ТАМПОНАЖНЫЙ СОСТАВ
BACKFILL COMPOSITION

Изобретение относится к области внутригрунтовой гидроизоляции сооружений различного назначения, а именно при создании внутригрунтовой объемной мембраны
Известен способ повышения герметизации мест течи воды в подземных сооружениях (патент РФ №2496795, 2008 г. ) за счет использования полимера, обладающего способностью к набуханию в результате полимеризации. Применяются полимеры, получаемые полимеризацией состава, содержащего полиалкиленгликольдиметакрилат с молекулярной массой, равной 2500-5000 г/моль, и, по меньшей мере, (мет)акрилатный мономер, в особенности (мет)акрилатную кислоту и амино(мет)акрилаты. Недостатком указанного способа является то, что состав быстро затвердевает даже при низкой температуре, что обуславливает использование смесительной камеры малого объема, в которую полимерный состав и раствор инициатора вводят таким образом, чтобы они смешивались и непосредственно после этого попадали к месту применения.
Наиболее близким к заявляемому является способ получения акрилового реагента для изоляции водопритоков в скважине (патент РФ №2503702, 2014 г.), который включает гидролиз полиакрилонитрильного сырья жидким натриевым стеклом в водной смеси с рН 12-14 при следующем соотношении компонентов смеси, мас. %: полиакрилонитрильное сырье 3,8-4,8, жидкое натриевое стекло 48-59,5, вода - остальное, в котором температуру смеси при постоянном перемешивании доводят до 95-100°С, поддерживают ее в течение времени, необходимого для образования однородной вязкой равномерно окрашенной массы, выдерживают полученную массу без нагрева и перемешивания до разделения ее на два слоя, отделяют верхний слой - полимерный раствор - в качестве полученного акрилового реагента, а нижний слой - щелочной раствор, содержащий жидкое натриевое стекло, в дальнейшем используют для гидролиза полиакрилонитрильного сырья. Способ получения акрилового реагента для изоляции водопритоков в скважину включает смешение нескольких полимерных растворов, полученных указанным выше способом. Недостатком указанного способа является обязательность приготовления состава при условии его нагрева до 95-100°С, выдержка его до остывания и фазового разделения, что весьма трудоемко и низкотехнологично. Кроме того, данный способ ограничивается областью бурения скважин и ликвидации поглощений и не рассчитан на устранение высоконапорных вод прорыва, а также снижает проницаемость среды от 40% до 99%.
Задачей изобретения является повышение качества гидроизоляции заглубленных сооружений, находящихся под воздействием гидродинамических нагрузок в широком диапазоне глубин при одновременном обеспечении экологичности работ, исключающих негативное воздействие изолирующего материала на окружающую среду.
Поставленная задача решается тампонажным составом, представляющим собой смесь акрилатов и минерального связующего, отличающимся тем, что состав содержит от 15% до 25% сополимерной непластифицированой акриловой эмульсии на основе стирола и эфиров метакриловой кислоты, от 4% до 15% сополимера карбоновых кислот акрилового ряда, их эфиров и солей и от 64% до 70% тонкодисперсных минеральных добавок.
Заявляемый тампонажный состав приготавливают методом обработки, основанным на многофакторном воздействии, реализуемом в роторном импульсном аппарате. Многофакторное воздействие состоит из трех основных видов воздействий: механического, акустического и теплового. Дискретное, сконцентрированное и локализованное многофакторное воздействие существенно интенсифицирует процесс массопереноса веществ из жидкости на поверхность твердых минеральных частиц за счет большой удельной диссипации энергии в малом объеме за малый интервал времени. В результате интенсивного диспергирования образуется однородная смесь с мелкодисперсными частицами, обладающая высокими гидроизолирующими свойствами.
В таблице представлены результаты проведенных опытов.
Применение данного типа композита при строительстве и ремонте зданий и сооружений экологически безопасно как для человека, так для и животных и гидробионтов.
Полученный данным способом композит обладает следующими свойствами:
- от 40% до 99% повышает гидроизоляционные свойства грунтов;
- от 30 до 70% обладает высокой сейсмостабильностью;
- от 70 до 98% способен изменять форму и «самозалечиваться» при динамических нагрузках;
- от 80 до 90% устойчив к воздействию неполярных жидкостей;
- от 50 до 80% устойчив к биологическому и химическому воздействию;
- от 60 до 90% повышает устойчивость заглубленных сооружений к воздействию грунтовых вод, вод прорыва;
- от 50 до 90% улучшает физико-механические свойства грунтов;
- снижает вероятность возникновения техногенных аварий, возникающих при воздействии на заглубленные сооружения вод прорыва.
3
Полученный композит выдерживает значительные гидродинамические нагрузки (давление до 20 Атм, расход до 150 м/ч).
3
Технический результат состоит в многократном увеличении объема тампонажного состава, образующемся вследствие взаимодействия заявляемых компонентов с водой и грунтами и, как следствие этого, повышении качества гидроизоляционных работ. Многократное и регулируемое увеличение объема упругой нетвердеющей тампонирующей массы обеспечивает ей возможность принимать заданную полимерминеральную форму гидронепроницаемой объемной мембраны вокруг изолируемого сооружения, причем, не требуется проведение повторных ремонтных работ, т.к. созданная объемная мембрана при возникновении динамических нагрузок способна самовосстанавливаться при разрыве и нарушении ее сплошности с раскрытием трещин до 70 мм на 10 см объема. При этом благодаря компонентному составу тампонажная масса не растворяется в воде и, следовательно, возможность ее размыва водой ничтожно мала.