Патент на изобретение №2255068

(54) ЦЕМЕНТИРУЮЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ И СПОСОБ ЕЕ ПРИМЕНЕНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к способной схватываться композиции, которую можно наносить напылением с получением покрытия на поверхности, в частности на стенах шахты, и которая включает (I) цементирующую композицию со следующими компонентами: (а) от 25 до 95% кальциевого алюмината, (б) от 0 до 10% извести и (в) от 0 до 50% сульфата кальция, где суммарное содержание компонентов (б) и (в) составляет по меньшей мере 5%, причем это процентное содержание является массовым в пересчете на совокупную массу компонентов (а), (б) и (в), а пропорции этих компонентов являются такими, что при гидратации композиция способна абсорбировать воду в количестве, равном по меньшей мере ее собственной массе, и (II) водную эмульсию органического полимера, причем количество ингредиента (II) относительно количества ингредиента (I) является таким, при котором обеспечивается соотношение между массой сухого полимера и совокупной массой компонентов (а), (б) и (в) от 0,5:1 до 10:1, предпочтительно от 1:1 до 2,5:1, или (III) диспергирующийся органический полимер, причем количество диспергирующегося полимера является таким, при котором соотношение между массой полимера и совокупной массой компонентов (а), (б) и (в) составляет от 0,5:1 до 10:1, предпочтительно от 1:1 до 2,5:1. Сухую композицию, включающую вышеуказанные ингредиенты (I) и (III), можно смешивать с водой в шахте. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к материалам, приемлемым для применения при нанесении покрытий на поверхности, в частности на поверхности скальной породы, и к способу обработки поверхностей с использованием материалов по изобретению.

Предпосылки создания изобретения

Ранее было предложено нанесение покрытия на поверхность скальной породы в шахте распылением водной эмульсии органического полимера и инициированием коагуляции этой эмульсии для получения на поверхности эластичного покрытия в форме пленки или оболочки.

Полимеры, которые описаны как применяемые с такой целью, включают полиуретаны и полихлоропрен. Этот последний представлен в патенте ZA №8203384.

Позднее в WO 98/58886 была описана композиция, включающая две части. Одной является водная эмульсия органического полимера, такого как сополимер этилена и винилацетата. Другая часть представляет собой цементирующую композицию, способную абсорбировать воду в количестве, по меньшей мере равном ее собственной массе. Описанная цементирующая композиция является образующей эттрингит композицией, включающей глиноземистый цемент, портландцемент общего назначения и ангидрит. При применении обе части напыляют на поверхность скальной породы шахты с получением покрытия. В этой заявке на патент описана также приготовленная из цементирующей композиции и высушенной полимерной эмульсии сухая смесь твердых частиц, в которую в шахте добавляют воду.

Задача, на решение которой направлено изобретение

Применение композиций, описанных в вышеупомянутой заявке WO 98/58886, занимает значительное количество времени для достижения адекватной начальной прочности, как правило, не меньше 24 ч. Пока происходит нарастание прочности покрытия, в целях безопасности персонал к обработанному участку не допускают, и эта часть шахты остается, следовательно, непроизводительной. Таким образом, существует очень большая потребность сократить время, которое занимает достижение адекватной начальной прочности покрытия.

Выполнение настоящего изобретения обеспечивает возможность решения этой задачи созданием эттрингитобразующей цементирующей композиции, которая более богата кальциевым алюминатом, чем описанные выше композиции, и которой свойственна более высокая начальная прочность.

Краткое изложение сущности изобретения

В соответствии с настоящим изобретением предлагается способная схватываться композиция, включающая

(I) цементирующую композицию, включающую следующие компоненты:

(а) от 25 до 95% кальциевого алюмината,

(б) от 0 до 10% извести и

(в) от 0 до 50% сульфата кальция,

где суммарное содержание компонентов (б) и (в) составляет по меньшей мере 5%, причем это процентное содержание является массовым в пересчете на совокупную массу компонентов (а), (б) и (в), а пропорции этих компонентов являются такими, что при гидратации композиция способна абсорбировать воду в количестве, равном по меньшей мере ее собственной массе, и

(II) водную эмульсию органического полимера, причем количество ингредиента (II) относительно количества ингредиента (I) является таким, при котором обеспечивается соотношение между массой сухого полимера и совокупной массой компонентов (а), (б) и (в) от 0,5:1 до 10:1, предпочтительно от 1:1 до 2,5:1, или

(III) органический полимер в форме порошка, диспергирущегося в воде, причем количество органического полимера таково, при котором соотношение между массой полимера и совокупной массой компонентов (а), (б) и (в) составляет от 0,5:1 до 10:1, предпочтительно от 1:1 до 2,5:1.

