Цементовмісна композиція, здатний до тужавлення склад, спосіб його виробництва та спосіб створення опори в шахті з використанням цього складу
Формула / Реферат
1. Цементовмісна композиція з двох компонентів, призначених для змішування один з одним з утворенням здатного до тужавлення цементуючого складу, в якій перший компонент містить:
(а) портландцемент,
(б) сульфат кальцію,
(в) воду, при масовому відношенні кількості води до кількості твердих портландцементу і сульфату кальцію від 0,5:1 до 5:1,
а другий компонент містить:
(г) водорозчинний силікат;
(д) воду, при масовому відношенні кількості води до кількості твердого силікату від 1,5:1 до 25:1.
2. Цементовмісна композиція за п. 1, яка відрізняється тим, що перший компонент містить портландцемент в кількості від щонайменше близько 6 мас. % відносно маси здатного до тужавлення складу, утвореного змішуванням першого і другого компонентів.
3. Цементовмісна композиція за п. 1, яка відрізняється тим, що перший компонент містить сульфат кальцію в кількості від щонайменше близько 0,5 мас. % відносно маси здатного до тужавлення складу, утвореного змішуванням першого і другого компонентів.
4. Цементовмісна композиція за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що другий компонент містить водорозчинний силікат в кількості від щонайменше близько 2 мас. % відносно маси здатного до тужавлення складу, утвореного зміщуванням першого і другого компонентів.
5. Цементовмісна композиція за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що перший і/або другий компонент додатково містить суспендуючий агент, який запобігає осадженню твердого матеріалу.
6. Цементовмісна композиція за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що перший і/або другий компонент додатково містить уповільнювач реакції гідратації цементу.
7. Цементовмісна композиція за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що перший і/або другий компонент додатково містить гелеутворюючий агент, який сприяє забезпеченню початкової жорсткості.
8. Цементовмісна композиція за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що перший компонент містить додатковий неглиноземистий цемент.
9. Цементовмісна композиція за п. 8, яка відрізняється тим, що кількість додаткового неглиноземистого цементу складає від приблизно 2 мас. % відносно маси здатного до тужавлення складу, утвореного змішуванням першого і другого компонентів.
10. Цементовмісна композиція за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що здатний до тужавлення склад, утворений сполученням першого і другого компонентів, характеризується мінімальним вмістом твердого матеріалу щонайменше близько 10 мас. % відносно маси здатного до тужавлення складу.
11. Цементовмісна композиція за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що здатний до тужавлення склад, утворений сполученням першого і другого компонентів, характеризується масовим відношенням кількості води до кількості твердого матеріалу щонайменше близько 1,2:1.
12. Цементовмісна композиція за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що перший і/або другий компонент додатково містить піноутворювач.
13. Цементовмісна композиція за п. 12, яка відрізняється тим, що перший і/або другий компонент додатково містить стабілізатор піни.
14. Здатний до тужавлення склад, що зберігає текучість протягом часу, достатнього для його використання в гнучкому резервуарі для створення опори в шахті, який містить:
(1) портландцемент,
(2) сульфат кальцію,
(3) водорозчинний силікат,
(4) воду в такій кількості, що вагове відношення кількості води до кількості твердого матеріалу складає щонайменше близько 1,2:1.
15. Здатний до тужавлення склад за п. 14, який відрізняється тим, що утворений шляхом сполучення першого і другого компонентів цементовмісної композиції за будь-яким з пп. 1-13.
16. Здатний до тужавлення склад за п. 14 або 15, який відрізняється тим, що він є спінений.
17. Спосіб виробництва здатного до тужавлення цементуючого складу, текучого протягом часу, достатнього для його використання в гнучкому резервуарі для створення опори в шахті, що включає стадії, на яких:
забезпечують цементовмісну композицію за будь-яким з пп. 1-13,
змішують перший і другий компоненти цементовмісної композиції з утворенням здатного до тужавлення складу, в якому вагове відношення кількості води до кількості твердого матеріалу складає щонайменше близько 1,2:1.
18. Спосіб за п. 17, який відрізняється тим, що додатково включає стадію насичення повітрям першого і/або другого компонента, яку здійснюють перед стадією змішування першого і другого компонентів.
19. Спосіб утворення опори в шахті, що включає забезпечення першого і другого компонентів цементовмісної композиції за будь-яким з пп. 1-13 в точці їх використання в шахті, змішування цих компонентів з утворенням здатного до тужавлення складу і застосування здатного до тужавлення складу для забезпечення опори в шахті.
