МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР

 

ГЛАВНИИПРОЕКТ

 

ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГИДРОТЕХНИКИ

имени Б.Е. ВЕДЕНЕЕВА

 

 

РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ПРИМЕНЕНИЮ ЦЕМЕНТАЦИОННЫХ РАСТВОРОВ С ХИМИЧЕСКИМИ ДОБАВКАМИ ДЛЯ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

 

П 24-85

ВНИИГ

 

УДК 624.138.23:626/627

Срок введения IV квартал 1985 г.

 

 

Внесены Всесоюзным ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательским институтом гидротехники имени Б.Е. Веденеева

 

Утверждены ВНИИГом им. Б.Е. Веденеева решением № 24 от 3 июля 1985 г. по согласованию с Главниипроектом Минэнерго СССР

 

 

Рекомендации содержат основные требования к цементационным растворам с .химическими добавками, технологии их приготовления при цементации скальных оснований, омоноличивании строительных швов, сборных железобетонных элементов и ремонте бетонных гидротехнических сооружений. Они не распространяются на производство работ в суровых климатических условиях.

Рекомендации составлены на основании результатов исследований, выполненных во ВНИИГе. В них обобщен также практический опыт, накопленный на строительствах Братской, Усть-Илимской, Нурекской и других ГЭС.

Рекомендации предназначены для инженерно-технических работников, занимающихся вопросами проектирования и производства работ по закреплению трещиноватых скальных пород и по омоноличиванию бетонных сооружений и гидротехническом строительстве. Пособие разработано и составлено и лаборатории цементации ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева Л.Ф. Фурсовым, И.И. Яковлевой и на кафедре строительных материалов ЛИИЖТа О.С. Поповой и С.П. Аи.

 

 

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

 

1.1. Рекомендации распространяются на производство работ по нагнетанию цементационных растворов с химическими добавками в трещиноватые скальные породы и грунты, на цементацию строительных швов, пустот и ремонт бетонных гидротехнических сооружений.

1.2. Необходимость использования цементационных растворов с химическими добавками устанавливается и обосновывается в проекте цементационных работ и определяется в зависимости от инженерно-геологических, гидрогеологических и климатических условий, а также от ширины раскрытия швов и трещин.

1.3. Химические добавки в цементационные растворы вводятся с целью улучшения технологических свойств цементационных растворов (пластичность, однородность, нерасслаиваемость, увеличение радиуса распространения и др.). повышения прочности цементационного камня, понижения водопроницаемости, улучшения деформационных свойств, сцепления с бетоном и грунтами, а также снижения расхода цемента.

1.4. В качестве добавок к цементационным растворам следует использовать отдельные продукты или их сочетания.

1.5. Для выполнения цементационных работ с высоким качеством должны соблюдаться требования к материалам, цементационным растворам, технологии работ, предусмотренные действующими стандартами, нормативно-технической и проектной документацией.

1.6. Производство цементационных работ в скальных основаниях растворами с химическими добавками должно производиться в соответствии с требованиями ВСН 34-83/Минэнерго СССР «Цементация скальных оснований гидротехнических сооружений», Л., 1984.

1.7. Ремонт бетонных гидротехнических сооружений методом цементации с использованием химических добавок следует производить в соответствии с ВСН 14-78/Минэнерго СССР «Инструкция по цементации трещин, возникающих в бетоне гидротехнических сооружений», Л., 1978.

1.8. Настоящие Рекомендации распространяются на производство всех видов цементационных работ, проводимых только при положительных температурах.

 

2. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ЦЕМЕНТАЦИОННЫХ РАСТВОРОВ С ХИМИЧЕСКИМИ ДОБАВКАМИ

 

2.1. Цементационные растворы с химическими добавками могут быть использованы при создании противофильтрационных завес в основаниях напорных гидротехнических сооружений, при проведении работ по контактной и укрепительной цементации оснований, при омоноличивании и ремонте бетонных и железобетонных плотин, каменной кладки, а также при проведении работ по заполнительной и укрепительной цементации в гидротехнических туннелях.

2.2. Химические добавки в цементационных растворах следует использовать при выполнении цементационных работ, когда к объектам предъявляют повышенные требования по водонепроницаемости, прочности, коррозионной стойкости.

2.3. Применение цементационных растворов с добавками полимеров для различных видов цементационных работ рекомендуется в районах с повышенной сейсмической активностью.

2.4. Цементационные растворы с химическими добавками следует применять при производстве работ в напорных гидротехнических туннелях для ликвидации заобделочных пустот, пустот усадочного характера на контакте заполнительной цементации и породы для уменьшения деформации обделки, а также при проведении работ по глубокой укрепительной цементации.

2.5. Особенно рекомендуется использовать цементационные растворы с химическими добавками при раскрытиях трещин, швов и пор менее 0,1 мм и при действительных скоростях движения подземных вод более 700 м/сут.

 

3. ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛАМ

 

3.1. Цемент, используемый для приготовления цементационного раствора, должен соответствовать требованиям ГОСТ 10178-85.

3.2. Использование шлакопортландцемента, пуццоланового, расширяющегося и гидрофобного цементов разрешается только после проведения лабораторных испытаний, устанавливающих сроки схватывания цементационного раствора в конкретных условиях строительства.

3.3. При воздействии на сооружение агрессивной водной среды, а также при наличии ее в грунтах выбор вида цемента следует производить в соответствии с указаниями ГОСТ 22266-76*.

3.4. В случае использования цементационного раствора, приготовленного с применением пластифицированного или гидрофобного цементов, введение химических добавок следует производить с учетом вида и количества добавки, содержащейся в составе цемента.

3.5. Вода для приготовления цементного раствора должна удовлетворять требованиям ГОСТ 23732-79.

3.6. Для приготовления цементационного раствора используется песок морской или речной, М_К = 1,5¸2,0, глинистых примесей не более 2% (ГОСТ 8735-75).

