RU2229449C2 - Расширяющаяся цементная смесь - Google Patents

Расширяющаяся цементная смесь Download PDF

Info

Publication number
RU2229449C2
RU2229449C2 RU2001125180A RU2001125180A RU2229449C2 RU 2229449 C2 RU2229449 C2 RU 2229449C2 RU 2001125180 A RU2001125180 A RU 2001125180A RU 2001125180 A RU2001125180 A RU 2001125180A RU 2229449 C2 RU2229449 C2 RU 2229449C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cement
hardening
mixture
portland cement
soda ash
Prior art date
Application number
RU2001125180A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2001125180A (ru
Inventor
В.И. Магдыч (RU)
В.И. Магдыч
В.К. Новосадов (RU)
В.К. Новосадов
О.А. Утиралов (RU)
О.А. Утиралов
В.А. Юрченко (RU)
В.А. Юрченко
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "СибТрансУголь"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "СибТрансУголь" filed Critical Закрытое акционерное общество "СибТрансУголь"
Priority to RU2001125180A priority Critical patent/RU2229449C2/ru
Publication of RU2001125180A publication Critical patent/RU2001125180A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2229449C2 publication Critical patent/RU2229449C2/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/42—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
    • C09K8/46—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04—Portland cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/10—Accelerators; Activators
    • C04B2103/14—Hardening accelerators
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/10—Compositions or ingredients thereof characterised by the absence or the very low content of a specific material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Abstract

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к цементным композициям, используемым для закрепления анкеров в породе. В расширяющейся цементной смеси для крепления анкеров, включающей портландцемент, глиноземистый шлак, гипсовый компонент, используют глиноземистый шлак с содержанием оксида кремния SiO2 не более 10 мас.% и дополнительно смесь содержит активизатор твердения - кальцинированную соду при следующем соотношении компонентов, %: портландцемент 50-55; глиноземистый шлак 25-35; гипсовый компонент 10-20; кальцинированная сода 0,5-2,0 мас.% от сухой смеси. В качестве портландцемента используют портландцемент бездобавочный, не содержащий минеральных добавок. Технический результат - разработка цементной смеси для крепления анкеров, обеспечивающей эффект расширения в начальный период, т.е. сокращение срока твердения. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Description