Текст
1. Цементовмісна композиція з двох компонентів, призначених для змішування один з одним з утворенням здатного до тужавлення цементуючого складу, в якій перший компонент містить: (а) портландцемент, (б) сульфат кальцію, (в) воду, при масовому відношенні кількості води до кількості твердих портландцементу і сульфату кальцію від 0,5:1 до 5:1, а другий компонент містить: (г) водорозчинний силікат; (д) воду, при масовому відношенні кількості води до кількості твердого силікату від 1,5:1 до 25:1. 2. Цементовмісна композиція за п. 1, яка відрізняється тим, що перший компонент містить портландцемент в кількості від щонайменше близько 6 мас. % відносно маси здатного до тужавлення складу, утвореного змішуванням першого і другого компонентів. 3. Цементовмісна композиція за п. 1, яка відрізняється тим, що перший компонент містить сульфат кальцію в кількості від щонайменше близько 0,5 2 (19) 1 3 96444 4 першого і другого компонентів, характеризується масовим відношенням кількості води до кількості твердого матеріалу щонайменше близько 1,2:1. 12. Цементовмісна композиція за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що перший і/або другий компонент додатково містить піноутворювач. 13. Цементовмісна композиція за п. 12, яка відрізняється тим, що перший і/або другий компонент додатково містить стабілізатор піни. 14. Здатний до тужавлення склад, що зберігає текучість протягом часу, достатнього для його використання в гнучкому резервуарі для створення опори в шахті, який містить: (1) портландцемент, (2) сульфат кальцію, (3) водорозчинний силікат, (4) воду в такій кількості, що вагове відношення кількості води до кількості твердого матеріалу складає щонайменше близько 1,2:1. 15. Здатний до тужавлення склад за п. 14, який відрізняється тим, що утворений шляхом сполучення першого і другого компонентів цементовмісної композиції за будь-яким з пп. 1-13. 16. Здатний до тужавлення склад за п. 14 або 15, який відрізняється тим, що він є спінений. 17. Спосіб виробництва здатного до тужавлення цементуючого складу, текучого протягом часу, достатнього для його використання в гнучкому резервуарі для створення опори в шахті, що включає стадії, на яких: забезпечують цементовмісну композицію за будьяким з пп. 1-13, змішують перший і другий компоненти цементовмісної композиції з утворенням здатного до тужавлення складу, в якому вагове відношення кількості води до кількості твердого матеріалу складає щонайменше близько 1,2:1. 18. Спосіб за п. 17, який відрізняється тим, що додатково включає стадію насичення повітрям першого і/або другого компонента, яку здійснюють перед стадією змішування першого і другого компонентів. 19. Спосіб утворення опори в шахті, що включає забезпечення першого і другого компонентів цементовмісної композиції за будь-яким з пп. 1-13 в точці їх використання в шахті, змішування цих компонентів з утворенням здатного до тужавлення складу і застосування здатного до тужавлення складу для забезпечення опори в шахті. Даний винахід належить до цементовмісних складів, до способу їх виробництва і способу їх використання. Цементовмісні склади, так звані цементні розчини, широко використовуються в шахтах, в основному, для забезпечення опори. Покрівля вироблення, одного разу відкрита, звичайно, до деякої міри опускається, отже, увійшло в практику розміщення під нею пасивної опори, регулюючої таке опускання. Вказана опора повинна володіти здатністю до деформації при збереженні достатньої несучої здатності, звичайно щонайменше декілька сот фунтів на квадратний дюйм (psi). Якщо вона не деформується, може статися руйнування конструкції або з утворенням отвору в покрівлі або робочому горизонті шахти, або по крихкому типу з швидкою втратою несучої здатності. Звичайно ця умова задовольнялася шляхом використання цементних розчинів з високим вмістом води, які закачуються в гнучкий резервуар, який іноді називається м'яким резервуаром, який, після тужавлення цементу, при навантаженні деформується по пластичному типу. Досі використовували цемент такого типу, для якого характерне швидке утворення значної кількості етрингіту, наприклад, який продається під торговими марками Tekpak, Hydropak і Aquapak. Цементні розчини, утворюючі етрингіт, основані на сумішах глиноземистого цементу, сульфату кальцію і джерела