Положительный эффект от применения изобретения

Преимущество применения вышеописанной содержащей кальциевый алюминат композиции состоит в том, что это позволяет добиться высокой начальной прочности. Одной из целей применения такой композиции является замена сварной проволочной сетки, и это преимущество дает возможность быстрее достичь тех опорных характеристик, которыми обладает сварная проволочная сетка.

Подробное описание изобретения

Понятие “кальциевый алюминат” следует рассматривать применительно не только к собственно кальциевому алюминату, который в нотации для цемента часто обозначают как СА, но также и к другим алюминатсодержащим цементам, которые обозначают как СА₂, С₃А, С₁₂А₇, C₄AF и С₁₁А₇СаF₂, а кроме того, к кальциевому сульфоалюминату, кальциевому ферроалюминату и их аналогам.

Наличие кальциевого алюмината может быть обеспечено глиноземистым цементом, иногда называемым Ciment Fondu, который обычно включает примерно от 40 до 80 мас.% кальциевоалюминатных фаз [или от 40 до 50% кальциевого алюмината (СА)]. Известью может служить быстро твердеющая известь (СаО) или гашеная известь [Са(ОН)₂], или ее наличие может быть обеспечено портландцементом общего назначения, который при гидратации выделяет известь. Наличие сульфата кальция может быть обеспечено кальцийсульфатсодержащим материалом, таким как бета-ангидрит, гипс или строительный гипс.

Упоминание в настоящем описании кальциевого сульфоалюмината рассматривается как ссылка на чистый кальциевый сульфоалюминат, который отвечает формуле С₄А₃S*, где С обозначает СаО, А обозначает Аl₂О₃, a S* обозначает SO₃. Иногда его называют смесью Кляйна, которая может быть представлена формулой 3СаО· 3Аl₂О₃· СаSО₄.

Эттрингит представляет собой кальциевый трисульфоалюминат, включающий 32 молекулы кристаллизационной воды, и отвечает формуле 3СаО· Аl₂O₃· 3СаSO₄· 3₂Н₂O. Эттрингит получают гидратацией цементирующих материалов, включающих кальциевый алюминат и сульфат кальция.

В предпочтительном варианте для увеличения количества эттрингита вводят оксид кальция и/или гидроксид кальция, наличие которого может быть обеспечено портландцементом общего назначения, благодаря чему гарантируется присутствие 3СаО· Аl₂О₃ в достаточном количестве для образования эттрингита во время гидратации.

Во всех случаях, если по контексту не требуется иное, в настоящем описании понятие “эттрингит” следует рассматривать как охватывающее аналоги эттрингита. Они определены H.F.W.Taylor в работе Cement Chemistry, издание 2-ое, 1997, опубликовано Thomas Telford.

Приготовление эттрингитсодержащих композиций представлено в патенте GB №2123808, в котором описаны цементные композиции, способные абсорбировать по меньшей мере 2,5 мас.ч. воды на каждую часть твердых частиц и даже в соотношении 5:1 без выделения свободной воды.

Приготовление эттрингитсодержащих композиций представлено также в заявке ЕР №286396, в которой описано их получение из смесей, включающих глиноземистый цемент и сульфат кальция, добавление в которую водорастворимого фторида вызывает быстрое схватывание композиции и достижение высокой начальной прочности, даже когда такую композицию смешивают с водой при высоком массовом соотношении вода/твердые частицы.

Понятием “глиноземистый цемент” обозначают любой цемент, который подпадает под определение глиноземистого цемента в соответствии с частью 2 стандарта 915 Великобритании, т.е. цемент, который включает не меньше 32 мас.% оксида алюминия и характеризуется массовым соотношением между оксидом алюминия и оксидом кальция в пределах от 0,85 до 1,3:1. К приемлемым цементам относится цемент Lafarge Fondu, описанный в патенте GB №1505417, обладающий, как правило, следующим массовым составом:

38,5% оксида кальция,

39,0% оксида алюминия,

16,5% оксида трехвалентного железа и

4,0% диоксида кремния.

