Цементный раствор дл изолирующего экрана и способ создани изолирующего экрана - RU2224727C2
Код документа: RU2224727C2
Чертежи
Описание
Изобретение относится к области строительства и строительных конструкций. Более конкретно, изобретение относится к цементному раствору для изолирующих экранов, а также к способу создания изолирующих экранов. Известно, что размолотый доменный шлак ведет себя подобно цементу, когда к нему добавляют основание, подобное едкому натру или клинкеру. Вследствие этого в продаже обычно можно найти смеси типа:шлак + клинкер в строго определенных соотношениях (цемент CLK СЕМ III/C, СНГ СЕМ III/A или В) или гранулированный шлак + известь, предназначенные для дорожных работ. Создание изолирующих экранов производится путем прямого бурения с использованием бентонитовоцементного раствора в качестве бурильного раствора. Бурение осуществляется непрерывным методом, вследствие чего возникает необходимость иметь материал, который не затвердевал бы слишком быстро, для того, чтобы избежать потерь цементного раствора вместе с вынутым грунтом, а также удаления преждевременно застывшего раствора. Этот специальный способ с изолирующими экранами требует использования наряду с доступными в настоящее время материалами замедлителей схватывания и отверждения.
Действительно, при создании изолирующих экранов прежде всего стараются достичь хорошей герметичности. Прочность, как правило, невелика и не представляет собой главного критерия. Обычно используют шлаковые цементы, состав которых приводит к образованию цементных растворов с трудно регулируемой реологией. Использование замедляющих добавок, таким образом, является необходимым для обеспечения удобоукладываемости, необходимой для проведения бурения с раствором.
Наиболее близким из аналогов к изобретению является цементный раствор для изолирующего экрана, включающий глину, доменный шлак и активирующий агент - несиликатные соединения щелочных металлов (SU №214367, опубл. 13.05.1968)
Задачей изобретения являются цементные растворы, специальным образом адаптированные для создания изолирующих экранов, в частности цементные растворы, которые не требуют введения замедлителей.
Более конкретно, изобретение относится к цементному раствору для создания изолирующих экранов, который представляет собой смесь воды, природной или модифицированной глины, такой как бентонит, доменного шлака и активирующего агента.
Цементный раствор для изолирующего экрана, включающий глину, доменный шлак и активирующий агент, в котором глина представлена в виде бентонитового шлама, а доменный шлак имеет максимальный размер зерен от 50 до 100 мкм. Максимальный размер зерен доменного шлака в предпочтительном варианте составляет 80 мкм. Доменный шлак может характеризоваться весовым отношением CaO/SiO2 в пределах от 1,1 до 1,35. Доменный шлак обладает химическим модулем, большим 500. В качестве активирующего агента может быть использовано соединение, выбираемое из едкого натрия, едкого калия, карбоната или бикарбоната натрия или калия, гипса, негашеной или гашеной извести, смеси этих соединений и портландцемента. Цементный раствор может содержать от 1 до 10 мас.% активирующего агента от массы доменного шлака. Весовое отношение цемент/вода находится в пределах от 0,25 до 1,1. В способе создания изолирующего экрана осуществляют бурение и используют вышеуказанный цементный раствор.
Согласно изобретению названный шлак содержит зерна, максимальный размер которых составляет от приблизительно 50 до приблизительно 100 мкм и предпочтительно равен приблизительно 80 мкм. Удельная поверхность шлака по Блэну составляет преимущественно приблизительно от 2500 до 4500 см2/г.
Несмотря на то, что природа доменного шлака не является особенно существенной, предпочтительно, чтобы последний относился к щелочному типу и чтобы весовое отношение CaO/SiO2 было в пределах от приблизительно 1,10 до приблизительно 1,35. В качестве примера шлака, пригодного для использования в настоящем изобретении, можно назвать материал, содержащий в качестве главных компонентов (в мас.%) 33-40% SiO2, 8-16% Аl2O3, 39-44% СаО и 4-9% МgО.
Кроме того, желательно также, чтобы химический модуль шлака (содержание в % СаО х содержание в % Аl2O3) был выше приблизительно 500.
