RU2616629C1

RU2616629C1 - Backfill composition

Info

Publication number: RU2616629C1
Application number: RU2015145436A
Authority: RU
Inventors: Роман Николаевич Зернов; Валерий Аркадьевич Ходак; Екатерина Анатольевна Яковлева; Валерий Адндреевич Иванов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "НефтеГазИнвест-Интари"
Priority date: 2015-10-22
Filing date: 2015-10-22
Publication date: 2017-04-18

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to various application structures underground waterproofing, namely during creation of underground volumetric membrane. Set task is solved by backfill composition, containing, wt%: 15–25 of copolymer non-plasticized acrylic emulsion based on styrene and methacrylic esters, 4–15 of carboxylic acids copolymer of acrylic row, their esters and salts and 64–70 of fine mineral additives.

EFFECT: technical result is increase in buried structures water-proofing quality, which are under effect of hydrodynamic loads in wide range of depths, while ensuring ecological safety of works, excluding insulating material negative influence on ambient environment.

1 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области внутригрунтовой гидроизоляции сооружений различного назначения, а именно при создании внутригрунтовой объемной мембраныThe invention relates to the field of intra-ground waterproofing of structures for various purposes, namely, when creating an intra-ground volumetric membrane

Известен способ повышения герметизации мест течи воды в подземных сооружениях (патент РФ №2496795, 2008 г. ) за счет использования полимера, обладающего способностью к набуханию в результате полимеризации. Применяются полимеры, получаемые полимеризацией состава, содержащего полиалкиленгликольдиметакрилат с молекулярной массой, равной 2500-5000 г/моль, и, по меньшей мере, (мет)акрилатный мономер, в особенности (мет)акрилатную кислоту и амино(мет)акрилаты. Недостатком указанного способа является то, что состав быстро затвердевает даже при низкой температуре, что обуславливает использование смесительной камеры малого объема, в которую полимерный состав и раствор инициатора вводят таким образом, чтобы они смешивались и непосредственно после этого попадали к месту применения.A known method of increasing the sealing of water leakage in underground structures (RF patent No. 2496795, 2008) by using a polymer having the ability to swell as a result of polymerization. Polymers are used which are obtained by polymerizing a composition containing a polyalkylene glycol dimethacrylate with a molecular weight of 2500-5000 g / mol and at least a (meth) acrylate monomer, in particular a (meth) acrylate acid and amino (meth) acrylates. The disadvantage of this method is that the composition quickly hardens even at low temperatures, which leads to the use of a small mixing chamber, into which the polymer composition and the initiator solution are introduced so that they mix and immediately afterwards get to the place of use.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения акрилового реагента для изоляции водопритоков в скважине (патент РФ №2503702, 2014 г.), который включает гидролиз полиакрилонитрильного сырья жидким натриевым стеклом в водной смеси с рН 12-14 при следующем соотношении компонентов смеси, мас. %: полиакрилонитрильное сырье 3,8-4,8, жидкое натриевое стекло 48-59,5, вода - остальное, в котором температуру смеси при постоянном перемешивании доводят до 95-100°С, поддерживают ее в течение времени, необходимого для образования однородной вязкой равномерно окрашенной массы, выдерживают полученную массу без нагрева и перемешивания до разделения ее на два слоя, отделяют верхний слой - полимерный раствор - в качестве полученного акрилового реагента, а нижний слой - щелочной раствор, содержащий жидкое натриевое стекло, в дальнейшем используют для гидролиза полиакрилонитрильного сырья. Способ получения акрилового реагента для изоляции водопритоков в скважину включает смешение нескольких полимерных растворов, полученных указанным выше способом. Недостатком указанного способа является обязательность приготовления состава при условии его нагрева до 95-100°С, выдержка его до остывания и фазового разделения, что весьма трудоемко и низкотехнологично. Кроме того, данный способ ограничивается областью бурения скважин и ликвидации поглощений и не рассчитан на устранение высоконапорных вод прорыва, а также снижает проницаемость среды от 40% до 99%.Closest to the claimed is a method for producing an acrylic reagent for isolating water inflows in a well (RF patent No. 2503702, 2014), which includes hydrolysis of polyacrylonitrile raw materials with liquid sodium glass in an aqueous mixture with a pH of 12-14 in the following ratio of mixture components, wt. %: polyacrylonitrile feedstock 3.8-4.8, liquid sodium glass 48-59.5, water - the rest, in which the temperature of the mixture is brought to 95-100 ° С with constant stirring, maintain it for the time required to form a homogeneous viscous uniformly colored mass, maintain the resulting mass without heating and stirring until it is divided into two layers, separate the upper layer — polymer solution — as the obtained acrylic reagent, and the lower layer — an alkaline solution containing liquid sodium glass, is then used for droliza polyacrylonitrile materials. A method for producing an acrylic reagent for isolating water inflows into a well includes mixing several polymer solutions obtained by the above method. The disadvantage of this method is the mandatory preparation of the composition, provided it is heated to 95-100 ° C, holding it until it cools and phase separation, which is very time-consuming and low-tech. In addition, this method is limited to the field of well drilling and liquidation elimination and is not designed to eliminate high-pressure breakthrough waters, and also reduces the permeability of the medium from 40% to 99%.

Задачей изобретения является повышение качества гидроизоляции заглубленных сооружений, находящихся под воздействием гидродинамических нагрузок в широком диапазоне глубин при одновременном обеспечении экологичности работ, исключающих негативное воздействие изолирующего материала на окружающую среду.The objective of the invention is to improve the quality of waterproofing of buried structures under the influence of hydrodynamic loads in a wide range of depths while ensuring environmental friendliness, eliminating the negative impact of insulating material on the environment.