3.7. В качестве химических рекомендуется применять следующие добавки:

а) пластифицирующие: сульфитно-дрожжевая бражка (СДБ) — ОСТ 18-183-83 «Концентраты сульфитно-дрожжевой бражки» и ТУ 81-04-225-73; черный сульфатный щелок (ЧСЩ) — «Временные указания по применению добавок ЧСЩ и СДБ в бетонной смеси при строительстве инженерных сооружений», Леноргинжстрой, Л., 1978; высококипящие побочные продукты (ВПП) водного слоя, которые являются отходом диметилдиоксана;

б) пластифицирующе-воздухововлекающие: этилсиликонат натрия (ГКЖ-10), метилсиликонат натрия (ГКЖ-11) — ТУ 6-02-696-72;

в) воздухововлекающие: смола нейтрализованная воздухововлекающая (СНВ) — ТУ 81-05-75-74; сульфанол (С) — ГОСТ 12399-75*;

г) газообразующие: полигидросилоксан (ГКЖ-94) — ГОСТ 10834-76, ТУ 11-154-69;

д) уплотняющие: диэтиленгликолевая смола ДЭГ-1, триэтиленгликолевая смола (ТЭГ-1) — ТУ 6-05-1823-77; фурфурол — ГОСТ 10437-80;

е) ускорители твердения: хлорид кальция (ХК) —ГОСТ 450-77*; полиаминовая смола (С-89) — ТУ 6-05-1224-76; «Арктика» — МРТУ 6-14-1768; этиленгликоль — ГОСТ 10164-75; алюминат натрия — ТУ 48-5-52-76; изомерно-диоксановые спирты (ИДС); контакт Петрова — ОСТ 38-01-116-76;

ж) диспергирующие: олеиновая кислота (ОК) — ОСТ НКТП-515; триэтаноламин (ТЭ).

3.8. Для улучшения деформативных свойств скальных оснований, бетонных сооружений, особенно в сейсмичных районах, рекомендуются латекс, дивинилстирольный каучук (СКС-65-ГП марки Б) — ГОСТ 10564-75*, неогенные мыла типа ОП-7, ОП-10, поливинилацетатная эмульсия (ПВАЭ).

 

4. НАЗНАЧЕНИЕ ВИДА И КОЛИЧЕСТВА ДОБАВКИ

 

4.1. При назначении вида добавки необходимо руководствоваться следующими положениями:

для увеличения пластичности и радиуса распространения цементационных растворов следует применять пластифицирующие, пластифицирующе-воздухововлекающие или комплексные добавки; эти же добавки рекомендуется вводить для снижения расхода цемента, снижения водоцементного отношения;

для увеличения сроков схватывания, а также при повышенных температурах наружного воздуха рекомендуются СДБ, ЧСЩ, ГКЖ-10, ГКЖ-11;

для уменьшения сроков схватывания следует вводить одну из добавок ускорителя — хлорид кальция, «Арктика», ИДС, этиленгликоль, алюминат натрия.

4.2. При введении в цементационные растворы пластифицирующих добавок при пониженных температурах необходимо дополнительно вводить ускорители схватывания.

4.3. В сейсмичных районах в цементационные растворы необходимо вводить полимеры.

4.4. Если к гидротехническим сооружениям или основаниям предъявляются повышенные требования по долговечности, в состав цементационных растворов следует вводить пластифицирующе-воздухововлекающие добавки или их сочетания с ускорителями твердения цемента.

4.5. Оптимальное количество добавок устанавливается экспериментально. Все виды добавок назначаются в % к массе цемента (в расчете на сухое вещество).

4.6. Выбор конкретной добавки из числа добавок одного вида следует производить на основании технико-экономического сравнения возможных вариантов с учетом наличия добавок.

4.7. Воздухововлекающие добавки вводить в цементационные растворы для уплотнения тонкотрещиноватой скалы, строительных швов и тонких трещин бетонных и железобетонных сооружений не рекомендуется.

4.8. Воздухововлекающие добавки рекомендуется вводить в цементационные растворы, предназначенные для цементации крупных трещин, каверн, заполнения карста, больших заоблицовочных пустот.

4.9. Рекомендуемые количества химических добавок для приготовления цементационных растворов представлены в табл. 1 и 2. При высоких водоцементных отношениях В/Ц > 1,0 количество добавки увеличивается на 0,1—0,2% по сравнению с оптимальным содержанием ее в растворе.

 

Таблица 1

 

Вид добавки	Наименование добавки	Количество добавок в расчете на сухое вещество, % к массе цемента
Пластифицирующие	СДБ ЧСЩ	0,2-0,6 0,2-0,8
Пластифицирующе-воздухововлекающие	ГКЖ-10 ГКЖ-11	0,2-0,4 0,2-0,4
Воздухововлекающие	СНВ С	0,02-0,05 0,02-0,04
Газообразующие	ГКЖ-94	0,03-0,08
Уплотняющие	ДЭГ ТЭГ	0,5-5 0,5-5
Ускорители твердения	ХК С-89 Алюминат натрия Этиленгликоль „Арктика" ТЭ	1-3 1-2 0,5-1 0,5-2 0,5-1,5 0,1-0,3
Диспергирующие	ОК ЧСЩ СКС-65 ГП	0,1-0,4 0,2-0,8
Полимерные	марки Б СКИ-3 ПВАЭ ВПП ИДС	2-7 2-5 0,5-1 0,2-0,5 2-3

 

Таблица 2

 

 

Примечание. Неогенные мыла ОП-7 или ОП-10 вводятся в латекс в % к массе сухого вещества латекса.

 

5. ПРИГОТОВЛЕНИЕ И ДОЗИРОВАНИЕ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ДОБАВОК

 

5.1. Приготовление цементационных растворов с химическими добавками производится следующим образом: в смеситель вместе с водой затворения подается необходимое на замес количество добавки, установленное при подборе состава цементационного раствора.

5.2. В цементационные растворы добавки вводятся в виде водных растворов определенной концентрации.

5.3. Водные растворы добавок приготавливают заранее повышенной или рабочей концентрации в специальных отделениях, оборудованных емкостями для хранения растворов добавок, механизмами для их приготовления, транспортирования и дозирования.

5.4. Объемы емкостей для хранения добавок определяют из расчета суточной потребности в цементационных растворах с добавкой.

5.5. Емкости для приготовления растворов добавок должны быть снабжены устройством для перемешивания и подогрева растворов. Необходимо предусмотреть возможность периодической промывки емкостей.

5.6. Твердые добавки должны быть предварительно растворены в воде до определенной концентрации.

5.7. Количество сухого вещества в растворах отдельных добавок (СДБ, ХК и др.) и их плотность следует определять ареометром и по таблицам приложения 2.

Замер плотности раствора следует производить после полного растворения продукта и тщательного перемешивания раствора.

5.8. Определение содержания сухого вещества в пастообразной добавке следует производить методом высушивания навески массой не менее 20 г при температуре 105° С до постоянной массы, с точностью взвешивания 0,1 г.

5.9. Для быстрого растворения твердых, пастообразных продуктов и концентрированных растворов, а также с целью обеспечения равномерной концентрации рабочих растворов в емкостях необходимо:

подогревать воду до 60—70º С;

перемешивать растворы;

твердые продукты подавать через металлические решетки.

5.10. Приготовление растворов добавок должно быть закончено не позже чем за 1 час до употребления. Перед употреблением растворы добавок следует тщательно перемешивать.