вапна. Звичайно, глиноземистий цемент закачують у вигляді суспензії окремо від суміші сульфат кальцію/вапна, щоб отримати двокомпонентний цементний розчин з подовженим терміном служби кожного компонента. Сполучення цих двох компонентів спричиняє тужавлення протягом декількох хвилин. Застосовували дуже високі значення відношення во да/тверді матеріали, щоб суспензії мали низьку в'язкість, тобто, були придатні для перекачування на значні відстані, наприклад до 10 км, по трубопроводах малого діаметра до місця використання. Раніше для отримання несучого матеріалу опор в шахтах також пропонувалося використовувати реакцію між силікатом лужного металу і портландцементом. У міжнародній заявці на патент WO 02/44100 описаний цементуючий склад, який містить перший компонент, що включає портландцемент і воду і, переважно, уповільнювач реакції гідратації цементу, а також, переважно, суспендуючий агент, який запобігає осадженню твердого матеріалу, і другий компонент, який включає водний розчин силікату; і подача цих компонентів до місця використання, де вони змішуються з утворенням цементного розчину, і подача отриманим таким чином цементного розчину в гнучкий резервуар, який має здатність деформуватися відповідно до контурів поверхні в шахті. Цей склад дозволяє отримати опору в шахті і, при цьому, знизити кількість або уникнути використання глиноземистих цементів, які відносно дорогі. Він також дозволяє отримати цементний розчин, текучий протягом часу, достатній для того, щоб цементний розчин, поданий в гнучкий резервуар, деформував резервуар відповідно до контурів поверхні в шахті. Однак, ще існує потреба в цементуючому складі, який має більшу швидкість розвитку міцності, при якій можна зменшити кількість або не використовувати відносно дорогі глиноземисті цементи. Відповідно до даного винаходу запропонована система з двох компонентів, які змішуються один з одним з утворенням здатного до тужавлення це 5 ментуючого складу, перший компонент якого містить: (а) портландцемент; (б) сульфат кальцію; (в) воду при ваговому відношенні кількості води до кількості твердих портландцементу і сульфату кальцію від 0,5:1 до 5:1; другий компонент якого містить: (г) водорозчинний силікат; (д) воду при ваговому відношенні кількості води до кількості твердого силікату від 1,5:1 до 25:1. Відповідно до даного винаходу також запропонований здатний до тужавлення цементуючий склад, текучий протягом часу, достатнього для його використання в гнучкому резервуарі для створення опори в шахті, що містить: (1) портландцемент; (2) сульфат кальцію; (3) водорозчинний силікат; (4) воду в такій кількості, щоб вагове відношення кількості води до кількості твердого матеріалу складало щонайменше близько 1,2:1. Відповідно до іншого аспекту даного винаходу запропонований спосіб виробництва здатного до тужавлення цементуючого складу, текучого протягом часу, достатнього для його використання в гнучкому резервуарі для створення опори в шахті, причому спосіб включає стадії, на яких здійснюють: забезпечення системи, відповідної даному винаходу; змішування першого і другого компонентів системи з утворенням здатного до тужавлення складу, в якому вагове відношення кількості води до кількості твердого матеріалу складає щонайменше близько 1,2:1. Відповідно до ще одного аспекту даного винаходу запропонований спосіб створення опори в шахті, який включає забезпечення першого і другого компонентів, описаних вище, в точці їх використання в шахті, змішування цих компонентів з утворенням здатного до тужавлення складу і використання цього здатного до тужавлення складу для створення опори в шахті. Перший і другий компоненти, за вибором, подають в точку їх використання в шахті шляхом перекачування цих компонентів до точки використання. До переваг даних системи, складу і способів належить те, що кожний з них забезпечує здатний до тужавлення склад, який має більшу початкову міцність, ніж відомі склади. Додатковою перевагою даного винаходу є більш низька вартість інгредієнтів через використання портландцементу. Відповідні даному винаходу компоненти можуть бути забезпечені у вигляді двох потоків з високим вмістом води (суспензія, яка містить портландцемент і сульфат кальцію і розчин, який містить силікат), які змішуються. Склад, отриманий при змішуванні цих двох компонентів придатний для