RU2078197C1

RU2078197C1 - Magnesia plugging-sealing material

Info

Publication number: RU2078197C1
Application number: RU94041954A
Authority: RU
Inventors: Валентин Исаакович Корнеев; Вадим Николаевич Александров; Юрий Александрович Филонов; Александр Петрович Сизоненко
Original assignee: Валентин Исаакович Корнеев; Вадим Николаевич Александров; Юрий Александрович Филонов; Александр Петрович Сизоненко
Priority date: 1994-11-22
Filing date: 1994-11-22
Publication date: 1997-04-27
Also published as: RU94041954A

Abstract

FIELD: plugging of mine workings. SUBSTANCE: magnesia plugging-sealing material contains magnesium silicate binding agent including, mas.%: MgO, 98-70; CaO, 2-8; $$$, 15-50; $$$, 1-12. Magnesium salt is used in form of water-soluble salt of magnesium and sodium chloride-sulfate with ratio $$$/$$$+NaCl equalling (10-25):1. In preparation of the plugging material, the initial ingredients are used in the following quantities, mas.%: magnesium silicate binding agent 67-72; water soluble magnesium and sodium chloride-sulfate 7-10; water, the balance. EFFECT: higher efficiency. 1 tbl

Description

Изобретение относится к герметикам, предназначенным для заполнения пустот в горных выработках, временного крепления конструкций, а также для уменьшения деформаций сопрягающихся конструкцией зданий, сооружений и горных массивов. The invention relates to sealants intended for filling voids in mine workings, temporary fastening of structures, as well as to reduce deformations of buildings, structures and mountain ranges interfaced with the structure.

Известны тампонажные и герметизирующие материалы на основе портландцемента, доменных шлаков, гипса (Данюшевский В.С. Алиев Р.М. Толстых И.Ф. Справочное руководство по тампонажным материалам, II изд. М. Недра, 1987, с. 176). Известные тампонажные и герметизирующие материалы обладают медленным набором прочности и низкой прочностью в ранние сроки твердения, особенно при низких положительных температурах. Well-known grouting and sealing materials based on Portland cement, blast furnace slag, gypsum (Danyushevsky V.S. Aliev R.M. Tolstykh I.F. Known grouting and sealing materials have a slow set of strength and low strength in the early stages of hardening, especially at low positive temperatures.

Наиболее близким к изобретению является магнезиальный тампонажно-герметизирующий материал на основе магнезиального цемента (В.С. Данюшевский и др. Справочное руководство по тампонажным материалам. М. Недра, 1987, с. 96-97). Магнезиальный цемент, затворенный хлоридом магния, образует быстротвердеющую суспензию. Материал способен к твердению при низких положительных температурах, однако в этих условиях прочность его низка, особенно в первые 6-8 ч твердения. Closest to the invention is magnesia grouting and sealing material based on magnesia cement (V.S. Danyushevsky and others. Reference guide on grouting materials. M. Nedra, 1987, pp. 96-97). Magnesia cement sealed with magnesium chloride forms a quick-hardening suspension. The material is capable of hardening at low positive temperatures, but under these conditions its strength is low, especially in the first 6-8 hours of hardening.

В то же время, в определенных условиях ведения горных работ при низких положительных температурах необходимо получить значительные прочности за 6-8 ч, что невозможно при использовании известных материалов. At the same time, under certain mining conditions at low positive temperatures, it is necessary to obtain significant strengths in 6-8 hours, which is impossible when using known materials.

Целью изобретения является повышение скорости твердения магнезиального тампонажно-герметизирующего материала при низких положительных температурах (6-10^oC), а также обеспечение прочности материала через 8 ч твердения не ниже 20 МПа.The aim of the invention is to increase the curing rate of magnesia cement-sealing material at low positive temperatures (6-10 ^o C), as well as ensuring the strength of the material after 8 hours of hardening is not lower than 20 MPa.

Это достигается тем, что магнезиальный тампонажно-герметизирующий материал, включающий магнезиальное связующее, соль магния и воду, в качестве магнезиального связующего содержит магний-силикатное связующее следующего состава (мас.): MgO 38-70, CaO 2-8, SiO₂ 15-50, CO₂ (п.п.п) 1-12, а в качестве соли магния-хлорид-сульфат магния и натрия с соотношением MgCl₂/MgSO₄ + NaCl= 10^oC25/1 при следующем соотношении компонентов (мас.): магний-силикатное связующее 62-72, хлорид-сульфат магния и натрия 7-10, вода остальное.This is achieved by the fact that the magnesia grouting and sealing material, including the magnesia binder, the magnesium salt and water, as the magnesia binder contains a magnesium silicate binder of the following composition (wt.): MgO 38-70, CaO 2-8, SiO ₂ 15- 50, CO ₂ (p.p.p.) 1-12, and as a salt of magnesium-chloride-magnesium sulfate and sodium with a ratio of MgCl ₂ / MgSO ₄ + NaCl = 10 ^o C25 / 1 in the following ratio of components (wt.) : magnesium silicate binder 62-72, magnesium and sodium chloride sulfate 7-10, the rest is water.