5.11. Растворы химических добавок следует вводить в смеситель с водой затворения. Растворы комплексных добавок, взаимодействующих между собой, должны вводиться раздельно.

5.12. Дозирование растворов добавок следует производить по объему либо по массе, используя специальные дозаторы для жидкостей.

5.13. Растворы жидких добавок необходимо хранить в металлических емкостях.

5.14. Расход растворов добавки повышенной концентрации Q_п.к., л на 1 м³ цементационного раствора определяют по формуле

                                                                (1)

где Ц — расход цемента на 1 м³ раствора, кг; С — дозировка добавки, °/о к массе цемента; К — концентрация приготовленного раствора, %; ρ_р — плотность приготовленного раствора, г/см³.

Недостающее количество воды Н, л на затворение 1 м³ раствора определяют по формуле

,                                                      (2)

где В — расход воды на 1 м³ раствора, л.

 

6. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ЦЕМЕНТАЦИОННЫХ РАСТВОРОВ

 

6.1. Контроль за производством цементационных работ при использовании растворов с химическими добавками следует осуществлять систематически в соответствии с требованиями действующих стандартов и проектов.

6.2. Качество материалов должно соответствовать требованиям раздела 3 настоящих Рекомендаций.

6.3. Добавки разрешается использовать, если не истек гарантийный срок их хранения. По истечении срока перед использованием их необходимо проверить соответствие свойств каждой добавки требованиям действующих стандартов.

6.4. Контроль за качеством растворов добавок состоит в проверке их плотности. Без соответствующей корректировки не допускается расходование растворов, концентрация которых отличается от заданной, а также их использование без предварительного тщательного перемешивания.

При проверке плотности раствора необходимо учитывать ее изменение в зависимости от температуры раствора по формуле

,

где ρ_р — замеряемая плотность раствора, г/см³; ρ₂₀ — плотность раствора при 20 °С, г/см³; А — температурный коэффициент плотности; Т — температура раствора в момент определения его плотности, °С.

6.5. Контроль за качеством эмульсии ГКЖ-94 должен производиться по методике, приведенной в приложении 3.

6.6. В помещении растворного узла должны быть вывешены таблицы с указанием рабочих составов цементационных растворов и количества материалов, в том числе и количества раствора добавки, идущих на замес, в кг.

6.7. Особенности контроля за приготовлением цементационного раствора с химическими добавками состоят в систематической проверке:

плотности раствора рабочей концентрации и соответствия ее заданной (проверяют каждую приготовленную порцию);

правильности дозирования растворов добавок повышенной концентрации и воды (не реже 2 раз в смену).

6.8. Дозирование добавок должно осуществляться с точностью ± 2% от их расчетного количества.

6.9. Контроль за качеством производства цементационных работ осуществляется в соответствии с требованиями ВСН 34-83/Минэнерго СССР «Цементация скальных оснований гидротехнических сооружений» и ВСН 14-78/Минэнерго СССР «Инструкция по цементации трещин, возникающих в бетоне гидротехнических сооружений».

 

7. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

 

7.1. При производстве цементационных работ должны выполняться правила техники безопасности и охраны труда, внесенные в СНиП III-4-80 и в следующие нормативно-технические документы:

Правила безопасности при строительстве подземных гидротехнических сооружений, утвержденные Гостехнадзором СССР и Минэнерго СССР;

Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей, утвержденные Госэнергонадзором СССР;

Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением, утвержденные Госгортехнадзором СССР;

Правила пожарной безопасности при производстве строительно-монтажных работ, утвержденные Главным управлением пожарной охраны МВД СССР;

Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов, утвержденные Госгортехнадзором СССР;

ВСН 34-83/Минэнерго СССР «Цементация скальных основании гидротехнических сооружений».

7.2. При применении добавок СДБ, СНВ, ЧСЩ, ВПП, латексов, танидов нет необходимости принимать меры предосторожности, так как они не токсичны.

7.3. При использовании полимерных добавок, кислот, добавок спиртов, ГКЖ-10 и ГКЖ-11 необходимо соблюдать дополнительные правила, изложенные в пп. 7.4—7.10.

7.4. В помещениях, где хранятся и разбавляются концентрированные растворы добавок, запрещается курить и вести работы с открытым пламенем. Помещения должны быть оборудованы противопожарными средствами.

7.5. Химические реагенты и полимерные материалы следует хранить в закрытых емкостях.

7.6. Рабочие, занятые приготовлением растворов, должны пройти специальный инструктаж. Они должны работать в спецодежде, защитных очках, резиновых сапогах и перчатках.

7.7. Во время работы с порошкообразными материалами при их расфасовке и дозировке следует пользоваться противопыльными респираторами.

7.8. К работам по приготовлению растворов добавок не допускаются рабочие моложе 18 лет.

7.9. Отмывать руки от добавок следует горячей водой. При попадании добавок на участки кожи их необходимо смывать под струей воды.

7.10. В местах приготовления растворов добавок и цементационных растворов должны быть аптечки первой медицинской помощи и достаточное количество воды.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЯ

 

Приложение 1

 

СОСТАВЫ ЦЕМЕНТАЦИОННЫХ РАСТВОРОВ С ХИМИЧЕСКИМИ ДОБАВКАМИ

 

1. Составы цементационных растворов, вид и количество добавок назначаются в соответствии с п. 4.9 настоящих Рекомендаций в зависимости от конкретных инженерно-геологических условий, целевого назначения цементационных работ, типа сооружения и природных условий.

2. Водоцементное отношение цементационных растворов с добавками следует назначать от В/Ц = 5,0 до В/Ц = 0,5.

3. При большой проницаемости грунтов, трещин и пор бетонных сооружений цементацию следует производить с инертными и химическими добавками.

Цементационные растворы с черным сульфатным щелоком (ЧСЩ)

 

Черный сульфатный щелок получается при производстве целлюлозы из древесины. Состав щелока сложный, он состоит из органической и неорганической части в соотношении 1:2 (по сухому веществу). Неорганические вещества представлены едким натром и солями натрия. Из органических веществ основными являются: продукты разрушения лигнина (30—35%), в свою очередь они состоят из сложной смеси веществ ароматической природы (различного рода фенолы и их эфиры, конденсированные продукты). Оксикислоты и лактоны составляют 20%.

Химический анализ ЧСЩ показывает, что он может использоваться в качестве добавки в цементноводные системы.

Вещества, входящие в состав органической части ЧСЩ, являются поверхностно-активными веществами, применяемыми как диспергаторы цементных систем. Вещества, входящие в состав неорганической части — электролиты, действующие как ускорители твердения цементных систем.