використання як опора в шахті спільно з гнучким резервуаром і дозволяє отримати більш щільний контакт з покрівлею виробки і, отже, поліпшені характеристики опори. Крім того, була виявлена ефективність включення в суспензію цементу суспендуючого агента. Це дозволяє залишати су 96444 6 спензію в підводних трубах при статичних умовах на багато годин, при цьому вона не втрачає здатності до перекачування. Переважно, щоб перший і/або другий компонент, відповідний даному винаходу, або склад, відповідний даному винаходу, містили суспендуючий агент, ерешкоджаючий осадженню твердого матеріалу. Переважно, щоб перший компонент містив суспендуючий агент. Суспендуючий агент, переважно, також підвищує здатність до перекачування. Суспендуючий агент, за вибором, являє собою полісахаридну смолу (наприклад, велан), бентоніт або тонкоподрібнений аморфний оксид кремнію. Відповідний даному винаходу здатний до тужавлення склад або здатний до тужавлення склад, отриманий шляхом сполучення першого і другого компонентів, відповідних даному винаходу, переважно, характеризується мінімальним вмістом твердого матеріалу щонайменше близько 10%, більш переважно щонайменше близько 12%, найбільш переважно щонайменше близько 20% ваг. Відповідний даному винаходу здатний до тужавлення склад або здатний до тужавлення склад, отриманий шляхом сполучення першого і другого компонентів, відповідних даному винаходу, переважно, характеризується ваговим відношенням кількості води до кількості твердого матеріалу щонайменше близько 1,2:1, переважно щонайменше близько 1,3:1, переважно щонайменше близько 1,5:1, переважно щонайменше близько 1,6:1, переважно щонайменше близько 1,7:1, переважно щонайменше близько 1,8:1, переважно щонайменше близько 1,9:1, переважно щонайменше близько 2:1, переважно щонайменше близько 2,5:1. Відповідний даному винаходу здатний до тужавлення склад або відповідний даному винаходу перший компонент, переважно, містить портландцемент в кількості від щонайменше близько 6%, переважно, від щонайменше близько 8%, більш переважно, від щонайменше близько 10%, при цьому частка вказана по вазі відносно загальної ваги здатного до тужавлення складу або здатного до тужавлення складу, утвореного шляхом сполучення першого і другого компонентів, відповідних даному винаходу, відповідно. Відповідний даному винаходу здатний до тужавлення склад або відповідний даному винаходу перший компонент, переважно, містить сульфат кальцію в кількості від щонайменше близько 0,5%, переважно, від щонайменше близько 2%, де частка вказана по вазі відносно загальної ваги здатного до тужавлення складу або здатного до тужавлення складу, утвореного шляхом сполучення першого і другого компонентів, відповідних даному винаходу, відповідно. Відповідний даному винаходу здатний до тужавлення склад або відповідний даному винаходу другий компонент, переважно, містить водорозчинний силікат в кількості від щонайменше близько 2%, де частка вказана по вазі відносно загальної ваги здатного до тужавлення складу або здатного до тужавлення складу, утвореного шляхом сполучення першого і другого компонентів, відповідних даному винаходу, відповідно. 7 Мається на увазі, що термін шахта в даному описі охоплює кар'єри, тунелі і всі підземні земляні споруди. Термін портландцемент в даному описі означає цемент, який містить трикальцій силікат або дикальцій силікат, які разом становлять щонайменше 50% ваги цементу. Портландцемент, який поставляється виробником, містить один або більше матеріал, такий як гіпс (який звичайно додають в кількості від, приблизно, 5% для запобігання миттєвого тужавлення), який може розглядатися, як такий, що має сповільнюючу дію. Перший і/або другий компонент, відповідний даному винаходу, або склад, відповідний даному винаходу, переважно, містить уповільнювач реакції гідратації цементу. Переважно, перший компонент містить уповільнювач тужавлення. Термін уповільнювач реакції гідратації цементу в даному описі належить до матеріалу, який не присутній в портландцементі, що поставляється виробником, і який сповільнює гідратацію цементу. Відповідні уповільнювачі тужавлення добре відомі фахівцям в даній галузі і, за вибором, включають глюконат, особливо, глюконат лужного металу, наприклад, глюконат натрію. Перший і/або другий компонент, відповідний даному винаходу, або