Цементация
ЦЕМЕНТАЦИЯ (а. grouting cementation, cementing; н. Zementation, Zementinjektion; ф. cimentation des roches, injection de ciment, stabilisation au ciment; и. cementacion) — искусственное заполнение трещин, пор и пустот в горных породах цементными растворами, нагнетаемыми под давлением (до 5 МПа и выше). Уплотнившиеся и затвердевшие растворы придают горным породам большую прочность, устойчивость, плотность и газоводонепроницаемость. Применяются цементации в скальных крупно-, средне- и мелкотрещиноватых, крупнообломочных несвязных, гравийно-галечниковых горных породах. Впервые применена в Германии в конце 19 в. при проходке шахтных стволов в трещиноватых водоносных породах.
Различают цементацию предварительную, т.е. до проведения выработок, и последующую, выполняемую после проведения и крепления выработок. Для цементации применяют цементы тонкого помола (частицы диаметром 0,233 мм и меньше; частицы размером не более 0,093 мм — не менее 85%). Раствор может проникать в трещины с раскрытием в 2-3 раза большим диаметра частиц цемента — т.е. 0,2-0,3 мм.
Для экономии цемента и повышения плотности раствора применяются сложные цементно-песчано-глинистые растворы с различными добавками. Активные минеральные добавки используются для повышения плотности, водостойкости цементного камня. В качестве пластифицирующих добавок применяется сульфитно-спиртовая барда (0,1-0,2% массы цемента); для придания большей прочности — совместно с нейтрализованным древесным пеком (0,01-0,02% массы цемента) или с абинетатом натрия (0,01-0,02% массы цемента). Для уменьшения водоотделения, увеличения проникающей способности добавляют бентонитовую глину (1-5% массы цемента). Устойчивость от кислотной агрессии и более ускоренное схватывание растворам придают добавки натриевого жидкого стекла (до 5% массы цемента), однако прочность цементного камня при этом снижается.
Добавки-ускорители твердения цементных растворов — хлористый кальций, хлористый натрий, нитрат кальция, поташ, сернокислый глинозём, хлорное железо и др. Добавки-замедлители схватывания — борная и виннокаменная кислоты, гипан, сульфитно-спиртовая барда, сернокислое железо и др. При цементации солянокислых пород растворы цементов приготовляют на рассолах этих солей. Наиболее прочные составы растворов — из сульфатостойкого портландцемента, магнезиального цемента и рассолов хлористого натрия.
