RU2084427C1

RU2084427C1 - Aerated cement mortar

Info

Publication number: RU2084427C1
Application number: RU94045196A
Authority: RU
Inventors: В.Х.-М. Дулаев; С.А. Кеворков; Л.И. Рябова; С.В. Рюмин
Original assignee: Рябова Любовь Ивановна
Priority date: 1994-12-27
Filing date: 1994-12-27
Publication date: 1997-07-20
Also published as: RU94045196A

Abstract

FIELD: constructional materials. SUBSTANCE: invention refers to construction of oil and gas wells and structures of non-autoclave cellular concretes for in-situ and small-piece building. Aerated cement mortar contains mineral binder, blowing agent, air, and water. When preparing cement mortar, two processes of pore formation proceed simultaneously: that involving natural and forced air entrainment and that involving gas former due to exchange reactions of carbonates. Dispensing of components provides homogeneous fine cellular structure of cement stone with improved strength characteristics. EFFECT: simplified preparation technique, spared time and reagent, no need in special equipment. 1 dwg , 1 tbl

Description

Изобретение относится к материалам, используемым в строительстве нефтяных и газовых скважин с аномально низким пластовым давлением и для конструкций из неавтоклавных ячеистых бетонов в монолитном и мелкоштучном строительстве. The invention relates to materials used in the construction of oil and gas wells with abnormally low reservoir pressure and for structures from non-autoclaved cellular concrete in monolithic and small piece construction.

Известна композиция для получения ячеистого бетона, содержащая алюминиевый порошок и олеиновую кислоту. Однако предложенная композиция не создает однородной, прочной структуры цементного камня, взрывоопасна (выделяется H₂), коррозионноактивна, дефицитна и дорогостояща.A known composition for producing aerated concrete containing aluminum powder and oleic acid. However, the proposed composition does not create a homogeneous, strong structure of cement stone, explosive (released H ₂ ), corrosive, scarce and expensive.

Наиболее близкой к заявленному по технической сущности и достигаемым результатам является композиция для приготовления аэрированного тампонажного раствора, содержащая портландцемент, пенообразователь, воздух и воду, в качестве пенообразователя взяты ПАВ смесь неонола, оксиэтилированные моноалкилфенолы тримеров пропилена и отход производства олигомеров. Closest to the claimed technical essence and the achieved results is a composition for the preparation of aerated cement slurry containing Portland cement, a foaming agent, air and water, a surfactant mixture of neonol, ethoxylated monoalkylphenols of propylene trimers and a waste product from oligomers are taken as a foaming agent.

Данный преобразователь замедляет набор прочности цементного камня пониженной плотности, образует крупнопористую структуру камня, не- технологичен в применении. This converter slows down the set strength of low density cement stone, forms a large-pore stone structure, and is not technologically advanced in use.

Задачей изобретения является разработка аэрированных цементных растворов для получения цементного камня низкой плотности с высокими физико-химическими характеристиками и технологичностью. The objective of the invention is the development of aerated cement mortars to obtain a cement stone of low density with high physico-chemical characteristics and manufacturability.

Сущность изобретения заключается в том, что в аэрируемом цементном растворе, содержащем минеральное вяжущее, порообразователь, воздух и воду, в качестве порообразователя использован отход производства сульфонола при следующем соотношении компонентов, мас. The essence of the invention lies in the fact that in the aerated cement mortar containing a mineral binder, blowing agent, air and water, the sulfonol production waste is used as a blowing agent in the following ratio of components, wt.