склад, відповідний даному винаходу, переважно, містить гелетвірний агент, сприяючий забезпеченню початкової жорсткості здатного до тужавлення складу. Початкова жорсткість, зокрема, являє собою жорсткість здатного до тужавлення складу (за вибором, отриманого шляхом змішування першого і другого компонентів, відповідних даному винаходу) протягом до 30 хвилин з моменту отримання здатного до тужавлення складу. Гелетвірний агент, переважно, сприяє забезпеченню початкової жорсткості здатного до тужавлення складу при низькій температурі, особливо, температурі нижче за 10°С, наприклад, при температурі близько 5°С. Таким чином, гелетвірний агент робить характеристики здатного до тужавлення складу менш залежними від температури. Може бути використаний будь-який гелетвірний агент, відомий фахівцям в даній галузі. Переважно, це гідратоване вапно. Термін пуцолан охоплює неглиноземисті цементи, такі як доменний шлак, зольний пил, метакаолін і мікрокремнезем. Термін сульфат кальцію охоплює дрібноподрібнений гіпс, напівводний гіпс і безводний гіпс (також відомий як ангідрит). З міркувань економії особливо переважним є безводний гіпс. Також можуть бути використані суміші гіпсу і зольного пилу, який утворюється при спалюванні вугілля, з добавкою вапняку, як і побічні форми гіпсу. Гіпс, який вводиться є доповненням до такого, що звичайно міститься в портландцементі. Термін «який піддається перекачуванню насосом» означає придатність для перекачування звичайними насосами, які використовуються в горновидобувній промисловості. Відповідний даному винаходу здатний до тужавлення склад є таким, що піддається перекачуванню, переважно, протягом щонайменше 4 годин, переважно щонайменше 24 годин, більш переважно щонайменше 48 годин, 96444 8 найбільш переважно щонайменше 72 годин, особливо, при зберіганні при 15°С в статичних умовах. Термін твердий матеріал у фразі «відношення кількості води до кількості твердого матеріалу» означає і розчинені, і нерозчинені тверді матеріали. Посилання на кількість води в складах, які втрачають воду з плином часу, означають кількість води в складі безпосередньо після змішування інгредієнтів один з одним. Термін текучий означає, що склади течуть під дією власної ваги. Гнучкий резервуар, який застосовується в контексті даного винаходу, може відповідати описаному в заявці WO 97/47859, яка включається в даний опис шляхом посилання. У цій опублікованій заявці описаний резервуар, який включає трубчастий елемент, що звичайно виготовляється з сталі, на кінцях забезпечений гумовими діафрагмами, які можуть роздуватися і натискати на покрівлю виробки і робочий горизонт шахти при накачуванні сприймаючого навантаження матеріалу, при цьому діафрагми є досить гнучкими, щоб повторювати нерівності поверхні покрівлі і горизонту шахти. Кількість води (4) по вазі в здатному до тужавлення складі складає, переважно, від 55% до 85% відносно загальної ваги (1), (2), (3) і (4). Кількість води в системі, відповідній даному винаходу, або в здатному до тужавлення складі, відповідному даному винаходу, переважно, включає кількість води, використаної для розчинення твердих силікатів. Здатний до тужавлення склад може, за вибором, містити (5) додатковий неглиноземистий цемент. За вибором, перший компонент системи, відповідної даному винаходу, може містити додатковий неглиноземистий цемент. Відповідним неглиноземистим цементом є, наприклад, доменний шлак, звичайно, у вигляді гранульованого подрібненого матеріалу, відомого в даній галузі як GGBFS (подрібнений гранульований доменний шлак), зольний пил класу С або класу F, метакаолін, мікрокремнезем або інший пуцолан. Його кількість може, переважно, складати до 35%, переважно, до 20% відносно загальної ваги здатного до тужавлення складу або загальної ваги першого і другого компонентів системи, відповідної даному винаходу. Звичайно, переважні кількості відповідають діапазону від 2%, більш переважно, від 4% до 15% ваг. Здатний до тужавлення склад може, за вибором, містити (6) піноутворювач. За вибором, перший компонент системи, відповідної даному винаходу, може містити піноутворювач. Відповідні піноутворювачі добре відомі фахівцям в даній галузі і можуть включати, наприклад, гідролізований білок, сіль жирної кислоти (наприклад, кокоїлізетіонат натрію), алкіларилсульфонат, алкілсульфат