62. Кинетика гидратации портландцемента.

Кинетика гидратации выражают обычно кривой или аналитическим выражением зависимости степени гидратации от времени протекания реакции. Степень гидратации – это отношение массы исходного вяжущего вещества, вступившей в реакцию гидратации, ко всей массе исходного вяжущего вещества. Короткая стадия 1 интенсивного тепловыделения связана с присоединением воды на поверхности. Стадия 2 -инкубационный период. После инкубационного периода наступает стадия 3 – ускорение реакций гидратации, стадия 4 – затухающая реакция – связана с постепенным расходом реагирующего вещества в процессе гидратации. Кинетика на этой стадии выражается уравнением dm/dt  x(1-m)ⁱ. На последней стадии кинетика гидратации может быть измерена непосредственно по изменению соотношения между кол-вами негидратированных и вступивших в реакцию минералов. Скорость гидратации зависит от многих факторов. К числу важнейших из них относится минералогический состав цемента. Другой фактор – степень дисперсности цементного порошка.

Q

1 2 3 4

63. Механизм изменения сроков схватывания тампонажного раствора.

Cкорость г-тации в инкуб. период.

Х=S_0x*k*C₈, S_0x-уд.поверхность,

V=(S_0x*k_x)/(S_0y*k_y), где S_0y-поверх-ность гидратных новообразований, k_x-константа объема растворения; k_y-конст. объема кристаллизации.

Ускор. влияют на k_y, замедлители на k_x.

Реагенты ↓ и ↑ сроки схватывания(СС) изменяют время инкубационного периода, при этом ↑ СС создают условия для раство-рения исходных компонентов ц-та и пересыщают жидкую фазу ионами Ca и Al. Замедлители могут либо адсорбироваться на пов-ти клинкерных минералов, либо обр. нерастворимые соед. Это замедляет процесс проникновения жидкой фазы во внутреннюю часть порошков.

65, 66, 67. Виды коррозии цементного камня. Щелочная, кислотная, магнезиальная и сероводородная коррозия.

Коррозия выщелачивания происходит вследствие способности продуктов гидратации минералов портландцемента к гидролизу. Они представляют собой водные силикаты, алюми­наты и ферриты кальция, а также гидроксид кальция. Большин­ство соединений в цементном камне устойчиво при рН>11 и в присутствии определенной концентрации ионов кальция. При отсутствии химической агрессии необходимое значение рН и концентрация ионов кальция обеспечиваются наличием в порах цементного камня и у его поверхности (если он находится в воде) насыщенного раствора гидроксида кальция, образую­щегося в результате выделения гидроксида кальция при гидро­лизе клинкерных минералов. Кислотная коррозия характерна для сред, содержа­щих кислоты, которые образуют с гидроксидом кальция хорошо растворимые соли. Например, в пластовых водах, природном газе часто содержится сероводород Н₂S, который вызывает ин­тенсивную кислотную коррозию тампонажных цементов. Кислотная коррозия может происходить также под дей­ствием кислых солей, а также солей сильных кислот и слабых оснований, растворы которых имеют пониженные значения рН. Так, в пластовых водах, содержащих большое количество хло­рида кальция, наблюдается коррозия, сопровождающаяся раст­ворением Са(ОН)₂. Магнезиальная коррозия часто наблюдается в кон­такте с пластовыми водами, содержащими ион Мg²⁺. Р-ор, находящийся в равновесии с труднорастворимым Мg(ОН)₂, имеет рН=10,5. Это ниже значений, необходимых для устойчивого существования почти всех соединений, слагаю­щих цементный камень. Поэтому соединения разлагаются с вы­делением Са(ОН)₂, который снова вступает в реакцию с МgС1₂, и так продолжается до тех пор, пока не разложатся все соединения цементного камня. Сероводородная коррозия — один из наиболее сложных коррозионных процессов. В сероводородсодержащих пластовых водах наблюдается кислотная коррозия с вымыва­нием хорошо растворимого гидросульфида кальция. Однако разрушение в сероводородной среде протекает значительно быстрее, чем это происходило бы при только кислотной коррозии. Сероводород — сильный восстановитель. Между тем в цементном камне содержится трехвалентное железо, которое при взаимодействии с сероводородом переходит в двухвалентное. И трехвалентного иона железа в двухвалентный приводит к разрушению структуры. Восстанавливая железо, сероводород окисляясь образует ион SO₄, вызывая сульфатную коррозию.

.