минеральное вяжущее 43 79
порообразователь отход производства сульфонола 0,05 0,5
воздух 0,01 0,1
вода остальное,
а сульфонол состоит из 59 62% смеси сухих солей: хлористого, сернокислого и углекислого натрия, 30 34% натриевой соли изомерных алкилсульфоновых кислот эмпирической формулы R-SO₂-ONa, влаги 2 3% углеводородов 1 1,50%
Данный реагент выпускается волгоградским ПО "Химпром" по ТУ N 6-00-5763450-86-89 в виде сухого белого порошка.mineral binder 43 79
pore former sulfonol production waste 0.05 0.5
air 0.01 0.1
water the rest
and sulfonol consists of 59 62% of a mixture of dry salts: sodium chloride, sulfate and carbon dioxide, 30 34% of the sodium salt of isomeric alkyl sulfonic acids of the empirical formula R-SO ₂ -ONa, moisture 2 3% hydrocarbons 1 1,50%
This reagent is produced by the Volgograd Production Association Khimprom according to TU N 6-00-5763450-86-89 in the form of a dry white powder.

Составляющая часть реагента алкилсульфонат -получается методом окисления (только этот продукт из данного класса получают этим методом) (А.А. Абрамзон. Поверхностно-активные вещества. Справочник. Л. Химия, 1979, с.280 - алкилсульфонат натрия). The component of the reagent alkyl sulfonate is obtained by the oxidation method (only this product from this class is obtained by this method) (A. A. Abramzon. Surfactants. Handbook. L. Chemistry, 1979, p.280 - sodium alkyl sulfonate).

Известно использование сульфонола в качестве пенообразователя, однако данный ПАВ дает неустойчивую пену, получается камень с высокой плотностью. It is known to use sulfonol as a foaming agent, however, this surfactant gives unstable foam, a stone with a high density is obtained.

В качестве вяжущего берется портландцемент любой марки и любого завода изготовителя. Наполнителем может быть песок или зола. Все компоненты смешиваются с водой, затем подается еще воздух с помощью компрессора (аэрируется раствор). Portland cement of any brand and any manufacturer is taken as a binder. The filler may be sand or ash. All components are mixed with water, then more air is supplied using a compressor (the solution is aerated).

Технология приготовления цементного раствора представляет "ноу-хау". Особенности технологии приготовления обусловлены применением нового порообразователя и позволяют: упростить технологию приготовления, экономят цемент, реагент, время, не требуют специального оборудования. Это все в целом составляет экономический эффект. Cement preparation technology represents know-how. Features of the cooking technology are due to the use of a new blowing agent and allow: to simplify the cooking technology, save cement, reagent, time, do not require special equipment. All this as a whole makes an economic effect.

Порообразователь вступает во взаимодействие с вяжущим с образованием двух процессов: воздухововлечения и газообразования. Воздухововлечение идет естественно за счет растворения пенообразователя и принудительной подачи за счет аэрирования. Газообразование за счет обменных реакций углекислых солей с образованием CO₂. Об этих реакциях свидетельствует изменение pH и образование осадка при взаимодействии фильтра, т.е. вяжущего с порообразователем. Причем объем выхода раствора по сравнению с прототипом увеличивается на 1/3 общего объема, что указывает на интенсивное пенообразование.The pore former interacts with the binder to form two processes: air entrainment and gas generation. The air intake is naturally due to the dissolution of the blowing agent and forced supply due to aeration. Gas formation due to exchange reactions of carbonic salts with the formation of CO ₂ . These reactions are evidenced by a change in pH and the formation of a precipitate during the interaction of the filter, i.e. binder with a blowing agent. Moreover, the yield of the solution compared to the prototype increases by 1/3 of the total volume, which indicates intense foaming.

После аэрации цементный раствор исследуется на физико-механические показатели (табл. 1). Кратность и устойчивость предложенной композиции выше и в большем диапазоне (фиг.1). Прочностные характеристики определялись в соответствии с ГОСТ 254-85-89 "Бетоны ячеистые", СНип-2.0313-88 "Полы" и соответствующими ГОСТами на тампонажные растворы. After aeration, the cement slurry is examined for physical and mechanical properties (Table 1). The multiplicity and stability of the proposed composition is higher and in a larger range (figure 1). Strength characteristics were determined in accordance with GOST 254-85-89 "Cellular concrete", SNip-2.0313-88 "Floors" and the corresponding GOSTs for grouting mortars.