і/або фенолетоксилат. Його кількість може складати, переважно, до 5%, переважно, до 3% ваг. відносно загальної ваги здатного до тужавлення складу або загальної ваги першого і другого компонентів системи, відповідної даному винаходу. Звичайно, переважні кількості відповідають діапазону від 0,0001%, переважно, від 0,001%, більш 9 96444 переважно, від 0,01% до 5%, переважно, до 3%, більш переважно, до 2% ваг. Здатний до тужавлення склад може, за вибором, містити (7) стабілізатор піни. Переважно, стабілізатор піни (7) і піноутворювач (6) присутні в одному і тому ж компоненті. За вибором, перший компонент системи, відповідний даному винаходу, може містити стабілізатор піни. Відповідні стабілізатори піни добре відомі фахівцям в даній галузі і можуть включати, наприклад, простий ефір целюлози (наприклад, гідроксипропілметилцелюлозу) і/або глину. Його кількість може складати, переважно, до 5%, переважно, до 3% ваг. відносно загальної ваги здатного до тужавлення складу або загальної ваги першого і другого компонентів системи, відповідної даному винаходу. Звичайно, переважні кількості знаходяться в діапазоні від 0,0001%, переважно, від 0,001%, більш переважно, від 0,01% до 5%, переважно, до 3%, більш переважно, до 2% ваг. Здатний до тужавлення склад, відповідний даному винаходу, за вибором, спінюють. Було виявлено, що спінений здатний до тужавлення склад має достатню міцність на стиснення і при цьому меншу густину. Завдяки меншій густині для створення опори потрібно менше складу, що призводить до економії коштів. Спосіб виробництва здатного до тужавлення складу, відповідного даному винаходу, за вибором, включає стадію насичування повітрям першого і/або другого компонента, здійснювану перед стадією змішування першого і другого компонентів. Стадія насичування повітрям може бути виконана шляхом перемішування першого і/або другого компонента (наприклад, за допомогою високо швидкісної мішалки) або шляхом перекачування першого і/або другого компонента засмоктуючим повітря насосом, таким як гвинтовий насос або всмоктуючий насос. 10 Здатний до тужавлення склад розвиває міцність на стиснення таким чином: через 2 години щонайменше 20 psi, переважно щонайменше 40 psi; через один день щонайменше 200 psi, переважно щонайменше 300 psi; через 8 днів щонайменше 400 psi, переважно щонайменше 500 psi, більш переважне щонайменше 600 psi; при зберіганні при 20°С. Потрібно розуміти, що скорочення psi в цьому документі означає розмірність в фунтах на квадра2 тний дюйм, еквівалентну 703 кг/м . Процентні частки, які приводяться, розраховуються по вазі, якщо не вказаний інший метод обчислення. Силікати, придатні для використання в контексті даного винаходу, можуть бути будь-якими з описаних в патентах США № 3672173, 4984933, 3928052 і 4655837. Переважними є силікати лужних металів, а переважна вагова частка оксиду кремнію відносно оксиду натрію складає від 1,5 до 3,3 до 1. Даний винахід пояснюється наступними прикладами, які не обмежують об'єм винаходу. У них описане виробництво текучих здатних до тужавлення складів, які мають безпосередньо після змішування низьку в'язкість (динамічна в'язкість менша, приблизно, 100 сантипуаз), достатню для того, щоб додатково вбирати воду, і які мають рухомість і текучість. Ці склади густіють через, приблизно, 30 секунд при 12°С. Ні для одного із здатних до тужавлення складів, отриманих в прикладах, не відмічене виступання цементного молока після загуснення. Приклад 1 Нижченаведений приклад є прикладом даного винаходу. Склад, отриманий в цьому прикладі, містить відносно велику кількість ангідриду. Таблиця 1 Компонент А Портландцемент типу III Зольний пил типу F Ангідрит Гідратоване вапно Велан Глюконат натрію Вода % у суміші 23,22 21,00 4,42 0,31 0,05 0,15 50,85 Велан є суспендуючим агентом, який запобігає осадженню твердого матеріалу цементу і, тим самим, полегшує його перекачування після зберігання в статичних умовах. Гідратоване вапно дозволяє отримати менш залежний від температури час загуснення. Глюконат натрію є уповільнювачем реакції гідратації портландцементу. Тип III означає портландцемент, що використовується в США відповідно до стандарту 15 ASTM С150. Кількість зольного пилу відносно загальної ваги А і Б становила 11,57%. Кількість сульфату кальцію відносно загальної ваги А і Б становила 