Изобретение относится к промышленности, производящей расширяющиеся цементы, применяемые, например, для крепления анкеров в горных выработках, в строительстве и других целях.
Известна смесь в составе бурового раствора, вяжущего компонента, отвердевающей смолы и воды. Вяжущий компонент выбирают из группы веществ, представленных портландцементом, глиноземистым цементом, шлаком, зольной пылью, конденсированным порошком кремнезема и извести, гипсовым цементом или смесью указанных материалов. В смеси буровой раствор составляет примерно 70% по объему от указанного вяжущего компонента. Смолообразующий компонент выбирают из группы веществ, представленных продуктами модификации растворов эпоксидных смол, акриловыми смолами и др., содержание которых составляет 1-50% по массе цементирующего цемента. Содержание воды в смеси составляет 20-175% цементирующего материала или соединений этого материала [1].
Недостатками известных смесей со смолообразующими компонентами являются длительные сроки твердения, высокая стоимость, дефицитность, недолговечность (особенно при пожарах), а также и токсичность составов.
Известны составы расширяющихся цементных смесей для крепления анкеров в горных выработках и в строительстве, включающие портландцемент (или портландцементный клинкер), глиноземистый шлак (или глиноземистый цемент) и гипсовый компонент в виде его различных модификаций (природный гипсовый камень, строительный гипс и т.п.).
Одним из таких примеров является состав напрягающего цемента, выпускаемого в России по ТУ 5734-072-6854090-98, включающий портландцементный клинкер, камень гипсовый, глиноземистый шлак или другие алюмосодержащие природные или искусственные материалы, а также доменный гранулированный шлак [2].
Известен напрягающий цемент, полученный совместным помолом портландцементного клинкера и напрягающего компонента, в состав которого входит глиноземистый шлак и другие алюмосодержащие вещества, гипс и в качестве активизатора известь [3].
В качестве активизатора твердения цемента известна также кальцинированная сода, которую вводят в количестве 0,5-2,0% от массы смеси [4].
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому составу является цементная композиция, включающая, маc.%: глиноземистый цемент 8,5-56,5; портландцемент 24-40; строительный гипс 10-35; поверхностно-активную добавку 0,5-3,5; вода остальное [5].
Основной недостаток известного технического решения заключается в низком темпе набора прочности и расширения в первоначальный период (до 30 мин после установки анкера), что существенно снижает область применения таких смесей. Так, например, в горных выработках зачастую по горно-геологическим условиям требуется через 30 мин иметь прочность закрепления анкера не менее 20-30 кН. В строительстве также имеется необходимость закрепления анкера с быстрым набором прочности в начальный период. При этом прочность на сжатие твердеющей цементной смеси должна быть не менее 8-10 МПа, линейное расширение цементной смеси должно быть не менее 0,5%.
Известные составы расширяющих цементов, в том числе и содержащие активизатор твердения - кальцинированную соду, по истечении 30 мин твердения имеют малую прочность и недостаточное линейное расширение, которые лишь спустя несколько часов и даже суток достигают необходимых значений.
Задачей изобретения является разработка цементной смеси для крепления анкеров, обеспечивающей эффект расширения в начальный период, то есть сокращение срока твердения смеси.
Это достигается тем, что расширяющаяся цементная смесь для крепления анкеров, включающая портландцемент, глиноземистый шлак, гипсовый компонент, содержит глиноземистый шлак с содержанием оксида кремния не более 10 мас.% и дополнительно активизатор твердения - кальцинированную соду при следующем соотношении компонентов, %:
Портландцемент 50-55
Указанный глиноземистый шлак 26-35
Гипсовый компонент 10-20
Кальцинированная сода 0,5-2,0 мас.% от сухой смеси.
В качестве портландцемента используют портландцемент бездобавочный, не содержащий никаких минеральных добавок, кроме гипса.
Именно при таком составе, в первоначальный период гидратации и твердения цементной смеси, создается оптимальная щелочная среда в водном растворе и необходимая концентрация СаО, Аl2О3 и SО3, за счет чего происходит интенсивное образование в твердеющем цементе эттрингита 3СаО·Аl2О3·3CaSO4·32Н2О, который обеспечивает высокую начальную прочность и достаточное расширение цементной смеси. Эти условия обеспечивают также стабильный фазовый состав твердеющей композиции и нарастание прочности при данной смеси твердения, что в конечном итоге придает креплению долговечность.
Пример осуществления изобретения.
Расширяющуюся цементную смесь можно изготавливать на предприятиях цементной промышленности. Глиноземистый шлак предварительно измельчают до оптимальной тонкости помола, соответствующего 5-10% остатку на сите с размером ячейки 80 микрон. Затем этот шлак измельчают совместно с портландцементом, гипсом и кальцинированной содой до удельной поверхности смеси, равной 4000-6000 см2/г. При применении в готовую цементную смесь добавляют воду в количестве, необходимом для получения заданной консистенции.
Для экспериментальной проверки предлагаемой расширяющейся цементной смеси были приготовлены два состава (см. таблицу) и определены значения времени начала и конца схватывания, прочность на сжатие и линейное расширение.
Как видно из таблицы, введение в известную смесь глиноземистого цемента с пониженным содержанием SiO2, бездобавочного портландцемента и дополнительно активизатора твердения в виде кальцинированной соды позволяет значительно увеличить начальную прочность и расширение цемента в начальный период.
Источники информации
1. Патент США № 5458195, кл. Е 21 В 33/138, oп. 17.10.95.
2. ТУ 5734-072-46854090-98 "Цемент напрягающий".
3. НИИЖБ. Технология напрягающего цемента и самонапряженных железобетонных конструкций. - М.: Стройиздат, 1975, с. 24.
4. Рамачандра В.С. Добавки в бетон. Справочное пособие. - М.: Стройиздат, 1988, с. 76, прототип.
5. Заявка РФ № 92003546, кл. С 04 В 28/04. oп. 20.07.1996, прототип.
Figure 00000001

