NL1019349C2 - Werkwijze voor het laten uitharden van een vloeibare massa. - Google Patents

Description

Werkwijze voor het laten uitharden van een vloeibare massa

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het in contact met een wand laten uitharden van een vloeibare massa.

Een dergelijke werkwijze is alom bekend, bijvoor-5 beeld voor het laten uitharden van beton. Bij sommige toepassingen wordt tijdens het uitharden een kracht uitgeoefend die erin resulteert dat de vloeibare massa in een ongewenste vorm uithardt. Verder is het voor sommige toepassingen wenselijk dat zo spoedig mogelijk na het op de gewenste plaats aanbren-10 gen van de vloeibare massa een kracht op de aangebrachte massa kan worden uitgeoefend. Een voorbeeld van een dergelijke toepassing is het aanbrengen van een buisstructuur in boorgaten. Een dergelijke buisstructuur is nodig om instorting van het boorgat te voorkomen. Een cilindrische metalen buis wordt 15 in het boorgat tot de gewenste diepte neergelaten, waarna cement via het boorgat door de neergelaten buis wordt gepompt. Het cement stroomt via het onderste uiteinde van de buis om de buitenwand van de buis naar boven. Hierdoor wordt een afdichting rond de buis aangebracht. In een bodemlaag met gas 20 onder hoge druk kan het gas in het nog niet uitgeharde cement dringen, waardoor dit wordt verzwakt. Dit verschijnsel heet gasmigratie. Door de verzwakking is het mogelijk dat gas het boorgat op ongecontroleerde wijze verlaat.

De onderhavige uitvinding beoogt een werkwijze te 25 verschaffen welke het mogelijk maakt dat reeds tijdens het uitharden van de vloeibare massa een kracht op de massa kan worden uitgeoefend die er niet in resulteert dat massa in een ongewenste vorm uithardt. Verder wordt beoogd een werkwijze te verschaffen waarbij na het op de gewenste plaats aanbren-30 gen van de vloeibare massa een kracht op de aangebrachte massa kan worden uitgeoefend.

Hiertoe wordt de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding gekenmerkt doordat de vloeibare massa een magneto-rheologisch vloeibaar mengsel is dat naast ten minste één 35 uithardend bestanddeel een deeltjesvormige magnetische component bevat, 2 het vloeibare mengsel in een gewenste vorm wordt gebracht, en een magnetisch veld wordt aangelegd gedurende een tijd die voldoende is voor het in afwezigheid van een magnetisch 5 veld door uitharden bereiken van de gewenste sterkte.

Door het aanleggen van een magnetisch veld kan worden vermeden dat de vloeibare massa voordat deze is uitgehard op ongewenste wijze vervormt, en kan worden bereikt dat er direct na aanleggen een kracht op kan worden uitgeoefend.

10 Volgens een eerste uitvoeringsvorm omvat het uithardende bestanddeel een vloeibaar cement of vloeibaar beton.

Een dergelijke werkwijze is bruikbaar voor de hierboven beschreven problematiek van gasmigratie. Daarbij wordt de wand gevormd door een deel van de behuizing van het boorgat, 15 ρη eventueel ook door daarom aanwezig gesteente. Wanneer in de onderhavige uitvinding wordt gesproken over een gewenste vorm, dan hoeft niet de gehele vorm van de uitgeharde vloeibare massa vooraf bekend te zijn, maar volstaat het wanneer ten minste een deel een gewenste vorm heeft, hier zoals door 20 de wand van de behuizing bepaald. Daarenboven is de werkwijze bruikbaar voor civiel-technische constructies, zoals gebouwen en tunnels. Hierbi] wordt gedacht dat de werkwijze in het bijzonder gunstig is wanneer deze worden vervaardigd door middel van slide-forming. Verder is de werkwijze bruikbaar 25 bij de vorming van betonnen constructie-elementen zoals vloer- en wanddelen en heipalen. De geproduceerde elementen kunnen eerder van de plaats waar zij zijn vervaardigd worden afgevoerd, bijvoorbeeld naar een plaats waar zij verder kunnen uitharden.

30 Volgens een alternatieve uitvoeringsvorm is het uit hardende bestanddeel gesmolten kunststof en geschiedt het uitharden door het afkoelen van de gesmolten kunststof.

Deze werkwijze maakt het onder meer mogelijk om grote thermoplastische objecten te vervaardigen, welke snel uit 35 de mal kunnen worden genomen.

Voor de vervaardiging van kunststofproducten kan het uithardende bestanddeel een polymeriseerbare verbinding omvatten welke door middel van polymerisatie wordt uitgehard.

3

In plaats daarvan of daarenboven kan het uithardende bestanddeel een vernetbaar polymeer omvatten en geschiedt het uitharden door het vernetten van het polymeer.

De magnetische component kan elke magnetische compo-5 nent zijn, zoals een para-magnetische component, en bij voorkeur een ferromagnetische component. Het zal voor de 'niet ter zake kundige duidelijk zijn dat de hoeveelheid magnetische component binnen brede grenzen kan worden gevarieerd, afhankelijk van de gestelde eisen aan de vervormbaarheid tijdens 10 het uitharden. Verder kan bij een laag gehalte aan magnetische component een sterker magneetveld worden aangelegd, en vice versa. Geschikt bevat het vloeibare mengsel 2 tot 50 vol./vol.%, en bij voorkeur 10 tot 45 vol./vol.% van een magnetische component bevat gekozen uit ijzer, kobalt en/of va-15 nadium.