ЧСЩ благотворно воздействует на пластические свойства цементационных растворов, а также на прочностные характеристики цементного камня.

Прочность цементного камня значительно повышается в ранние сроки. Наличие в добавке электролитов дает возможность рекомендовать ее в цементационных растворах при проведении цементационных работ при низких положительных температурах. Характеристики цементационных растворов представлены в табл. 1-1.

 

Таблица 1-1

 

Физико-механические свойства цементационного раствора с добавкой ЧСЩ

 

Количество добавок в расчете на сухое вещество, к массе цемента		Расплыв по конусу АзНИИ, мм	Прочность на сжатие, МПа, в возрасте, сут
ЧСЩ	ТЭ		7	28	60	90	120
0,0	—	310	6,5	11,0	14,0	16,0	20,0
0,2	—	340	7,5	15,6	18,3	20,6	22,8
0,4	—
0,6	—	380	8,5	17,5	20,9	26,5	29,5
0,8	—	400	10,0	18,0	26,5	31,0	33,0
1,0	—	420	12,0	19,0	27,0	29,0	34,0
			11,0	18,0	26,0	29,0	31,0
0,00	0,00	308	8,5	11,5	14,6	15,8	19,0
0,4	0,1	342	18,0	24,0	26,0	30,0	35,0
0,01	0,2	320	13,0	17,5	21,0	24,0	27,0
0,4	—	360	16,5	20,5	24,3	28,0	31,0
0,4	0,2	338	19,5	26,0	28,7	33,5	38,0

 

Оптимальное содержание ЧСЩ в цементационных растворах следует принимать 0,2—0,8% к массе цемента. При высоких водоцементных отношениях и при больших расстояниях перекачки растворов в раствор ЧСЩ вводить не более 0,4%.

Для уменьшения сроков схватывания цементационных растворов, особенно при пониженных температурах (ниже 8°С), а также для диспергации цементных частиц, если перемешивание производится в высокоскоростных смесителях, в них следует вводить триэтаноламин или олеиновую кислоту.

Комплексные добавки оказывают влияние на начальное формирование структуры цементного камня. Физико-механические свойства растворов и цементного камня приведены в табл. 1.

В цементационные растворы рекомендуется вводить комплексные добавки в количестве 0,4% ЧСЩ + 0,2% ТЭ или ОК.

 

Цементационные растворы с высококипящими побочными продуктами (ВПП)

 

Высококипящие побочные продукты водного слоя получаются при производстве изопрена и представляют собой маслянистую жидкость желтого цвета, растворимую в воде. ВПП состоят из диоксановых спиртов (40—50%), диолов, триолов и полиолов (25—35%) и пироновых спиртов (5—10%).

Спирты, входящие в состав добавки, позволяют получать пластичные цементационные растворы, способствуют ускорению процессов схватывания и набору прочностных характеристик в раннем возрасте (табл. 1-2).

 

Таблица 1-2

 

Прочность цементационного раствора с добавкой ВПП

 

ВПП в расчете на сухое вещество, % к массе цемента	Прочность на сжатие, МПа, в возрасте, сут
	28	60	90	120
В/Ц = 1,0
0	8,0	14,8	16,0	18
0,1	12,0	16,5	18,0	20,0
0,2	14,0	20,0	22,0	23,0
0,3	16,0	18,5	21,0	26,5
0,5	18,0	24,5	26,0	28,0
0,8	19,0	26	28	30,0

 

Цементационные растворы с ВПП рекомендуется использовать для цементационных работ, проводимых при пониженных температурах. Оптимальное содержание добавки в растворах рекомендуется в пределах 0,2—0,5% к массе цемента.

 

Цементационные растворы с изомерно-диоксановым спиртом (ИДС)

 

Изомерно-диоксановый спирт является побочным продуктом при производстве изопрена на стадии получения диметилдиоксана из формальдегида и изобутилена. Он состоит из 3 изомеров в % по массе: (4,4-диметил-5-гидроксиметил-1,3-диоксан)—20; (4-метил-4-гидроксиэтил-1,3-диоксан)—60; (5-гидроксиизопропил-1,3-диоксан)—20.

Изомерно-диоксановый спирт вводят в воду затворения и перемешивают примерно 1 мин, а затем в смеситель поступает цемент и смесь перемешивается в течение 3—5 мин.

Наличие ИДС в цементационном растворе способствует улучшению реологических свойств раствора; увеличиваются пластичность, радиус распространения раствора, снижается условная вязкость (табл. 1-3).

 

Таблица 1-3

 

Физико-механические свойства цементационного раствора с добавкой ИДС

 

НДС в расчете на сухое вещество, % к массе цемента	Расплыв по конусу АзНИИ, мм	Прочность на сжатие, МПа, в возрасте, сут
		7	28	60	90
В/Ц = 1,0
0	340	10,0	22,0	29,0	32,0
1	360	16,0	28,0	32,0	36,0
2	370	20,0	34,0	36,0	38,5
3	385	18,0	34,5	36,5	39,0

 

Прочность, водонепроницаемость цементационного камня значительно увеличивается. ИДС особенно влияет па формирование структуры цементного камня при низких положительных и отрицательных температурах.

Прочность цементационных растворов с добавкой НДС в среднем увеличивается на 40%.

 

Полимерцементные растворы

 

Латексы

 

Латекс СКС-65 ГП представляет собой водную дисперсию сополимера дивинила и стирола 35:65. При высыхании латекс СКС-65 ГП образует прозрачные пленки, обладающие высоком прочностью и эластичностью.

При введении латексов в цементационные растворы их необходимо предварительно стабилизировать для получения гомогенных смесей. В качестве стабилизаторов для латексов применяют коллоиды — гидролизный костный клей, казеинат аммония, эфиры целлюлозы; поверхностно-активные вещества — неогенные мыла типа ОП-7 и ОП-10; электролиты — жидкое стекло, карбонаты, щелочи.

Стабилизаторы латексов оказывают влияние на водопотребность латексных растворов, кинетику структурообразования. Используя различные стабилизаторы, можно изменить сроки твердения. Электролиты (углекислый калий или натрий, щелочи) ускоряют процесс твердения. В нашей стране организован промышленный выпуск латекса СКС-65 ГП марки Б, стабилизированного казеинатом аммония совместно с ОП-7.

Приготовление цементационного раствора с латексом состоит в следующем. В латекс вводят стабилизаторы (растворы казеината аммония, ОП-7, аммиака или их смеси), перемешивают и затем стабилизированный латекс вводят в воду затворения, засыпают цемент и перемешивают установленное время.

Присутствие латексов в цементационных растворах улучшает пластические свойства растворов, следовательно, и его проницаемость. Прочность полимерцементных растворов изменяется незначительно.