Поставленная задача решается тампонажным составом, представляющим собой смесь акрилатов и минерального связующего, отличающимся тем, что состав содержит от 15% до 25% сополимерной непластифицированой акриловой эмульсии на основе стирола и эфиров метакриловой кислоты, от 4% до 15% сополимера карбоновых кислот акрилового ряда, их эфиров и солей и от 64% до 70% тонкодисперсных минеральных добавок.The problem is solved by a grouting composition, which is a mixture of acrylates and a mineral binder, characterized in that the composition contains from 15% to 25% copolymer unplasticized acrylic emulsion based on styrene and methacrylic esters, from 4% to 15% copolymer of carboxylic acids of acrylic series, their esters and salts and from 64% to 70% of finely dispersed mineral additives.

Заявляемый тампонажный состав приготавливают методом обработки, основанным на многофакторном воздействии, реализуемом в роторном импульсном аппарате. Многофакторное воздействие состоит из трех основных видов воздействий: механического, акустического и теплового. Дискретное, сконцентрированное и локализованное многофакторное воздействие существенно интенсифицирует процесс массопереноса веществ из жидкости на поверхность твердых минеральных частиц за счет большой удельной диссипации энергии в малом объеме за малый интервал времени. В результате интенсивного диспергирования образуется однородная смесь с мелкодисперсными частицами, обладающая высокими гидроизолирующими свойствами.The inventive grouting composition is prepared by a processing method based on multifactor exposure implemented in a rotary pulse apparatus. Multifactorial impact consists of three main types of effects: mechanical, acoustic and thermal. The discrete, concentrated and localized multifactorial effect significantly intensifies the process of mass transfer of substances from a liquid to the surface of solid mineral particles due to the large specific energy dissipation in a small volume in a short time interval. As a result of intense dispersion, a homogeneous mixture with finely divided particles is formed, which has high waterproofing properties.

В таблице представлены результаты проведенных опытов.The table presents the results of the experiments.

Применение данного типа композита при строительстве и ремонте зданий и сооружений экологически безопасно как для человека, так для и животных и гидробионтов.The use of this type of composite in the construction and repair of buildings and structures is environmentally friendly for both humans and animals and aquatic animals.

Полученный данным способом композит обладает следующими свойствами:The composite obtained by this method has the following properties:

- от 40% до 99% повышает гидроизоляционные свойства грунтов;- from 40% to 99% increases the waterproofing properties of soils;

- от 30 до 70% обладает высокой сейсмостабильностью;- from 30 to 70% has high seismic stability;

- от 70 до 98% способен изменять форму и «самозалечиваться» при динамических нагрузках;- from 70 to 98% is able to change shape and "heal" under dynamic loads;

- от 80 до 90% устойчив к воздействию неполярных жидкостей;- from 80 to 90% resistant to non-polar liquids;

- от 50 до 80% устойчив к биологическому и химическому воздействию;- from 50 to 80% resistant to biological and chemical effects;

- от 60 до 90% повышает устойчивость заглубленных сооружений к воздействию грунтовых вод, вод прорыва;- from 60 to 90% increases the resistance of buried structures to the effects of groundwater, breakthrough water;

- от 50 до 90% улучшает физико-механические свойства грунтов;- from 50 to 90% improves the physical and mechanical properties of soils;

- снижает вероятность возникновения техногенных аварий, возникающих при воздействии на заглубленные сооружения вод прорыва.- reduces the likelihood of industrial accidents arising from the impact of breakthrough waters on buried structures.

Полученный композит выдерживает значительные гидродинамические нагрузки (давление до 20 Атм, расход до 150 м³/ч).The resulting composite withstands significant hydrodynamic loads (pressure up to 20 bar, flow rate up to 150 m ³ / h).

Технический результат состоит в многократном увеличении объема тампонажного состава, образующемся вследствие взаимодействия заявляемых компонентов с водой и грунтами и, как следствие этого, повышении качества гидроизоляционных работ. Многократное и регулируемое увеличение объема упругой нетвердеющей тампонирующей массы обеспечивает ей возможность принимать заданную полимерминеральную форму гидронепроницаемой объемной мембраны вокруг изолируемого сооружения, причем, не требуется проведение повторных ремонтных работ, т.к. созданная объемная мембрана при возникновении динамических нагрузок способна самовосстанавливаться при разрыве и нарушении ее сплошности с раскрытием трещин до 70 мм на 10 см³ объема. При этом благодаря компонентному составу тампонажная масса не растворяется в воде и, следовательно, возможность ее размыва водой ничтожно мала.The technical result consists in a multiple increase in the volume of grouting composition, resulting from the interaction of the claimed components with water and soil and, as a consequence, improving the quality of waterproofing works. A multiple and controlled increase in the volume of an elastic non-hardening plugging mass allows it to take a predetermined polymer-mineral form of a hydro-impermeable volume membrane around an insulated structure, and repeated repairs are not required, since the created volume membrane, when dynamic loads occur, is capable of self-healing upon rupture and breaking of its continuity with crack opening up to 70 mm per 10 cm ^{3 of} volume. Moreover, due to the component composition, the grouting mass does not dissolve in water and, therefore, the possibility of its erosion by water is negligible.

Claims

Grouting composition, which is a mixture of acrylates and mineral additives, characterized in that the composition contains in wt.%: From 15 to 25 copolymer unplasticized acrylic emulsion based on styrene and methacrylic acid esters, from 4 to 15 copolymer of acrylic acid carboxylic acids, their esters and salts and from 64 to 70 finely divided mineral additives.