2,44%. Компонент Б % у суміші 39% твердий силікат натрію (вагове відношення оксид кремнію/оксид натрію 3,3:1) 33,96 Вода 66,04 Компонент А у вигляді суспензії і компонент Б у вигляді розчину виготували з окремих інгредієнтів, представлених в таблиці 1. Компонент А виготували шляхом змішування портландцементу, велану, зольного пилу, ангідриту, вапна і глюконату з подальшим введенням отриманим таким чином суміші (яка мала форму порошку) у воду. Так компонент А виготовляли у всіх прикладах, тобто, готували сухий порошок і додавали його до води. Компонент Б мав не обмежену у часі перекачуваність, компонент А був придатний для перекачування протягом декількох днів при зберіганні при 15°С в статичних умовах (іншими словами, без 11 96444 перемішування). Компоненти А і Б змішали один з одним в однакових об'ємах з отриманням текучого складу, який легко міг вбирати додаткову воду. Вагове відношення кількості води до кількості твердого матеріалу становило 2,02:1. Текучий склад подавали насосом в гнучкий резервуар, подібний до описаного в документі WO 97/47859, розташований в шахті, до розширення резервуара і досягнення контакту з поверхнями в шахті. Провели вимірювання одновісної міцності на стиснення. У формах зі спіненого полістиролу підготували куби тужавленого цементного розчину розміром 100 мм і виміряли їх міцність на стиснення в різному віці за допомогою стандартного пристрою для випробування на стиснення. Цей спосіб використали у всіх прикладах. Міцність на стиснення після зберігання при 20°С склала: 12 2 години 146 psi; 4 години 314 psi; 24 години 476 psi; 8 днів 790 psi; 28 днів 1103 psi; 6 тижнів 1153 psi. Через 6 тижнів зразок переходив в стан текучості без крихкого руйнування. З точки зору ефективності складів при використанні як опори в шахті бажано, щоб ці склади при навантаженні переходили в стан текучості і не зазнавали крихкого руйнування. Приклад 2 У цьому прикладі описаний склад, відповідний WO 02/44100. Цей склад не містить додаткового сульфату кальцію, не відповідає даному винаходу і описується тільки для порівняння. Таблиця 2 Компонент А Портландцемент типу III Зольний пил типу F Допоміжний сульфат кальцію Гідратоване вапно Велан Глюконат натрію Вода % у суміші 23,22 25,42 0,00 0,31 0,05 0,15 50,85 Був повторюваний приклад 1, але з іншими кількостями окремих інгредієнтів, як показано в таблиці 2. Компонент А був отриманий змішуванням інгредієнтів в тому ж порядку, що і описаний в прикладі 1. Компоненти А і Б були придатні для перекачування протягом щонайменше 24 годин при зберіганні при 15°С в статичних умовах. Компоненти А і Б змішали один з одним в однакових об'ємах з отриманням здатного до тужавлення складу з ваговим відношенням кількості води до кількості твердого матеріалу 2,02:1. Склад перемішали і подали насосом в гнучкий резервуар, як описано в прикладі 1. Як і в Компонент Б % у суміші 39% твердий силікат натрію (вагове відношення оксид кремнію/оксид натрію 3,3:1) 33,96 Вода 66,04 прикладі 1, було проведене вимірювання одновісної міцності на стиснення. Отримані наступні величини міцності на стиснення: 2 години 33 psi; 4 години 190 psi; 24 години 407 psi; 8 днів 523 psi; 28 днів 788 psi; 6 тижнів 874 psi. Приклад 3 Цей приклад, відповідний даному винаходу, демонструє вплив використання проміжної кількості ангідриту. Таблиця 3 Компонент А Портландцемент типу III Зольний пил типу F Ангідрит Гідратоване вапно Велан Глюконат натрію Вода % у суміші 23,22 23,22 2,21 0,31 0,05 0,15 50,84 Компоненти А і Б були отримані з використанням кількостей індивідуальних інгредієнтів, приведених в таблиці 3. Обидва компонента були придатні для перекачування опісля щонайменше 24 годин після зберігання в статичних умовах при 15°С. Компоненти змішали в однакових об'ємах з отриманням текучого здатного до тужавлення складу, який легко міг вбирати додаткову воду. Кількість зольного пилу в складі відносно загаль Компонент Б %у суміші 39% твердий силікат натрію (вагове відношення оксид кремнію/оксид натрію 3,3:1) 33,96 Вода 66,04 ної ваги А і Б становило 12,75%. Вагове відношення кількості води до кількості твердого матеріалу становило 2,02:1. Склад загус через, приблизно, 30 секунд. Склад подали насосом в гнучкий резервуар, як описано в прикладі 1. Міцність на стиснення склала: 8 днів 662 psi; 28 днів 