Введение в цементационный раствор совместно с латексами сополимеров и танидов позволяет получить улучшенные реологические свойства, увеличивается пластичность, проникаемость, повышается и прочность полимерцементного камня (табл. 1-4).

Оптимальное содержание латекса в цементационном растворе составляет 5—7 %, а дополнительных добавок сополимеров — 5% к массе сухого вещества латекса, 3% танидов к массе цемента.

Латекс СКС-65 ГП не токсичен. Транспортируется латекс в железнодорожных цистернах, в зимнее время утепленных, а также в барабанах или бидонах. Латекс СКС-65 ГП не морозостоек. Хранить его следует при температуре не ниже +7° С и, по возможности, не выше +30° С, желательно в герметично закрытой таре. В контакте с воздухом на поверхности латекса образуется пленка. Хранение в ржавой таре приводит к постепенной коагуляции латекса, поэтому при применении железной (стальной) тары необходимо внутреннюю ее поверхность защищать коррозионностойким покрытием. Перед употреблением, сняв предварительно пленку, если таковая образовалась, латекс необходимо перемешать и отфильтровать для удаления небольших количеств коаголюма, который может в нем присутствовать.

 

Таблица 1-4

 

Физико-механические свойства цементационного раствора с латексом и танидами

 

Добавки в расчете на сухое вещество, % к массе цемента		Добавка сополимера к массе сухого вещества латекса	Расплыв, мм	Прочность на сжатие, МПа, в возрасте, сут
				7	28	60
СКС-65 ГП	Таниды
0,0	—	—	310	8,2	18,0	21,0
5,0	—	—	360	8,9	19,0	22,0
7,0	—	—	380	10,5	20,5	23,0
10,0	—	—	390	10,0	20,5	22,0
12,0	—	—	400	9,0	19,0	21,0
0,0	0,0	5	254	8,5	10,1	14,0
5	—	5	310	11,6	13,4	15,0
5	3	5	370	12,4	16,0	20,0
7	5	3	440	15,6	18,0	22,0

 

В технических условиях отсутствует показатель качества латекса по отношению к цементу. Методика определения стабильности латексцементной смеси основана на смешивании латекса с водой и цементом и измерении диаметра расплыва полученной смеси через три часа после перемешивания (при обычной температуре).

Оборудование и материалы для определения стабильности латекса к цементу:

вискозиметр Суттарда;

технические весы;

стакан химический емкостью 150—300 мл;

чашка фарфоровая емкостью 400—500 мл;

цилиндр мерный емкостью 100 мл;

ложка фарфоровая;

портландцемент белый марки 400 (ГОСТ 965-78);

вода дистиллированная (ГОСТ 6707-76*).

В химический стакан помещают 70 мл латекса и 70 мл воды и тщательно перемешивают стеклянной палочкой. Полученную смесь помещают в фарфоровую чашку и добавляют 300 г портландцемента, взвешенного с точностью до 0,1 г. Портландцемент тщательно перемешивают с латексом, разбавленным водой, до однородной смеси. Смесь оставляют в спокойном состоянии. Через три часа быстро перемешивают смесь, затем помещают в вискозиметр Суттарда и определяют диаметр расплыва, между определениями должно быть не более 10 мм. Если расплыв конуса составляет 70 мм, латекс пригоден.

 

Поливинилацетатная эмульсия (ПВАЭ)

 

Цементационные растворы с. добавками ПВАЭ могут быть использованы для закрепления сухих или малообводненных трещиноватых скальных пород, имеющих незначительные скорости фильтрации подземных вод. Добавки ПВАЭ вводятся в цементационные растворы в количестве до 3% к массе цемента. Приготовленные на низкоалюминатных цементах (содержание С₃А не более 6%), они повышают стабильность полимерцементного раствора в 4—6 раз по сравнению с растворами, приготовленными на высокоалюминатных цементах (содержание С₃А > 9%).

Введение добавки ПВАЭ в количестве 0,5—1 % снижает величину расплыва с 90 до 80 мм для В/Ц = 0,8; со 132 до 105 мм для В/Ц = 1,0; со 150 до 135 мм для В/Ц = 2,0.

С целью повышения стабильности полимерцементных растворов, приготовленных на высокоалюминатных цементах, рекомендуется введение в раствор еще СДБ в количестве до 0,5% к массе цемента. Добавка СДБ существенно влияет на структуру седиментационного осадка, способствуя получению более плотного цементого камня. Добавка ПВАЭ в цементационные растворы с низкими водоцементными отношениями (до 1,0) приводит к повышению прочности при сжатии на 30%.

Добавка ПВАЭ в сочетании с добавкой ХК (до 5% от количества воды затворения для низкоалюминатных цементов) повышает прочность искусственного камня при сжатии в 1,5—3 раза и при растяжении и изгибе в 1,5—2 раза. В табл. 1-5 приведены прочностные характеристики полимерцементного камня, полученного из раствора с В/Ц = 0,8, в различные сроки твердения в водных условиях.

Для полимерцементных растворов с добавкой ПВАЭ, приготовленных на высокоалюминатных цементах, добавка хлорида кальция не должна превышать 2% от количества воды затворения.

При подсчетах необходимого объема цементационного раствора следует учитывать, что деформация набухания искусственного камня при относительной влажности до 100% составляет 0,6—1,53 мм/м.

 

Фуриловый спирт

 

Добавка фурилового спирта вводится в воду затворения с интенсификатором процесса полимеризации — солянокислым анилином. Целесообразнее цементационные растворы с добавками фурилового спирта применять для закрепления трещиноватых пород в условиях повышенной сейсмической активности.

Добавка фурилового спирта вводится в количестве до 20% (к воде затворения) в зависимости от водоцементного отношения и целевого назначения используемого раствора. Для растворов с низким водоцементным отношением оптимальной является добавка до 5%.

Таблица 1-5

 

Прочностные характеристики цементационного раствора с ПВАЭ и ХК

 

Добавка в расчете на сухое вещество, % к массе цемента		Прочность на сжатие МПа, в возрасте, сут
ПВАЭ	ХК	14	28	60
0,5	— 1,0 2,0 3,0 5,0	4,2 5,9 6,3 5,6 8,5	5,5 6,2 8,7 6,8 9,4	6,0 10,5 12,0 10,1 10,5
1,0	— 1,0 2,0 3,0 5,0	4,0 4,4 6,9 7,9 6,4	4,5 8,2 9,3 8,0 9,5	6,0 10,0 14,0 10.5 11,5
3,0	— 1,0 2,0 3,0 5,0	2,6 6,9 3,9 5,3 3,9	3,1 9,9 6,5 8,7 6,6	7,5 12,5 8,1 10,5 9,6

 

Солянокислый анилин вводится в количестве 12% к массе фурилового спирта.