Термин “шахта” в настоящем описании следует воспринимать как охватывающий все зоны подземных горных работ, включая туннели и карьеры.

Изобретение находит применение в строительной промышленности для обработки зданий, включая внутренние и внешние стены, полы и потолки. Когда предлагаемый продукт применяют для опорных целей в шахте, например в качестве заменителя стальной сетки, он представляет собой эластичное покрытие на поверхности скальной породы. При этом под эластичностью понимают способность покрытия деформироваться и давать возможность кускам скальной породы перемещаться при сохранении способности удерживать груз.

Водная эмульсия органического полимера, которую в данной области техники иногда называют полимерной латексной эмульсией, в качестве полимера может включать один или несколько гомополимеров или сополимеров этиленовоненасыщенных мономеров широкого диапазона или встречающихся в природе полимеров. Примеры включают стирольные, стирол-бутадиеновые сополимеры, дивинилстирольные, метилметакрилатные, сополимеры стирола и метилметакрилата или малеинового ангидрида, акриловые и акриловоэфирные смолы, полимеры винилацетата и его сополимеры с этиленом и другими олефинами (например, этилен-винилацетатные), пластифицированные винилхлоридные сополимеры. Подходящие полимеры описаны в патенте US №4849018, который включен в настоящее описание в качестве ссылки. Могут быть использованы смеси полимеров или сополимеров. В предпочтительном варианте применяют полимер с температурой стеклования, которую при написании обозначают как Тс, от -50 до 50° С, более предпочтительно от -10 до 10° С. Для повышения эластичности можно добавлять такие пластификаторы, как продукт Cereclor (хлорированный парафин), дибутилфталат и диэтиленгликоль.

Приемлемое содержание полимерного сухого вещества в эмульсии составляет от 5 до 80 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 25 мас.%, например от 30 до 70 мас.%, более предпочтительно от 45 до 65 мас.%, в пересчете на массу эмульсии.

Диспергирующийся органический полимер обычно получают сушкой, например распылительной сушкой водной полимерной эмульсии. Высушенные полимеры технически доступны.

Предлагаемый в соответствии с другим объектом настоящего изобретения способ нанесения покрытия на поверхность, такую как поверхность скальной породы, включает напыление на эту поверхность

(а) способной схватываться композиции, включающей цементирующую композицию (I) и водную эмульсию органического полимера (II), как она представлена выше, или

(б) способной схватываться композиции, включающей цементирующую композицию (I) и высушенный полимер (III), как он представлен выше, в которую предварительно добавляют воду,

продолжение напыления до образования на этой поверхности покрытия толщиной по меньшей мере 2 мм и предоставление покрытию возможности схватывания.

Когда применяют эмульсию органического полимера (II), водой может служить та вода, что уже содержится в эмульсии (II), вследствие чего для гидратации цементных компонентов используют воду водной эмульсии. Если необходимо или предпочтительно, то можно добавлять дополнительное количество воды.

Когда с цементирующей композицией (I) используют высушенную полимерную эмульсию (III), необходимо добавлять воду, требующуюся для гидратации цементных компонентов. Используют ли эмульсию или высушенную полимерную эмульсию, предпочтительное массовое количество воды равно по меньшей мере 50 мас.% в пересчете на цементирующую композицию (I), более предпочтительно по меньшей мере 70 или 90%. Воду можно применять в количествах, превышающих массу цементирующей композиции (I), например в два, три или даже в пять раз.

В предпочтительном варианте с целью регулирования времени схватывания рН контролируют путем варьирования количества щелочи/кислоты. Можно добавлять другие ускорители или замедлители реакции цемента. Когда необходимо инициировать или повысить скорость схватывания, этого можно добиться добавлением щелочи. Добавку обычно можно вводить по месту или вблизи распылителя, когда смесь подвергают распылению. Результатом добавления сильной щелочи может стать почти мгновенное схватывание.

Добавление гелеобразующего агента, такого как борат, позволяет ускорить желатинизацию полимера. Скорость желатинизации можно регулировать выбором бората подходящей растворимости. Так, например, борат кальция менее растворим, чем борат цинка, и, обеспечивает более длительную желатинизацию, и следовательно, время перерабатываемости.

Преимущества этого заключаются в том, что смесительное оборудование не нуждается в периодической очистке, например после каждых 2-х или 3-х замесов, и возможно применение бетоноукладчиков непрерывного действия.