Claims (2)

1. Расширяющаяся цементная смесь для крепления анкеров, включающая портландцемент, глиноземистый шлак, гипсовый компонент, отличающаяся тем, что глиноземистый шлак содержит не более 10 мас.% оксида кремния - SiO2 и дополнительно активизатор твердения - кальцинированную соду при следующем соотношении компонентов, %:
Портландцемент 50-55
Указанный глиноземистый шлак 25-35
Гипсовый компонент 10-20
Кальцинированная сода 0,5-2,0 мас.%
от сухой смеси
2. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что содержит портландцемент бездобавочный.
RU2001125180A 2001-09-17 2001-09-17 Расширяющаяся цементная смесь RU2229449C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001125180A RU2229449C2 (ru) 2001-09-17 2001-09-17 Расширяющаяся цементная смесь

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001125180A RU2229449C2 (ru) 2001-09-17 2001-09-17 Расширяющаяся цементная смесь

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001125180A RU2001125180A (ru) 2003-07-27
RU2229449C2 true RU2229449C2 (ru) 2004-05-27

Family

ID=32678244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001125180A RU2229449C2 (ru) 2001-09-17 2001-09-17 Расширяющаяся цементная смесь

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2229449C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111263739A (zh) * 2017-10-30 2020-06-09 圣戈班韦伯公司 基于由副产品活化的炉渣的砂浆组合物

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
РАМАЧАНДРА В.С. Добавки в бетон. Справочное пособие. - М.: Стройиздат, 1988. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111263739A (zh) * 2017-10-30 2020-06-09 圣戈班韦伯公司 基于由副产品活化的炉渣的砂浆组合物

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5556458A (en) Cementitious compositions
AU2016200999A1 (en) Geopolymer cement compositions and methods of use
PL152876B1 (en) Mineral clinker composition
AU2016204651A1 (en) Settable compositions comprising wollastonite and pumice and methods of use
US4012264A (en) Early strength cements
RU2341624C2 (ru) Состав тампонирующего действия и способ его получения
RU2400441C2 (ru) Вяжущая композиция и бетон из этой композиции
US7449061B2 (en) High temperature cements
JPH0761890B2 (ja) 水を調合した後に急速に硬化する水硬結合剤の製造方法
US4762561A (en) Volume-stable hardened hydraulic cement
RU2229449C2 (ru) Расширяющаяся цементная смесь
RU2224727C2 (ru) Цементный раствор для изолирующего экрана и способ создания изолирующего экрана
JP2003277111A (ja) 硬化促進剤及びセメント組成物
JP5403321B2 (ja) セメント系材料
JP2004210551A (ja) 膨張性クリンカー鉱物及びこれを含む膨張性組成物
JP2000281420A (ja) 低収縮性セメント組成物
JP2006016543A (ja) 地盤注入材
JPH0152343B2 (ru)
RU2203241C2 (ru) Бетонная смесь
JPH11130499A (ja) 吹付材用セメント組成物とその吹付施工方法
RU2136846C1 (ru) Тампонажный раствор для крепления скважин
JP2005060154A (ja) 急硬性材料及び急硬性セメント組成物
JP2018127372A (ja) 打放しコンクリート用膨張性混和材およびそれを含有する打放しコンクリート
SU772986A1 (ru) Тампонажное в жущее
RU1838582C (ru) Тампонажный материал

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20030918

NF4A Reinstatement of patent
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060918