Введение добавок фурилового спирта в цементационные растворы приводит к некоторому увеличению условной вязкости в зависимости от процентного содержания — от 9,8 до 10 с для В/Ц = 0,8; от 9,4 до 9,8 с для В/Ц = 1; от 8,6 до 9,2 с для В/Ц = 2,0 (при 3%-ом содержании добавки). Дальнейшее увеличение процентного содержания добавки снижает условную вязкость, при этом время полного водоотделения уменьшается (для В/Ц = 2,0 от 95 до 55 мин); приготавливаемые растворы более стабильны и не расслаиваются.

Для интенсификации процесса твердения искусственного полимерцементного камня рекомендуется введение в раствор добавки хлорида кальция в количестве до 2% от массы цемента.

Не рекомендуется использование шлакопортландцемента для приготовления цементационных растворов с добавками фурилового спирта. При применении шлакопортландцемента для цементационных работ оптимальным процентным содержанием добавок к цементационным растворам следует рекомендовать 1 — 3% добавок для В/Ц от 0,8 до 2,0 и 3—5% для В/Ц от 2,0 до 4,0.

Рост прочности искусственного камня с добавкой фурилового спирта несколько замедлен в ранние сроки твердения для растворов с водоцементным отношением от 0,8 до 2,0.

Менее заметно влияние добавок фурилового спирта на прочностные характеристики раствора с В/Ц = 4,0. В табл. 1-6 приведены результаты испытаний образцов, полученных из цементационного раствора с В/Ц = 4,0 при испытании на изгиб и на сжатие.

Набухание полимерцементного камня с добавками фурилового спирта намного превышает набухание обычного цементного камня и при расчетах может приниматься равным 0,832 мм/м.

 

Таблица 1-6

 

Прочностные характеристики цементационного раствора с фуриловым спиртом

 

Фуриловый спирт в расчете на сухое вещество, % к массе воды затворения	Прочность на сжатие МПа, в возрасте, сут			Прочность на изгиб, МПа, в возрасте, сут			Прочность на растяжение, МПа, в возрасте, сут
	7	14	28	7	14	28	60
0	17,9	20,4	38,9	3,8	3,8	7,4	3,6
1,0	15,6	21,8	34,3	3,4	4,3	7,0	3,5
2,0	10,0	22,9	27,9	3,4	5,2	5,5	2,9
5,0	9,6	—	23,3	2,7	—	4,8	3,0

Смола № 89

 

Водорастворимая смола № 89, получаемая на базе эпихлоргидрина и метафинилендиамина, обладает способностью полимеризоваться в щелочной среде (рН цементного раствора находится в пределах 10,2—11,7) без отвердителя.

Добавка смолы № 89 вводится в воду затворения в количестве 0,5—5% к массе цемента. Стабильность цементационных растворов с добавками смолы № 89 во многом зависит от водоцементного отношения. Для растворов с В/Ц = 0,8 и 1,0 оптимальным процентным содержанием добавки можно считать 1%; для В/Ц = 2,0 — добавка 2%, для В/Ц = 4,0 добавка смолы № 89 — 3%.

Добавка смолы № 89 оказывает пластифицирующее действие на цементационный раствор в период затворения; в дальнейшем она способствует интенсивному набору прочности искусственного камня. Оказывая пластифицирующее действие, добавка смолы № 89 повышает проникающую способность полимерцементного раствора.

Условная вязкость растворов снижается при введении 1 % добавки смолы № 89 в раствор с В/Ц от 0,8 до 2,0 и 1—3% в раствор с В/Ц от 4,0 до 6,0.

Полимеризуясь в цементационном растворе, смола № 89 образует эластичные прослойки и кольматирует поры цементного камня, повышая плотность, упруго-деформационные характеристики и водонепроницаемость.

Введение добавок смолы № 89 в цементационные растворы приводит к повышению прочностных характеристик искусственного камня в 1,5 раза по сравнению с обычным цементным камнем. Особенно заметен рост прочности при введении добавок в растворы, приготовленные на пластифицированных портландцементах.

В табл. 1-7 приведены результаты испытания контрольных образцов с В/Ц_исх = 1,0, полученных при проведении цементационных работ на станции метро «Московская» (Ленинград, Ленметрострой).

Добавка смолы № 89 повышает коррозионную стойкость полимерцементного камня в кислых средах, что исключает возможность развития физической и химической суффозии.

 

Таблица 1-7

 

Прочность цементационного раствора со смолой № 89

 

Смола № 89 в расчете на сухое вещество, % к массе цемента	Прочность на сжатие, МПа, в возрасте, сут
	7	28	60
0 1,75 2,0 2,5	5,5 6,7 6,0 7,9	13,4 18,9 19,9 14,9	23,1 26,2 24,3 32,0

 

Коэффициент фильтрации искусственного камня с добавками смолы № 89 достаточно низкий и равняется 10^-9 см/с.

Линейные деформации полимерцементного камня (набухание) по сравнению с обычным цементным камнем достаточно велики и при расчетах могут приниматься от 0,298 до 1,242 мм/м (в зависимости от исходного водоцементного отношения и времени твердения ).

Добавка смолы № 89 в зависимости от процентного содержания приводит к снижению значений динамического модуля упругости в 1,2—1,5 раза.

 

Комплексная добавка

 

Комплексная добавка, включающая алифатическую эпоксидную смолу марки ТЭГ-1, фурфурол и смолу № 89, рекомендуется для цементационных растворов с водоцементными отношениями от 0,5 до 0,8, твердеющих в условиях как нормальных, так и при пониженных положительных температурах (до +2 °С).

Оптимальное количество добавки составляет (в % от массы цемента): ТЭГ-1 — 1, фурфурол — 0,12, смола № 89 — 0,35. С целью снижения расхода цемента в цементационные растворы вводится микронаполнитель — молотый кварцевый песок с удельной поверхностью 900—1000 см²/г. Для наиболее равномерного введения фурфурола в объем смеси рекомендуется адсорбировать его на песке в процессе помола. ТЭГ-1 и смола № 89 вводятся с водой затворения. Такая раздельная технология введения компонентов комплексной добавки, учитывающая эффект избирательной адсорбции смол из жидкой фазы твердеющей смеси (табл. 1-8), значительно повышает свойства подвижности и прочности растворов при одновременном снижении расхода цемента и количества вводимых добавок.

