2. Портланд-цемент. Состав. Свойства. Процесс отвердения.

Потрландцемент получается путем совместного тонкого измельчения клинкера и необходимого количества гипса. Клинкер получается в результате обжига до спекания при температуре около 1400^оС сырьевой смеси надлежащего состава. Состав: алит (C₃S – 40-65%); белит (C₂S – 15-30%); трехкальциевый алюминат (C₃A – 6-12%); четырехкальциевый алюминат и феррит (C₄AF и C₂F – 5-15%). Выделяют 3 стадии твердения цемента: 1) растворение (гидратация и гидролиз клинкерных минералов и выделение продуктов разложения в поровый раствор); 2) коллоидизация (выпадение коллоидов и мелких кристаллов, начало-конец схватывания – “индукционный период”); 3) кристаллизация (- продуктов гидролиза и увеличение прочности). Св-ва цементного камня зависят от: состава цем.порошка; степени помола; густотой цем.теста; сроком схватывания. Марка цемента – прочность на изгиб балок 40*40*160 мм и сжатие их половинок из раствора 1:3:1 после 28 суток твердения.

Виды агрессии: карбонатная (связана с повышенным содержанием СО₂ и образов растворимого Са(НСО₃)₂; сульфатная (связана с образованием минерала эттрингита – «цементная бацилла» под воздействием SO4); кислотная ( стпепень агрессии определяется по степени разрушения защитного слоя над железной арматурой за 50 лет; h=3см; низкоагр <1см; средне; высоко <3см)

3. Давление инъекции

Давление инъекции один из основных параметров процесса инъецирования. Выбор величины давления зависит от вида раствора инъецирования, от геологического строения массива и от конкретных задач (например, глубина инъецирования). Давление инъекции наиболее важную роль играет при методах: гидроразрыва, цементации, глинизации.

Давление инъецирования при гидроразрыве больше чем прочность породы. При цементации давление инъекции составляет 3 – 15 атм (для циркуляционной схемы), 10 – 30 атм (для безциркуляционной схемы). При глинизации давление инъекции составляет 15 – 20 атм (большие значения для того, чтобы отжать воздух их суспензии).

Инъекции раствора в грунт ведутся обычно либо при постоянном давлении или при постоянном расходе с уменьшением давления по закону, определяемому: 1) формой инъектора; 2) проницаемостью грунта; 3) вязкостью и плотностью раствора. Выбор давления инъекции зависит от того, необходим разрыв в ходе работ или нет. Поэтому перед проведением работ определяют предельное давление, при котором происходит разрыв пласта.

Билет 8.

1. Электроосмотическое осушение глинистых грунтов.

Явление открыто профессором МГУ Рейссом. Основано на элетроосмосе. При наложении внешнего элек. поля постоянного тока ионы диффузного слоя менее связанные с поверхностью, станут смещаться по направлению к полюсу противоположного им знака и в силу молекуляр. сцепления и трения увлекут воду за собой. Глин. частицы имеют, как правило, отриц. заряд, ионы в диффуз. слое — положит.

Теория основана на допущении о том, что радиус пор больше толщины диффуз. оболочек глин. частиц, а концентрация электролита не превышает величины, необходимой для нейтрализации отрицат. заряда глин. частиц (это ни хера не так).

Уравнение Гельмгольца-Смолуховского:

Ve = (Dζi/4πηϰ) = (DζEF/4πη) = КэEF

Ve — скорость потока, D — диэлектр. проницаемость, ζ — дзета-потенциал, E — напряжённость электрического поля в вольтах, η — вязкость пор. раствора, i — сила тока, ϰ — удельная электропроводность жидкой фазы системы, F — площадь поперечного сечения, Кэ — коэф. электроосмоса.

Все факторы, влияющие на толщину диффуз. слоя, определяющего величину ζ-потенциала, влияют на скорость электроосмоса: грансостав, минер. состав, ЕКО, состав и кол-во обмен. катионов, концентрация электролита, влажность.

Факторы, осложняющие применение метода:

1)деформирование грунта в процессе электроосмоса;

2)непостоянство физ.-хим. природы поверхности раздела из-за хим. активности и коллоид.-хим. природы грунтов;

3)микростроение, часто с преобладанием пор диаметром <0,02 мм;

4)гидравлическая прерывистость грунтовых систем.

Классификация по эффективности проведения электроосмоса:

1. крупный песок <0,25, неактивный;

2. мелкие и средние пески 0,25-2,5, малоактивные;

3. супеси и легкие суглинки 2,5-25, среднеактивные;

4. средние суглинки, легкие глины, 25-1000, высокоактивные

5. средние и тяжелые глины >1000, высокоактивные;

Электроосмос используют вместе с откачкой.

Применяется для грунтов с влажностью от предела пластичности до влажности набухания.

Наиболее эффективен при содержании в грунте частиц <0,01 мм в количестве >50% и Кф<0,01 м/сут.

Электроосмос влияет на Кф (диаметр пор увеличивается).

Схемы электроосм. понижения:

-при значительных объёмах осушения (>1000 кубометров) участок осушаемой выработки ограждают 2 рядами перфорированных труб-электродов: катодным и анодным (аноды — внутр. линия)

-при небольших объёмах работ электроды располагают рядами и в шахм. порядке. Глубина заложения зависит от мощности осушаемого слоя.