Активирующий агент обеспечивает схватывание шлака и преимущественно является активирующим агентом основного типа, таким как едкий натр, едкое кали, карбонат или бикарбонат. Обычно количество активирующего агента находится в пределах от приблизительно 1 до приблизительно 10% от массы шлака. Особенно предпочтительно количество активирующего агента, равное 5 мас.%.
Предпочтительное весовое отношение цемент/вода (Ц/В) в таком цементном растворе составляет от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,25.
При этих условиях возможно получение цементного раствора, обладающего следующими свойствами:
повышенная прочность при том же отношении вода/цемент,
повышенная проникающая способность при том же содержании сухих материалов (как это показано на чертеже, который изображает зависимость проникающей способности от отношения Ц/В),
более медленное отверждение, в большей степени подходящее для прямого бурения с цементным раствором.
Низкая реактивность системы позволяет полностью избавиться от замедлителей. Избавление от таких добавок делает возможным более бережное отношение к пластам, содержащим подземные воды, поскольку устраняются выбросы органических загрязнений.
Цементный раствор может быть использован для подземных работ в контакте с пластом, содержащим подземные воды, благодаря не загрязняющему характеру раствора, а также для нагнетательных работ и создания изолирующих стенок из пластичного бетона.
Цементный раствор приготовляют на месте бурения, смешивая указанные выше составляющие.
Изобретение станет более понятным с помощью приведенных ниже примеров, приведенных только в качестве иллюстрации.
В этих примерах использованы следующие составляющие:
бентонитовый шлам: смесь 1000 л воды и 45 кг натриевого бентонита,
шлак: основный доменный шлак с весовым отношением CaO/SiO2,
равным 1,19 и химическим модулем, равным 515,
активатор: СРА СЕМ I,
замедлитель: смешанный кальциево-аммониевый лигносульфат,
ускоритель: силикат натрия 35/37°В.
Пример 1: Влияние максимального размера зерен на время удобоукладываемости цементного раствора приведено в табл.1.
Пример 2: Составы для изолирующего экрана приведены в табл.2.
Шлак обладает непрерывной гранулометрией в пределах от 0 до 80 мкм и удельной поверхностью по Блэну 4500.
Соответствующий изобретению цементный раствор без замедлителя обладает временем удобоукладываемости таким же, как у обычного традиционного цементного раствора, содержащего клинкер и замедлитель, а также более высокую прочность и лучшую проникающую способность, чем у традиционного цементного раствора.
Реферат
Изобретение относится к цементному раствору для создания изолирующего экрана, который содержит смесь воды, природной или модифицированной глины, специального доменного шлака и активирующего агента. Изобретение относится также к способу использования названного цементного раствора, а также к применению специального доменного шлака для приготовления этого цементного раствора. Технический результат - повышение прочности раствора при том же отношении вода/цемент, повышение проникающей способности при том же содержании сухих материалов, более медленное отверждение, в большей степени подходящее для прямого бурения с цементным раствором, получение системы с низкой реактивностью, позволящее полностью избавиться от замедлителей. В цементном растворе для изолирующего экрана, включающем глину, доменный шлак и активирующий агент, глина представлена в виде бентонитового шлама, а доменный шлак имеет максимальный размер зерен от 50 до 100 мкм. Максимальный размер зерен доменного шлака в предпочтительном варианте составляет 80 мкм. Доменный шлак может характеризоваться весовым отношением CaO/SiO2 в пределах от 1,1 до 1,35. Доменный шлак обладает химическим модулем, большим 500. В качестве активирующего агента может быть использовано соединение, выбираемое из едкого натрия, едкого калия, карбоната или бикарбоната натрия или калия, гипса, негашеной или гашеной извести, смеси этих соединений и портландцемента. Цементный раствор может содержать от 1 до 10 мас.% активирующего агента от массы доменного шлака. Весовое отношение цемент/вода находится в пределах от 0,25 до 1,1. В способе создания изолирующего экрана, осуществляют бурение и используют вышеуказанный цементный раствор. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.