 

Таблица 1-8

 

Физико-механические свойства цементационного раствора с комплексной добавкой

 

В/Ц	Количество микронаполнителя, % к массе цемента	Расплыв по конусу АзНИИ, мм	Прочность растворов, .МПа, в возрасте, сут
			при изгибе		при сжатии
			7	28	7	28
0,5 0,6 0,8	30 30 30	200 260 310	6,5 6,0 5,3	8,0 7,5 7,0	24,0 19,5 15,0	35,6 26,0 22,0
0,5 0,6 0,8	50 50 50	190 250 320	6,2 6,1 5,0	8,2 8,0 6,8	21,7 17,0 15,5	32,5 24,0 21,7

 

Цементационные растворы с СДБ и контактом Петрова

 

Комплексная добавка, включающая пластификатор — сульфитно-дрожжевую бражку (СДБ) и ускоритель процессов гидратации и твердения — контакт Петрова, рекомендуется для цементационных растворов, твердеющих в условиях пониженных температур (до —5° С) с водоцементными отношениями от 0,4 до 0,8.

Оптимальное количество комплексной добавки составляет 0,45—0,58% от массы цемента. Соотношение между СДБ и контактом Петрова 1 : 2 в расчете на сухое вещество. Контакт Петрова вводится с водой затворения, а СДБ адсорбируется па песке путем их совместного помола в шаровой мельнице до удельной поверхности 900—1000 см²/г. Адсорбция СДБ на песке существенно повышает подвижность смесей, снижает водопотребность, при этом прочность цементного камня значительно увеличивается (табл. 1-9).

 

Таблица 1-9

 

Физико-механические свойства цементационного раствора с СДБ и контактом Петрова

 

В/Ц	Количество микронаполнителя, % к массе цемента	СД-Б в расчете на сухое вещество, % к массе цемента	Контакт Петрова в расчете на сухое веществo, % к массе цемента	Расплыв, мм	Прочность раствора, МПа в возрасте, cyт.
					При изгибе		при сжатии
					7	28	7	28
0,4 0,6 0,8 0,4 0,6 0,8	35 35 35 50 50 50	0,35 0,35 0,35 0,38 0,38 0,38	0,18 0,18 0,18 0,2 0,2 0,2	230 270 300 220 230 290	6,5 5,4 4,0 6,2 4,4 3,8	10,1 7,8 6,0 8,8 6,8 5,2	25,3 25,0 15,0 31,6 26,8 13,4	37,7 31,3 23,0 35,0 31,3 16,6

 

Введение в состав цементационных растворов микронаполнителя — молотого кварцевого песка, модифицированного СДБ, — позволяет экономить до 30% цемента, не снижая при этом технологические и механические свойства растворов.

Контакт Петрова, представляющий собой смесь сульфокислот, интенсифицирует процесс растворения исходных зерен цемента, а адсорбция его на поверхности новообразований способствует созданию более мелкой дисперсной структуры цементного камня, повышая тем самым его водонепроницаемость, деформативность и прочность.

Приложение 2

 

ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ДОБАВОК

 

Таблица 2-1

 

Содержание СДБ в растворах и их плотность

 

Концентрация раствора, %	Плотность раствора при 20° С, г/см3	Безводная СДБ в 1 л раствора, кг
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 16 18 20 25 30 35 40 50	1,004 1,009 1,013 1,017 1,021 1,025 1,029 1,033 1,038 1,043 1,053 1,063 1,073 1,083 1,091 1,117 1,144 1,173 1,202 1,266	0,01 0,02 0,031 0,011 0,051 0,061 0,072 0,083 0,093 0,104 0,126 0,149 0,171 0,195 0,218 0,279 0,343 0,412 0,48 0,633

 

Таблица 2-2

 

Содержание С-89 в растворах и их плотность

 

Концентрация раствора, %	Плотность раствора при 20° С, г/см3	Безводная С-89 в 1 л раствора, кг
1 9 о 4 5 а 7 8 9 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30	1,003 1,006 1,009 1,012 1,015 1,018 1,021 1,024 1,027 1,03 1,036 1,042 1,048 1,054 1,06 1,066 1,072 1,078 1,084 1,09	0,01 0,02 0,03 0,04 0,051 0,061 0,071 0,082 0,092 0,103 0,124 0,146 0,168 0,19 0,212 0,235 0,257 0,28 0,304 0,327

Таблица 2-3

 

Содержание ГКЖ-10 и ГКЖ-11 в растворах и их плотность

 

Концентрация раствора, %	Плотность раствора при 20° С, г/см3	Безводная ГКЖ в 1 л раствора, кг	Концентрация раствора, %	Плотность раствора при 20° С, г/см3	Безводная ГКЖ в 1 л раствора, кг
1 2 3 4 5	1,006 1,012 1,019 1,025 1,031	0,01 0,02 0,031 0,041 0,052	6 7 8 9	1,038 1,044 1,05 1,057	0,062 0,073 0,084 0,095

 

Таблица 2-4

 

Содержание ДЭГ-1 и ТЭГ-1 в растворах и их плотность

 

Концентрация раствора, %	Плотность раствора при 20° С, г/см3	Безводный ДЭГ-1 или ТЭГ-1 в 1 л раствора, кг	Концентрация раствора, %	Плотность раствора при 20° С, г/см3	Безводный ДЭГ-1 или ТЭГ-1 в 1 л раствора, кг
1	1,001	0,01	12	1,018	0,122
2	1,003	0,02	14	1,021	0,14
3	1,004	0,03	16	1,024	0,164
4	1,006	0,04	18	1,028	0,185
5	1,007	0,05	20	1,031	0,206
6	1,009	0,061	25	1,038	0,26
7	1,011	0,071	30	1,046	0,314
S	1,012	0,08!	35	1,054	0,369
9	1,013	0,091	40	1,062	0,423
10	1,015	0,102	50	1,077	0,539

 

Таблица 2-5

 

Содержание ХК в растворах, их плотность и температура замерзания

 

Концентрация раствора, %	Плотность раствора при 20 ºС, г/см3	Температурный коэффициент плотности раствора	Безводный ХК в 1 л раствора, кг	Температура замерзания раствора, ºС
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15 20 25 30 31	1,01 1,015 1,023 1,032 1,04 1,049 1,058 1,066 1,075 1,084 1,13 1,178 1,228 1,282 1,293	0,00022 0,00023 0,00024 0,00025 0,00026 0,00027 0,00028 0,00029 0,0003 0,00031 0,00037 0,00042 0,00047 0,00052 0,00053	0,01 0,02 0,03 0,041 0,052 0,063 0,074 0,085 0,097 0,108 0,17 0,236 0,307 0,385 0,401	-0,5 -1 -1,5 -2 -2,5 -3,1 -3,7 -4,2 -4,9 -5,7 -10,6 -17,6 -29 -50,2 -55