По изобретению предлагается также способ обработки поверхности скальной породы в шахте, который включает напыление на эту поверхность цементирующей смеси и эмульсии органического полимера с получением на поверхности пленки толщиной по меньшей мере 2 мм. Такое покрытие можно наносить для создания опоры. Было установлено, что покрытие толщиной примерно 4 мм (в частности, примерно от 3 до 7 мм) может быть использовано в качестве замены проволочной сетки, применяемой с целью предотвратить падение в шахту отслаивающихся и отделяющихся кусков скальной породы, например сетки, которая в США обозначена как сварная проволочная сетка №7. Эти покрытия можно применять в шахтах, которые известны как “шахты в крепкой породе”, такие как никелевые и золотые рудники, а также в угольных шахтах.

Эти покрытия можно применять, например, при добыче угля по камерному или целиковому методу для уменьшения размера колонн, которые оставляют с целью обеспечить опору и, следовательно, увеличить добычу угля. Этого добиваются напылением покрытия на колонны, увеличивая тем самым их способность выдерживать нагрузку.

Покрытие можно также использовать для стабилизации стенок и для ремонта и уплотнения регулирующих вентиляцию систем. Кроме того, покрытия можно наносить для уменьшения или предотвращения влияния погодных факторов, т.е. эрозии только что обнажившихся поверхностей скальной породы под действием воздуха в шахте, или для подавления выделения газообразного родона в урановом руднике, или для укрепления насыпей, например в карьере, для укрепления кровель туннелей или т.п. В WO 98/58886 сказано, что предпочтительная цементирующая композиция включает от 40 до 52% портландцемента общего назначения, от 18 до 28% глиноземистого цемента и от 27 до 31% ангидрита.

Было установлено, что целесообразны предлагаемые в соответствии с одним из объектов настоящего изобретения композиции со значительно более низким содержанием портландцемента общего назначения, например меньше 20%.

Было установлено, что благодаря ускорению образования эттрингита и других алюминатных гидратов опорные характеристики сетки №7 могут быть достигнуты в течение меньше 24 ч. Было установлено также, что благодаря образованию больших количеств эттрингита и других алюминатных гидратов покрытие выдерживает испытание по стандарту США ASTM (E162) и испытание на огнестойкость по стандарту Канады CAN ULC S102 Underwriters Laboratory of Canada без необходимости добавления химического антипирена.

На фиг.1 и 2 представлено устройство, применяемое для смешения и распыления при нанесении покрытий по изобретению.

В соответствии с фиг.1 вблизи распылительной насадки 8 к камере 7 присоединены три патрубка 2, 4 и 6. По патрубку 2 направляют предварительно смешанные эмульсию/цемент, воздух подают по патрубку 4, где он смешивается с ускорителем (если его используют), поступающим по патрубку 6, перед вхождением в контакт со смесью эмульсии/цемента. Из распылительной насадки выделяется аэрозоль 10, включающий цемент/эмульсию, воздух и ускоритель.

В соответствии с фиг.2 сухой порошок 19, включающий цемент и высушенную полимерную эмульсию, содержат в бункере 20, из которого его извлекают горизонтальным шнеком 22, заключенным в патрубок 24. С помощью дозатора 25 в патрубок 24 вводят регулируемое количество воды и посредством шнека 22 смешивают с порошком. Из патрубка 24 смесь под действием собственного веса поступает в емкость 26, из которой ее отводят с помощью насоса 27 Моуnо, а затем распыляют (не показано). Производительность насоса 27 превышает расход смеси, поступающей в емкость 26, вследствие чего продолжительность пребывания в емкости 26 оказывается очень короткой. Такое устройство известно как бетоноукладчик непрерывного действия. В соответствии с другим объектом изобретения вышеописанную способную схватываться композицию можно готовить в виде двух шламов, которые затем смешивают с получением упомянутой способной схватываться композиции.

Эти два шлама могут включать первый шлам, содержащий кальциевый алюминат, сульфат кальция и полимерную эмульсию, и второй шлам, содержащий известь и полимерную эмульсию.

Первый шлам может содержать замедлитель реакции цемента, а второй шлам может содержать ускоритель реакции цемента.