Ten minste 80% van de deeltjes van de deeltjesvormige component een grootte heeft tussen 0,0005 tot 5 mm, bij voorkeur tussen 0.005 en 0.5 mm.

Essentieel is dat de deeltjes voldoende interactie 20 (cohesie/adhesie) hebben met de omringende uithardbare vloeistof om een invloed op het stromingsgedrag uit te oefenen. Daarbij dient een viscositeitsverhoging van ten minste 10 maal te worden bereikt, bij de gekozen veldsterkte. Desgewenst kunnen de deeltjes zijn voorzien van een coating, of in 25 een groter voorwerp, zoals een bolletje, zijn opgenomen. Een coating kan de deeltjes ook, in voorkomende gevallen, beschermen tegen oxidatie. Hierdoor kan met een beperkte hoeveelheid van de magnetische component zelf, hetgeen prijs-technisch gunstig kan zijn, toch een groot effect op de 30 vloeibare massa worden uitgeoefend.

Tijdens het uitharden heeft het aangelegde magnetische veld gebruikelijk een sterkte van ten minste 0.01 Tesla, en bij voorkeur van ten minste 0.05, zoals 0.05 tot 0.5 Tesla.

35 Vanzelfsprekend hangt een geschikt magneetveld af van de betreffende vloeibare massa. De gewone terzake kundige kan doormiddel van eenvoudige experimenten een geschikt mag- 4 neetveldsterkte bepalen. Lagere gehalten aan magnetische deeltjes zullen in het algemeen hogere magneetvelden vergen.

Indien het magnetische veld elektrisch wordt opgewekt, kan stroom worden bespaard wanneer het magnetische veld 5 dat wordt aangelegd aanvankelijk sterker is en na enige mate van uitharding van het vloeibare mengsel in sterkte wordt verlaagd. Bij slide-formingstechnieken kan een permanente magneet worden gebruikt welke zich geleidelijk van eerder aangebrachte, en dus verder uitgeharde, vloeibare massa ver-10 wijderd.

Volgens een bijzondere uitvoeringsvorm wordt het vloeibare mengsel aangevoerd via een tegen een magnetisch veld afgeschermd mondstuk.

Dit maakt het mogelijk dat het magneetveld permanent 15 kan zijn, zonder aanvoer van vloeibaar mengsel te hinderen. Een geschikt materiaal voor afscherming is mu-metaal.

De uitvinding heeft tevens betrekking op de toepassing van een magneto-rheologisch vloeibaar mengsel dat naast ten minste één uithardend bestanddeel een deeltjesvormige 20 magnetische component bevat voor het verhinderen van gasmigratie in cement tijdens het aanbrengen en/of uitharden van cement om een buis voor het vormen van een cilindrisch wand-deel van een boorput.

Tenslotte heeft de uitvinding betrekking op een uit-25 hardbare magneto-rheologische samenstelling * 0 ;

Claims (12)

1. Werkwijze voor het in contact met een wand laten uitharden van een vloeibare massa, met het kenmerk, dat de vloeibare massa een magneto-rheologisch vloeibaar mengsel is dat naast ten minste één uithardend bestanddeel een deeltjes- 5 vormige magnetische component bevat, het vloeibare mengsel in een gewenste vorm wordt gebracht, en een magnetisch veld wordt aangelegd gedurende een tijd die voldoende is voor het in afwezigheid van een magnetisch 10 veld door uitharden bereiken van de gewenste sterkte.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het uithardende bestanddeel een vloeibaar cement of vloeibaar beton omvat.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, 15 dat het uithardende bestanddeel gesmolten kunststof is en het uitharden geschiedt door het afkoelen van de gesmolten kunststof .

4. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het uithardende bestanddeel een polymeriseerbare verbin- 20 ding omvat welke door middel van polymerisatie wordt uitgehard .

5. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het uithardende bestanddeel een vernetbaar polymeer omvat en het uitharden geschiedt door het vernetten van het poly- 25 meer.

6. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het vloeibare mengsel 10 tot 4b vol./vol.% van een magnetische component bevat gekozen uit ijzer, kobalt en/of vanadium.

7. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat ten minste 80% van de deeltjes van de deeltjesvormige component een grootte heeft tussen 0.005 tot 0.5 mm.

8. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat tijdens het uitharden het aangelegde magnetische veld een sterkte heeft van ten minste 0.05 Tesla

9. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, 5 met het kenmerk, dat het magnetische veld dat wordt aangelegd aanvankelijk sterker is en na enige mate van uitharding van het vloeibare mengsel in sterkte wordt verlaagd.

10. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het vloeibare mengsel wordt aangevoerd 10 via een tegen een magnetisch veld afgeschermd mondstuk.

11. Toepassing van een magneto-rheologisch vloeibaar mengsel is dat naast ten minste één uithardend bestanddeel een deeltjesvormige magnetische component bevat voor het verhinderen van gasmigratie in cement tijdens het aanbrengen 15 en/of uitharden van cement om een buis voor het vormen van een cilindrisch wanddeel van een boorput.

12. Uithardbare magneto-rheologische samenstelling.