Таблица 2-6

 

Содержание алюмината натрия в водных растворах различной плотности

 

Плотность раствора при 20° С, г/см3	Безводный алюминат натрия, кг		Плотность раствора при 20° С, г/см3	Безводный алюминат натрия, кг
	1 л раствора	1 кг раствора		1 л раствора	1 кг раствора
1,050 1,061 1,077 1 094 1,111 1,129 1,148 1,167	0,070 0,085 0,108 0,131 0,156 0,181 0,207 0,233	0,067 0,080 0,100 0,120 0,140 0,160 0,180 0,200	1,196 1,209 1,228 1,250 1,272 1,333 1,40 1,44	0,263 0,290 0,319 0,350 0,382 0,467 0,560 0,616	0,220 0,240 0,260 0,280 0,300 0,350 0,400 0,428

 

 

Приложение 3

 

ПРИГОТОВЛЕНИЕ И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ВОДНОЙ ЭМУЛЬСИИ ГКЖ-94

 

Водную эмульсию 10%-й концентрации не растворимой в поде кремнийорганической жидкости ГКЖ-94 готовят следующим образом. К отмеренному объему холодной воды добавляют желатин из расчета получения 1%-го раствора. Раствор подогревают до температуры 60—70 °С. Эта температура поддерживается до полного растворения желатина, после чего раствор охлаждают до комнатной температуры.

Охлажденный раствор желатина вливают в скоростной смеситель (желательно 8000—10000 об/мин), который включают и в него вливают ГКЖ-94 10%-и концентрации. Соотношение жидкости и раствора желатина принимается 1 : 9.

Для получения стабильной однородной эмульсии рекомендуется пропускать полученный продукт через эмульгатор не менее 5 раз. Приготовленная таким образом эмульсия может храниться при температуре не выше 20 °С в течение 2 месяцев.

Однородность эмульсии, отсутствие в ней механических примесей определяют при помощи фильтрования под вакуумом через матерчатый фильтр на воронке Бюхнера. После фильтрования на фильтре не должно оставаться посторонних включений.

Для определения стабильности эмульсии в мерный цилиндр наливают 10 см³ воды. Содержание цилиндра тщательно перемешивают в течение 1 мин и оставляют в покое на 2 ч. Эмульсия считается стабильной, если в течение этого времени в ней не наблюдается расслаивания.

 

 

Приложение 4

 

РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА СОСТАВЛЯЮЩИХ КОМПОНЕНТОВ НА 1 м³ ЦЕМЕНТАЦИОННОГО РАСТВОРА

 

Расчет дозировки составляющих, необходимых для приготовления цементационных растворов, производится на основании заданного состава смеси и плотности раствора, определенного лабораторным или расчетным методом. Для цементационных растворов задается соотношение цемента и воды; для смешанных растворов — соотношение твердых составляющих и консистенция.

Расчет составляющих на 1 м³ цементационного раствора производится следующим образом:

, т                                                            (1)

, м³                                                          (2)

где ρ_р — плотность раствора при заданном соотношении В/Ц и известном удельном весе цемента, т/м³, определяется по формуле

                                                                (3)

Аналогичным образом ведется расчет составляющих для смешанных растворов с определенной плотностью ρ_р. Например, необходимо приготовить 1 м³ цементно-песчаного раствора состава Ц:П = 1 : 2, В/Ц = 1.

Расчет составляющих для 1 м³ цементационного раствора следующий:

, кг; , кг; , кг или л.

Пересчет дозировки по массе на объемную необходимо вести с учетом плотности составляющих раствора:

, л; , л.

Если неизвестна плотность раствора, расчет составляющих на 1 м³ цементационного раствора производится следующим образом. Например, дан состав раствора Ц:П:В = 1:2:1 (на 100 кг цемента — 200 кг песка и 100 л воды). Объем смеси по расчету количества материала составит:

Расход материалов на приготовление 1 м³ цементационного раствора:

, кг; , кг.

Объем твердых составляющих на 1 м³ цементационного раствора:

, л

Количество воды

В = 1000—V_Т, л.

При расчете воды необходимо учитывать естественную влажность составляющих компонентов цементационного раствора. В таблице представлен расход составляющих для приготовления 1 м³ цементационного раствора.

 

Расход составляющих в кг на 1 м³ цементационного раствора

 

В/Ц раствора	Состав раствора	Цемент	Песок	Вода
2,0 1,0 0,8 0,6	— — — —	428 750 900 1070	— — — —	856 750 720 624
2,0 1,0 0,8 0,6	1:1 1:1 1:1 1:1	327 590 670 770	372 590 670 770	742 590 533 462
2,0 1,0 0,8 0,6	1:2 1:2 1:2 1:2	324 480 532 595	648 960 1060 1119	648 480 426 357
2,0 1,0 0,8 0,6	1:0,5 1:0,5 1:0,5 1:0,5	400 665 770 910	200 335 385 455	800 665 612 546

 

Примечание. Расчет составляющих компонентов цементационного раствора приведен при ρ_Ц = 3,2; ρ_П = 2,6.

 

 

Приложение 5

 

ПЕРЕЧЕНЬ АВТОРСКИХ СВИДЕТЕЛЬСТВ НА РАЗРАБОТАННЫЕ ДОБАВКИ, ВКЛЮЧЕННЫЕ В НАСТОЯЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

 

Наименование добавки	№ авторского свидетельства	Бюллетень изобретений
Этиленгликоль, ОП-10, двухзамещенный фосфат натрия	460356	№ 6,1975 г.
Сульфатный черный щелок, олеиновая кислота (ОК)	530932	№ 7, 1976 г.
Изомерно-диоксановые спирты (ИДС)	649788	№ 8,1970 г
Высококипящие побочные продукты (ВПП) водного слоя	876843	№ 40,1981 г.
Латексы СКС-65 ГП в сочетании с танидами и сапалью	949052	№ 29,1982 г.
Хлорный сульфанол (С) с концентратом барды жидкой (КБЖ)	817139	№ 12, 1981 г.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

1. Общие положения

2. Область применения цементационных растворов с химическими добавками.

3. Требования к материалам

4. Назначение вида и количества добавки

5. Приготовление и дозирование водных растворов добавок

6. Контроль качества цементационных растворов

7. Техника безопасности

Приложения

Приложение 1. Составы цементационных растворов с химическими добавками

Приложение 2. Характеристики водных растворов добавок

Приложение 3. Приготовление и контроль качества водной эмульсии ГКЖ-94

Приложение 4. Расчет количества составляющих компонентов на 1 м³ цементационного раствора

Приложение 5. Перечень авторских свидетельств на разработанные добавки, включенные в настоящие Рекомендации