Практически весь кальциевый алюминат и по существу весь сульфат кальция, которые требуются для приготовления вышеописанной способной схватываться композиции, можно вводить в первый шлам, а практически вся известь может содержаться во втором шламе. Каждый шлам включает достаточное количество полимерной эмульсии, чтобы обеспечить подвижность

Изобретение иллюстрируют следующие примеры.

Адекватная прочность покрытий, получаемых во всех следующих примерах, достигается в течение меньше 24 ч.

Пример 1

Приготовление цементирующей композиции

Готовили цементирующую композицию, содержавшую следующие компоненты, мас.ч.:

цемент Rockfast* 50

бета-ангидрит 32

портландцемент общего назначения 16

карбонат лития 0,3

полисахаридный агент, препятствующий

выступанию цементного молока на

поверхности бетона**, 0,6

гашеная известь 0,5

найлоновые волокна*** 0,1

Вышеуказанные компоненты, которые все представляли собой сухие порошки, смешивали в галтовочном смесителе.

* продукт Rockfast 450 приобретали как технически доступный материал на фирме Blue Circle plc, он включал примерно 60 мас.% кальциевого сульфоалюмината;

** водорастворимый полисахаридный биополимер, поставляемый на рынок фирмой Kelco International Ltd. под названием камедь Welan;

*** волосоподобные волокна длиной примерно 0,5 дюйма такого типа, который известен как армирующая добавка для цемента; их добавляли для улучшения строительных свойств и прочности на раздир.

Добавление эмульсии и нанесение на стену шахты для получения покрытия с высокой начальной прочностью

Вышеуказанную композицию смешивали с полимерной эмульсией в виде продукта Elvace 735 (этилен-винилацетатная эмульсия, полученная на фирме Reichhold и содержавшая 54,5 мас.% полимерного сухого вещества с температурой стеклования. Тс, 0° С) при соотношении 2,5 мас.ч. эмульсии на одну часть цементной композиции. Цементную композицию и полимерную эмульсию раздельно подавали в смесительную емкость, затем перемешивали в течение одной минуты и смесь извлекали из смесительной емкости с помощью насоса с переменным объемом рабочей камеры, например насоса Моуnо, и направляли в устройство, представленное на фиг.1. В шахте смесь напыляли на поверхность скальной породы с получением на этой поверхности пленки толщиной примерно 4 мм. Время перерабатываемости смеси составляло примерно 30 мин, по истечении 4 ч смесь выдерживала испытание на прочность по стандарту CANMET для сварной проволочной сетки №7 (при нагрузке 2,2 т).

Пример 2

Медленно схватывающаяся композиция с добавлением ускорителя по месту распылительной насадки

Приготовление сухого порошка.

Готовили сухую композицию, содержавшую следующие компоненты, мас.ч.*:

сухой этилен-винилацетатный 625

сополимер**

цемент Rockfast 450*** 350

лимонная кислота (замедлитель

реакции цемента) 5

карбонат лития (ускоритель) 2,5

портландцемент общего назначения 50

борат цинка (гелеобразующий агент) 5

* в фунтах;

** порошкообразный полимер, поставляемый на рынок фирмой Wacker Vinnapas под обозначением RE 547Z, температура стеклования которого составляла -7° С; этот порошок получали распылительной сушкой водной эмульсии;

*** продукт Rockfast 450 фирмы Blue Circle, включавший примерно 60 мас.% кальциевого сульфоалюмината.

Вышеуказанные компоненты смешивали в галтовочном смесителе, к смеси добавляли воду в количестве, необходимом для достижения соотношения между водой и сухим веществом 0,4:1, и смешивали в устройстве, показанном на фиг.2.

Первоначально приготовленная таким образом смесь характеризовалась рН примерно от 5 до 6 и временем схватывания в течение нескольких часов. Добавлением насыщенного раствора карбоната натрия по месту распылительной головки значение рН повышали до примерно 7. Одновременно с этим из портландцемента общего назначения высвобождалась известь, что также оказывало влияние на повышение рН.

Целью повышения рН до по меньшей мере 7 являлось стимулирование схватывания цемента и ускорение желатинизации полимера.

Время схватывания образовавшейся смеси составляло примерно от 20 до 30 с.

Смесь наносили на свод шахты напылением с получением пленки толщиной примерно 4 мм.

