

1

1

1

1

1 1

1 3 =Т

1» Э а

0 О а с а((Э в (а

>z Э

7 (0 ф! Z>z

0 1 Э 3 с! 0х хо

I 3X (33 >Q х о

V I l0 CL>X

O(4 С, У (Г

64 I

I СО (Ъ I (>Ъ

1 с Ъ

»

< О 1 Л

СО 1 EA

1 ((1"

V o

I» Э (О 03» х ()

o s э х

zo»

СС33

X C

usm с z

ZCL»

<- IЭ (0 О

z д

I

1

1

1 ( (<

l

I (ч"< (1 ((»

< о с

< V

1 х

I Ф

<

< с

< o

< и (<

< (>

< !

2 (> о с р

< с с

< Э

<

Е

Y а ((0

< (0

< о

< д

< (0

< л

» о

< (0

«

< Y

<

< о а с

< о

1 ( о

z о

< ! o с

1 (0

< (0

1 о (o

1 (> (<

< Ф

<

<

< (0

< y

< (<

<

1

1 а

1 (< !

<

14

1 г>Ъ

> LA

° I ббпр г>Ъ I!

;1

1

I

1

1

I 1

1

1

I .!

1

I

I !

I

I

I

I

1

1

1

1

1 !

I ! 4Ч

М 1

В ф гiЪ I

4Ч 1

«! О

4Ч I

Г

4 ! !

I

4 ! Гб

I Q

1 а ! Э

4 у

4 в.

v !

CD г>ъ

>0 а

Фгъ

I 6l

1 Iи

Q.

1 О

l 44

l Z

X

II

1» о

О х

I 4>4

I !

1 40

I 40

40 ! 44I ! 4( о г

1 X ! Y

0 .1 Q.

4 O

X

«

4С

О о в

Q I"

n, v

Э Э с У

I

I 84

1 о

I 40

В

1 Ig

l

I Э

1 Q

4 =Г

1 Ф ! >44

I 4» о ! о ! о

>Х

44\

4Ч

«

О

4g

Z

Г

4Х

X о

Ю

О Э

4- O

Э * о

Y Q

1

1 М о.

4X lщ С:Ь

1 Q V

44

I 4g 6) !

ФЬЮ Э

I 4g С1

I М Q

4О 14

«

40.! Э 40

1 I- N ! о .о м

>Х О

4 и

1

I 1

1 I

I I

I CD I

1 4Ч 1

1 I! 1

1 I

1 1

1 1

l .4Ч 1

1 1

I I

I

1 I

I «» I

I I

1 ° 1 !

\ Ъ

I I

1 ° 4

О

1 С>4 4

1 т» !

I I

I I

О

О

» (!

1 !

I 1

1 1

О

I 00

I О ! О! I к >

I 1

1 ь

4 -Ф I

Ф

4 I ! I ! О I

4 ГО 1

I I

I 1 !

l ! О 1

СЧ

I I

l 1

1 I

1 I .l 1

1 Q 4

I Z 4

4 О ! У 1

1 1

I О 4

I 4

1 lg 1

1 У I

40 4 ! .С I

2 1 х а

0 с з ъ, абч

Ф 1аов

4 а.00

IY X

4g Q>X

Л У

Q 4g с

Э О х

О v

Р" »

Э 444

Z О о

Э.Эl-0 0 Q40

У l»

«r.о о

X Q Q м аИ

937385 с а

Ю г> 4

4- ОО

0ъ Z с о

0402

С>4

I

1.

1

1 !

1

1 !

I !

° 1

1

4

l !

1 ! !

4

I

1

1

1

I.

1

I

I

1

I

I

I

I !

1

I !

I

1 !

1

I !

1 !

1 б

1

1

I !

I

I

I

1

1 !

I !

1

1 б

I

1 ! !

1

I !

1 !

I !

>X y

МZ

g а >Х ъ, Ф

Z и

О

4 lA

Х Э-З

1 CO ф В

I D

1 бе фФ4

В В

О!О

00 1 С>4

В В

Оба

1 !

D

В о

О с

Ф

Ю

3. м

Э 44

>х эcv

3 >Х О х О

4=)Ж С

I

I

I

I

I

4

I

I

I

1

1

1

I

l

1

1 !

I !

1

4 б

I

1

1

1

1

1

I

4

4

937385

Формула изобретения

0,06-0,15

Саставитель Т. Сельченкова

Редактор О.Половка Техред E.Xàðèòîí÷éê Корректор А, Гриценко

Заказ 4364/28 Тираж 641 Подписное

ВНИИПИ 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

Тампонажное вяжущее, включаю1цее гранулированный доменный или электротермофосфорный шлак, жидкое стекло и поверхностно-активную добавку,о тл и ч а ю щ е е с я ..тем, что, с целью удлинения сроков схватывания, повышения жизнеспособности и ускореч ния набора прочности при нормальном ip твердении, оно содержит в качестве поверхностно-активной добавки побочный продукт сульфатной варки целлюлозы и дополнительно оксид олова или оксид цинка при следующем соотношении компонентов, вес.Ф:

) 16, Гранулированный доменный или электротермофосфорный шлак 82,05-93,94

Жидкое стекло (в пересчете на сухое вещества), 5,5-14,8

Побочный продукт сульфатной варки целлюлозы

Оксид олова или оксид цинка 0,5-3,0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 577183, кл, С 04 В 7/14, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Ю 812782, кл. С 04 В 7/14, 1979.