843 psi; 13 96444 6 тижнів 1045 psi. Як видно з порівняння характеристик, отриманих в прикладах 1, 2 і 3, в прикладі 3 при проміжній кількості ангідриту отримані проміжні значення міцності. Приклад 4 Якщо вміст сульфату кальцію дуже великий, при отвердженні зразка під водою може виникну 14 ти сильне внутрішнє розширення з утворенням тріщин. У даному прикладі при отвердженні під водою протягом 7 днів так і трапилося. При отвердженні в герметичному резервуарі характеристики були прийнятними, а сильного розширення з утворенням тріщин не сталося. Міцність через 12 тижнів становила 1174 psi. Таблиця 4 Компонент А Портландцемент типу III Зольний пил типу F Ангідрит Гідратоване вапно Велан Глюконат натрію Вода % у суміші 23,22 18,80 6,63 0,31 0,05 0,15 50,84 Компоненти А і Б були отримані з використанням кількостей індивідуальних інгредієнтів, приведених в таблиці 4. Приклад 5 Компонент Б %у суміші 39% твердий силікат натрію (вагове відношення оксид кремнію/оксид натрію 3,3:1) 33,96 Вода 66,04 Тут замість зольного пилу класу F використаний зольний пил класу С Інгредієнти взяті в наступних кількостях: Таблиця 5 Компонент А Портландцемент типу III Зольний пил класса С Ангідрит Гідратоване вапно Велан Глюконат натрію Вода % у суміші 22,71 18,39 6,49 0,30 0,05 0,15 51,91 Компоненти А і Б були отримані з використанням кількостей індивідуальних інгредієнтів, приведених в таблиці 5. Обидва компонента були придатні для перекачування опісля щонайменше 24 години після зберігання при 15°С в статичних умовах. Компоненти змішали в однакових об'ємах з отриманням текучого здатного до тужавлення складу. Вагове відношення кількості води до кількості твердого матеріалу в складі було таке, що дорівнює 2,07:1. Склад подали насосом в гнучкий резервуар, як описано в прикладі 1. Незважаючи на ствердження під водою, не було відмічено сильного внутрішнього розширення. Отримані наступні характеристики: 7 днів 754 psi; 6 тижнів 1094 psi; 12 тижнів 1280 psi. Приклад 6 У цьому прикладі склад А був отриманий шляхом сухого змішування один з одним наступних інгредієнтів: Комп’ютерна верстка О. Гапоненко Компонент Б % у суміші 39% твердий силікат натрію (вагове відношення оксид кремнію/оксид натрію 3,3:1) 33,96 Вода 66,04 200 г ОРС типу 1 (портландцемент) 40 г ангідриту 160 г зольного пилу типу F 2 г глюконату натрію 0,2 г порошку Jordapon СІ (кокоїлізетіонат натрію) 0,2 г Methocel 228 (гідроксипропілметилцелюлоза) 0,2 г велану Склад А змішали з 400 г води при високій швидкості перемішування для забезпечення захоплення повітря. Цей легкий (тобто, з малою густиною) цементний розчин змішали з розчином Б силікату натрію, який містить 200 г 40%-вого по вазі твердого силікату натрію (вагове відношення оксид кремнію/оксиду натрію 3,3:1) і 50 г води. Суміш загусла при 2ГС через 21 секунду. Через 28 днів міцність на стиснення, виміряна з використанням куба 4 дюйма (25,4 мм), становила 695 psi. Питома вага спіненої суміші цементного розчину становила 0,975. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюSettable cementitious composition, method of producing thereof and method of providing support in a mine using said composition
Автори англійськоюMills Peter Shelley
Назва патенту російськоюЦементосодержащая композиция, способный к затвердеванию состав, способ его производства и способ создания опоры в шахте с использованием данного состава
Автори російськоюМиллз Питер Шелли
МПК / Мітки
МПК: C04B 28/14, C04B 28/04, C04B 40/06, C04B 28/24
Мітки: цього, цементовмісна, тужавлення, створення, композиція, здатний, спосіб, опори, використанням, склад, складу, виробництва, шахті
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/7-96444-cementovmisna-kompoziciya-zdatnijj-do-tuzhavlennya-sklad-sposib-jjogo-virobnictva-ta-sposib-stvorennya-opori-v-shakhti-z-vikoristannyam-cogo-skladu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Цементовмісна композиція, здатний до тужавлення склад, спосіб його виробництва та спосіб створення опори в шахті з використанням цього складу</a>
Попередній патент: Пристрій для вигину для двох робочих валків кліті прокатного стана
Наступний патент: 2-(заміщені аміно)бензотіазолсульфонамідні інгібітори віл-протеази
Випадковий патент: Каталітичний перетворювач для очищення випускних газів двигунів внутрішнього згоряння