Принимая во внимание крайне короткое упомянутое выше время желатинизации, покрытие почти мгновенно приобретает определенные опорные свойства. Оно обладает также очень хорошими строительными свойствами и может быть использовано в условиях очень высокой влажности, например при относительной влажности свыше 95%.

Регулирование рН и концентрации бората дает возможность варьировать время желатинизации и тем самым увеличивать время перерабатываемости смеси до по меньшей мере одного часа. Преимущество высушенной полимерной эмульсии состоит в ее морозостойкости.

Пример 3

Высокая начальная прочность и антипиреновые свойства

Готовили цементирующую композицию, содержавшую следующие компоненты, мас.ч.:

глиноземистый цемент 49,24

карбонат лития 0,1

найлоновые волокна 0,1

лимонная кислота 0,12

полисахарид 0,69

гашеная известь 0,49

портландцемент общего

назначения 16,41

бета-ангидрит 32,85

Вышеуказанные компоненты смешивали в галтовочном смесителе. Приготовленную таким образом смесь смешивали с 2,5-кратным количеством от ее собственной массы эмульсии Elvace 735 (с содержанием сухого вещества 54,5%) и напыляли на свод никелевого рудника с получением покрытия толщиной примерно 4 мм.

Это покрытие, которое включало большое количество эттрингита, подвергали испытаниям, результаты которых показывали соответствие требованиям стандарта США на огнестойкость ASTM (E162) и стандарта CAN ULC S102 Underwriters Laboratory of Canada. Это является преимуществом перед ранее известными композициями, применение которых требует добавления в композицию химического антипирена. По истечении 8 ч прочность покрытия была эквивалентной прочности сетки №7.

Пример 4

Готовили сухой порошок, содержавший следующие компоненты, мас.ч.:

высушенный этилен –

винилацетатный сополимер* 62

продукт Rockfast 450 21

бета-ангидрит 7

портландцемент общего

назначения 9

карбонат лития 0,2

лимонная кислота 0,2

порошкообразный борат

кальция** 0,5

* продукт Vinnapas RE 547Z фирмы Wacker, значение Тс которого составляло -7°С;

** гидратированный боратный минерал колеманит, который представляет собой Са₃В₆О₁₁· 5Н₂О.

Этот порошок смешивали с водой с применением устройства, показанного на фиг.2, с достижением значения соотношения между водой и сухим веществом 0,5 и напыляли на поверхность скальной породы с получением покрытия толщиной примерно 4 мм.

Жизнеспособность смеси составляла 1 ч 40 мин, но после схватывания прочность быстро нарастала.

Когда эксперимент этого примера повторяли без добавления бората, жизнеспособность превышала 3 ч.

Когда его повторяли с добавлением бората натрия, было установлено, что жизнеспособность становилась очень короткой. Это показывает, что значение жизнеспособности можно регулировать выбором бората подходящей растворимости.

Кроме того, очень растворимый борат, такой, как борат натрия, или борную кислоту можно добавлять по месту распылителя, а борат пониженной растворимости, например борат кальция, можно добавлять при смешении компонентов

Пример 5

Приготовление сухого порошка

Готовили сухую композицию, содержавшую следующие компоненты, мас.%:

ЭВА порошок Elvace 785 18,47

ЭВА порошок Wacker RP 43,32

547Z

цемент Rockfast 450 CSA 23,09

бета-ангидрит 9,84

портландцемент общего

назначения 4,62

лимонная кислота 0,05

карбонат лития 0,23

колеманит 0,61

полисахарид 0,74

волокна 0,03

гидроксид кальция отсутствует

Вышеуказанные компоненты смешивали в галтовочном смесителе и использовали аналогично примеру 2.

Пример 6

Приготовление сухого порошка

Готовили сухую композицию, содержавшую следующие компоненты, мас.%:

ЭВА порошок Elvace 785 48,58

ЭВА порошок Wacker 245 19,69

глиноземистый цемент Secar 51 19,23

бета-ангидрит 5,11

портландцемент общего

назначения 4,81

лимонная кислота 0,02

карбонат лития 0,20

колеманит 0,51

полисахарид 1,53

волокна 0,01

гидроксид кальция 0,31

Эти компоненты смешивали в галтовочном смесителе и использовали аналогично примеру 2.

Пример 7

В этом примере описано получение покрытия смешением двух шламов.

Каждый шлам готовили из порошкообразной композиции и жидкой эмульсии. Жидкую эмульсию можно было заменять высушенным распылением полимером, причем в этом случае необходимо было добавлять требуемое количество воды.

