Патент на изобретение №2186222
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СОСТАВ ЗАКЛАДОЧНОЙ СМЕСИ
(57) Реферат: Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства. Технический результат – повышение прочности благодаря стимулированию твердения бетонных смесей при сохранении растекаемости закладочной смеси и расширение утилизации отходов производства. Состав закладочной смеси, содержащий цемент, поверхностно-активную добавку, заполнитель и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит аморфные осадки очистки промышленных сточных вод на основе сульфата кальция, а в качестве поверхностно-активной добавки используют бактериальную добавку, содержащую продукты окисления водных растворов сульфата железа (II) и/или пульпы соединений, содержащих железо и серу, в присутствии микроорганизмов Tiobacillus ferrooxidans при следующем соотношении компонентов, вес.%: цемент 4-10,5, бактериальная добавка 0,55-10,2, аморфные осадки очистки промышленных сточных вод на основе сульфата кальция 10,0-60,0, заполнитель 12,5-72,0, вода остальное, при этом количество бактериальной добавки определяют зависимостью у=0,63/Х, где у – отношение бактериальной добавки к аморфным осадкам очистки промышленных сточных вод; Х – количество цемента в пределах 4 – 10,5, вес.%. 1 табл. Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства. Известен состав закладочной смеси, содержащий в вес. %: цемента 9,5-11,4, поверхностно-активную добавку, в качестве которой используют содосульфатный отход производства – 0,57-0,91, заполнителя 71,4-73,0, воды – остальное (Авторское свидетельство СССР 935634, кл. Е 21 F 15/00, 1982). Прочность образцов смеси на сжатие составляет 3,5-4,2 МПа/см2 в возрасте 1 мес при растекаемости 140-160 мм. Недостатком известного способа является малая механическая прочность и ограниченная утилизация отходив производства. Задачей предлагаемого изобретения является повышение прочности и одновременно расширение утилизация отходов производства с сохранением растекаемости закладочной смеси. Для решения поставленной задачи в известный состав закладочной смеси, содержащий цемент, пoвеpxнocтнo-активную добавку, заполнитель и воду, согласно изобретению дополнительно вводят аморфные осадки очистки промышленных сточных вод на основе сульфата кальция, а в качестве поверхностно-активной добавки используют бактериальную добавку, содержащую продукты окисления водных растворов сульфата железа (II) и/или пульпы соединений, содержащих железо и серу, в присутствии микроорганизмов Thiobacillus ferrooxidans при следующем соотношении компонентов, вес. %: Цемент – 4-10,5 Бактериальная добавка – 0,55-10,2 Аморфные осадки очистки промышленных сточных вод на основе сульфата кальция – 10,0-60,0 Заполнитель – 12,5-72,0 Вода – Остальное при этом количество бактериальной добавки определяют зависимостью y = 0,63/X где y – отношение бактериальной добавки к аморфным осадкам очистки промышленных сточных вод; X – количество цемента в пределах oт 1 до 10,5, вес.%. Частицы аморфных осадков очистки промышленных сточных вод на основе сульфата кальция CaSO4  2H2O не имеют монолитных поверхностей, вступают в менее прочные связи с вяжущим, и это приводит к повышению растекаемости закладочной смеси и одновременно к снижению механической прочности. Введение в смесь бактериальной добавки упрочивает упомянутые связи и позволяет увеличивать долю аморфных осадков в смесях при одновременном увеличении их механической прочности.
Содержащиеся в бактериальной добавке клетки микроорганизмов Tiobacillus ferrooxulans, продуты их жизнедеятельности и распада (белки, липиды и др.), а также комплексные соединения железа (III) с органическими лигандами стимулируют протекание процессов, лежащих в основе твердения бетонных смесей.
Приведенная эмпирическая зависимость позволяет при постоянных содержащих цемента и гипса в закладочной смеси вычислять содержание бактериальной добавки во всем диапазоне от 0,55 до 10,2, вес. %, при этом показатели по растекаемости и прочности закладочной смеси достигают 150-160 мм и 5,6-6,3 МПа/см2.
Техническим результатом от применения смеси является стимулирование процессов, лежащих в основе твердения бетонных смесей, при сохранении растекаемости закладочной смеси и, таким образом, повышение прочности н расширение утилизации отходов производства.
Пример (по прототипу). В качестве исходных материалов используют цемент марки 400, содосульфатный отход производства, известняковый заполнитель фракции 10 мм, водопроводную воду.
Закладочные смеси готовят путем перемешивания сухих компонентов в течение 5 минут. Содосульфатный отход предварительно растворяют в воде и добавляют к сухим композициям. Компоненты состава смеси вводят в количествах (вес. %): цемент – 10,5, содосульфатный отход – 0,72; известковый заполнитель – 72,0; вода 16,78. Готовую смесь заливают в формы и испытывают механическую прочность затвердевших бетонных образцов по методике согласно ГОСТ 10180-90 “Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам”. Растекаемость полученной смеси контролируют с помощью прибора Суттарда.
Получены следующие результаты: растекаемость – 150-160 мм, механическая прочность – 42 MПa/см2 (таблица).
Пример 2 (по изобретению). В качестве исходных материалов используют цемент марки 400, аморфные осадки известковой очистки промышленных сточных вод на основе сульфата кальция, бактериальную добавку, известковый заполнитель и водопроводную воду.
Бактериальная добавка в экспериментах 1-3 введена в смесь в виде продуктов окисления водных растворов сульфата железа (II), в экспериментах 4-6 – в виде смеси этою раствора и пульпы соединений, содержащих железо и серу, в экспериментах 7-12 – в виде пульпы соединений, содержащих железо и серу, в присутствии микроорганизмов Tiobacillus ferrooxidans.
Расход компонентов в смеси приведен в таблице.
Закладочную смесь готовят и испытывают так же, как в примере 1.
Согласно результатам приведенных экспериментов при растекаемости 150-160 мм прочность смеси увеличивается на 0,8-2,1 МПа/см2. При этом содержание продуктов окисления водного раствора железа (II) и пульпы соединений, содержащих железо и серу, в присутствии микроорганизмов Tiobacillus ferrooxidans вместе или отдельно существенно не влияют на качество закладочной смеси.
Формула изобретения
Цемент – 4 – 10,5 Бактериальная добавка – 0,55 – 10,2 Аморфные осадки очистки промышленных сточных вод на основе сульфата кальция – 10,0 – 60,0 Заполнитель – 12,5 – 72,0 Вода – Остальное при этом количество бактериальной добавки определяют зависимостью y = 0,63/X, где у – отношение бактериальной добавки к аморфным осадкам очистки промышленных сточных вод; Х – количество цемента в пределах 4 – 10,5, вес. %. РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 29.03.2003
Номер и год публикации бюллетеня: 18-2004
Извещение опубликовано: 27.06.2004
|
||||||||||||||||||||||||||