Сущность изобретения заключается в том, что при твердении предлагаемого материала происходит образование гидроксихлоридной и гидроксосульфатной структуры, интенсивно переводящей воду в химически связанное состояние и формирующей в присутствии различно связанного кремнезема, входящего в состав связующего, прочный кристаллический сросток. Предлагаемое соотношение оксидов в магний-силикатном связующем обеспечивает проявление максимальных вяжущих свойств и обеспечивает быстрое твердение при низких положительных температурах. The essence of the invention lies in the fact that during the hardening of the proposed material, a hydroxychloride and hydroxosulfate structure is formed that intensively transfers water to a chemically bound state and forms, in the presence of variously bound silica, which is part of the binder, a strong crystalline intergrowth. The proposed ratio of oxides in the magnesium-silicate binder provides the manifestation of maximum astringent properties and provides quick hardening at low positive temperatures.

Пример 1. Природный магнезит заданного состава обжигают при температуре 80^oC до получения значения CO₂, соответствующего п.п.п. 12 (мас.). Полученный продукт размалывают до остатка на сите 08 в 15% и затем смешивают с кремнеземсодержащим материалом до получения состава, содержащего (мас.): MgO 40, CaO 4,0, SiO₂ 50 CO₂ 6,0. Приготовленный состав обрабатывают в реакторе водным раствором хлорид-сульфата магния и натрия с MgCl₂/MgSO₄ + NaCl=10:1 и содержанием солей 26 мас. при соотношении (мас.) связующее: хлорид сульфат магния и натрия 72:7. Полученную массу выдерживают 25 мин, а затем формуют укладкой в формы образцы размером 30х30х30 мм и помещают их в термостат при 10^oC и 100% влажности для твердения. Одновременно определяют сроки схватывания массы на приборе Вика (ГОСТ 310-85). Прочность определяют по ГОСТ 310.4-81 в разные сроки твердения. Результаты представлены в таблице.Example 1. Natural magnesite of a given composition is fired at a temperature of 80 ^o C to obtain a CO ₂ value corresponding to pp 12 (wt.). The resulting product is ground to a residue on sieve 08 in 15% and then mixed with silica-containing material to obtain a composition containing (wt.): MgO 40, CaO 4.0, SiO ₂ 50 CO ₂ 6.0. The prepared composition is treated in the reactor with an aqueous solution of magnesium chloride and sodium sulfate with MgCl ₂ / MgSO ₄ + NaCl = 10: 1 and a salt content of 26 wt. when the ratio (wt.) binder: chloride of magnesium sulfate and sodium 72: 7. The resulting mass is incubated for 25 minutes, and then formed by laying in the form samples of size 30x30x30 mm and placed in a thermostat at 10 ^o C and 100% humidity for hardening. At the same time, the time for setting the mass on the Vika device is determined (GOST 310-85). Strength is determined according to GOST 310.4-81 at different times of hardening. The results are presented in the table.

Пример 2. Природный магнезит обжигают при температуре 1000^oC до получения значения CO₂, соответствующего п.п.п.2% смешивают с кремнеземсодержащим компонентом и далее по примеры 1. Соотношение компонентов и результаты испытаний представлены в таблице.Example 2. Natural magnesite is fired at a temperature of 1000 ^o C to obtain a CO ₂ value corresponding to pp 2% is mixed with a silica-containing component and then according to examples 1. The ratio of components and test results are presented in the table.

Пример 3. Порошок магнезитовый каустический смешивают с кремнеземсодержащим материалом. Соотношение компонентов и результаты испытаний представлены в таблице. Example 3. Caustic magnesite powder is mixed with silica-containing material. The ratio of components and test results are presented in the table.

Пример 4. Приготовление и испытание образцов, как в примере 3. Соотношение компонентов и результаты испытаний представлены в таблице. Example 4. Preparation and testing of samples, as in example 3. The ratio of components and test results are presented in the table.

Как видно из представленных в таблице данных, предлагаемый магнезиальный тампонажно-герметизирующий материал значительно превосходит по свойствам известное техническое решение. As can be seen from the data presented in the table, the proposed magnesia grouting and sealing material significantly surpasses the known technical solution in properties.

Claims

Magnesia grouting and sealing material, including magnesia binder, magnesium salt and water, characterized in that as a magnesia binder contains magnesium-silicate binder composition, wt.

MgO 38 70
CaO 2.0 8.0
SiO ₂ 15 50
CO ₂ 1.2 12
and as a salt of magnesium chloride-magnesium sulfate and sodium with a ratio of MgCl ₂ / MgSO ₄ + NaCl 10 25/1 in the following ratio of components, wt.

Magnesium Silicate Binder 62 72
Magnesium and Sodium Chloride Sulfate 7 10
Water Remains