Преимущество использованного в этом примере технического приема перед описанным в примерах с 1 по 4 состоит в том, что каждый шлам может обладать более длительной жизнеспособностью, что позволяет, следовательно, готовить большие замесы или множество замесов без очистки смесительного оборудования.

После совмещения двух шламов достигается быстрое схватывание. Этого можно добиться в установленном на технологической линии статическом смесителе с целью обеспечить высокую производительность по материалу.

Эти два шлама включали следующие компоненты, содержание которых выражено в мас.ч.:

Оба шлама смешивали в вышеуказанных пропорциях в статическом смесителе. Время схватывания составляло от 10 до 15 мин.

Предел прочности при растяжении по истечении одного дня был равным 170 фунтов/кв. дюйм, а предел прочности при растяжении по прошествии 28 дней составлял 620 фунтов/кв. дюйм.

Отличительная особенность изложенного в вышеприведенном примере заключается в длительной жизнеспособности шламов, которая превышала примерно 2 ч.

Формула изобретения

1. Способная схватываться композиция, включающая

(I) цементирующую композицию, включающую следующие компоненты:

(а) от 25 до 95% кальциевого алюмината,

(б) от 0 до 10% извести и

(в) от 0 до 50% сульфата кальция,

где суммарное содержание компонентов (б) и (в) составляет по меньшей мере 5%, причем это процентное содержание является массовым в пересчете на совокупную массу компонентов (а), (б) и (в), а пропорции этих компонентов являются такими, что при гидратации композиция способна абсорбировать воду в количестве, равном по меньшей мере ее собственной массе, и

(II) водную эмульсию органического полимера, причем количество ингредиента (II) относительно количества ингредиента (I) является таким, при котором обеспечивается соотношение между массой сухого полимера и совокупной массой компонентов (а), (б) и (в) от 0,5:1 до 10:1, предпочтительно от 1:1 до 2,5:1, или

(III) диспергирующийся органический полимер, причем количество диспергирующегося полимера таково, при котором соотношение между массой полимера и совокупной массой компонентов (а), (б) и (в) составляет от 0,5:1 до 10:1, предпочтительно от 1:1 до 2,5:1.

2. Способная схватываться композиция по п.1, в которой количество воды равно по меньшей мере 50 мас.% в пересчете на массу цементирующей композиции (I), предпочтительно от 70 до 250%.

3. Композиция по п.1, которая представляет собой сухую композицию, включающую ингредиенты (I) и (III), как они определены по п.1, и дополнительно включающая гелеобразующий агент для полимера.

4. Композиция по п.3, в которой гелеобразующий агент представляет собой борат.

5. Способ нанесения покрытия на поверхность, который включает приготовление смеси цементирующей композиции (I) и водной эмульсии (II) по п.1 в таких количествах, при которых количество воды равно по меньшей мере 50%, предпочтительно от 70 до 250 мас.%, в пересчете на цементирующую композицию (I), либо цементирующей композиции (I) и диспергирующегося органического полимера (III ) по п.1, объединенных с водой, количество которой равно по меньшей мере 50%, предпочтительно от 70 до 250 мас.%, в пересчете на массу цементирующей композиции, напыление приготовленной смеси на поверхность с получением покрытия толщиной по меньшей мере 2 мм.

6. Способ по п.5, в котором смесь ингредиентов включает ингредиенты (I) и (III), как они определены в п.1, в сочетании с гелеобразующим агентом, таким как борат, для содействия желатинизации полимера, и в котором время перерабатываемости смеси контролируют регулированием растворимости гелеобразующего агента.

7. Способ по п.5 или 6, в котором смесь включает ингредиенты (I) и (III), как они определены в п.1, и в котором скорость схватывания контролируют при помощи рН путем добавления щелочи или кислоты.

8. Два шлама, которые, когда их смешивают, образуют способную схватываться композицию по п.1 или 2.

9. Два шлама по п.8, где первый шлам включает кальциевый алюминат, сульфат кальция и полимерную эмульсию, а второй шлам содержит известь и полимерную эмульсию.

10. Два шлама по п.9, где первый шлам включает замедлитель реакции цемента.

11. Два шлама по п.9 или 10, где второй шлам включает ускоритель реакции цемента.

РИСУНКИ