Прочность на изгиб определялась на приборе МИИ-100, на сжатие с помощью гидравлического пресса типа ПСУ-20. Bending strength was determined on a MII-100 instrument, and was compressed using a PSU-20 type hydraulic press.

Теплопроводность образцов ячеистого цементного камня в соответствии с ГОСТ 7076 при помощи прибора ИТА-1. Thermal conductivity of cellular cement stone samples in accordance with GOST 7076 using the ITA-1 device.

Однако основными показателями являются прочность, плотность и пористость ячеистого цементного камня. However, the main indicators are the strength, density and porosity of cellular cement stone.

Пример 1. Example 1

Берем 79 г портландцемента новороссийского завода "Пролетарий", вводим 0,5 г реагента -порообразователя и 30,4 г воды, размешиваем и аэрируем (воздух 0,1). Полученный раствор испытываем по ГОСТу. Плотность сухого цементного камня 800 кг/м³. Прочность камня на сжатие, полученного к 28-суточному твердению, 4,5/5,2 МПа. Поры подсчитывали на микроскопе 1 см²: крупных пор не более 20%
Пример 2.We take 79 g of Portland cement from the Novorossiysk plant Proletary, we introduce 0.5 g of the blowing agent and 30.4 g of water, stir and aerate (air 0.1). The resulting solution is tested according to GOST. The density of dry cement stone is 800 kg / m ³ . The compressive strength of the stone obtained for 28-day hardening is 4.5 / 5.2 MPa. Pores were counted on a 1 cm ² microscope: large pores not more than 20%
Example 2

Вяжущее цемент: песок в соотношении 5:1 66 г, соответственно 55 г и 11 г + 39,87 мл воды, 0,05 г порообразователя, аэрируем (воздух 0,08). Cementing cement: sand in a ratio of 5: 1 66 g, respectively 55 g and 11 g + 39.87 ml of water, 0.05 g of blowing agent, aerate (air 0.08).

Плотность сухого цементного камня 800 кг/м³.The density of dry cement stone is 800 kg / m ³ .

Прочность на сжатие 3,6/4,2 МПа. Compressive strength 3.6 / 4.2 MPa.

Пример 3. Example 3

Вяжущее цементнозольная композиция в соотношении 3:1 43 г, соответственно 28,7 и 14,3 г золы + 56,4 г воды, 0,5 г порообразователя, аэрируем (воздух 0,1). Astringent cement-ash composition in a ratio of 3: 1 43 g, respectively 28.7 and 14.3 g ash + 56.4 g water, 0.5 g blowing agent, aerated (air 0.1).

Прочность сухого цементного камня 400 кг/м³.The strength of dry cement stone is 400 kg / m ³ .

Прочность 4,5/6,0 МПа. Strength 4.5 / 6.0 MPa.

Количество крупных пор не более 30 У прототипа крупных пор более 50% прочность ниже почти в 2 раза. The number of large pores is not more than 30. The prototype of large pores more than 50% strength is almost 2 times lower.

Предложенная дозировка обеспечивает максимальное воздухововлечение естественного и нагнетательного воздуха, обеспечивает однородную тонкодисперсную структуру цементного камня, который соответствует марке Д 800 с улучшенными прочностными характеристиками. The proposed dosage provides maximum air intake of natural and injection air, provides a uniform finely dispersed structure of cement stone, which corresponds to the D 800 brand with improved strength characteristics.

Claims

Aerated cement mortar containing mineral binder, blowing agent, air and water, characterized in that as a blowing agent it contains a sulfonol production waste, consisting, wt.

Dry mix of sodium chloride, sulphate and carbon dioxide 59 62
Sodium salt of isomeric alkyl sulfonic acids 32 34
Carbohydrates 1 1.5
Moisture 2 3
in the following ratio of components, wt.

Mineral binder 43 79
Blowing agent sulfonol production waste 0.05 0.5
Air 0.01 0.1
The rest of the water