- •1. Значение тампонажных растворов при бурении скважин. Классификация вяжущих веществ.
- •2. Тампонажный портландцемент
- •3. Клинкер и его химический состав
- •4. Производство портландцемента
- •Лекция 2. Минералогический состав портланд-цемента, Взаимодействие с водой.
- •1. Минералогический состав портландцементного клинкера
- •2. Твердение портландцемента
- •3 Гидратация цементов как химический процесс. Фазовый состав продукции твердения
- •4.Структура цементного камня
- •Лекция 3. Физико-химические явления, протекающие при твердении тампонажных растворов
- •1. Водоотдача тампонажных растворов
- •2. Седиментация в тампонажных растворах и ее последствия
- •3. Контракция
- •4. Усадка
- •5. Прочность цементного камня
- •6. Проницаемость цементного камня.
- •7. Сцепление цементного камня с обсадными трубами
- •8. Тепловыделения при гидратации тампонажного цемента
- •Лекция 4. Регулирование процесса твердения цементного раствора
- •Добавки первого класса
- •Добавки второго класса
- •Добавки третьего класса
- •Добавки четвертого класса
- •Классификация тампонажных портландцементов по гост 1581-96
- •Тампонажные материалы и химреагенты согласно классификации ар1
- •Лекции 5 Разновидности тапонажых портландементов.
- •1. Быстротвердеющий портландцемент.
- •2. Пластифицированный портландцемент
- •3. Гидрофобный портландцемент.
- •4. Сульфатостойкий портландцемент.
- •5. Пуццолановый портландцемент
- •6.1.1.Шлакопортландцемент
- •8. Песчанистый тампонажный портландцемент.
- •9. Известково-кремнеземистые цементы
- •10. Белито-кремнеземистый цемент
- •11. Глиноземистый цемент
- •Лекция 6, 7 добавки для регулирования свойств тампонажного раствора и камня
- •1. Добавки регулирующие плотность тампонажного раствора
- •2. Расширяющие добавки
- •3. Добавки регулирующие реологические свойства тампонажных растворов
- •Добавки повышающие прочность и деформативную стойкость цементного камня.
- •Лекция 8 Коррозия цементного камня. Виды коррозии.
11. Глиноземистый цемент
Глиноземистым цементом называется быстротвердеющее в воде и на воздухе высокопрочное вяжущее, основные свойства которого определяются преобладанием в его составе низкооо-новных алюминатов кальция.
Сырьем при производстве глиноземистого цемента являются известняки, мел, бокситы и др., содержащие оксиды кальция и алюминия. При этом составе ограничивается содержание оксидов магния, железа, кремния и т.п. Получают путем плавления и спекания указанных минералов.
Таким образом, фазовый состав продуктов твердения глиноземистых цементов любого состава представлен гадроалюминатами кальция различной основности. Основность продуктов гидратации существенные образом зависит от температуры твердения, при ее повышении основность гидроалюминатов возрастает. При гидратации глиноземистых цементов рН среда ниже, чем при гидратации портландцемента. Скорость реакций гидратации и ее завершенность зависит от водоцементного отношения, температуры и влажности окружающей среды, а также присутствия в среде веществ, ускоряющих или замедаяющих гидратацию. С течением времени состав гидроалюминатов обогащается оксидом кальция и выделяются дополнительные количества гидроксида алюминия.
Большая скорость гидратации безводных соединений глиноземистого цемента приводит также к тому, что с течением времени быстро иссякает количество материала, способного содействовать самозалечиванию, возникающих при перекристаллизации дефектов цементного камня и прочность его уже не восстанавливается. В результате этого через несколько лет твердения наступает сброс прочности камня, достигающий 40-60% первоначальной прочности.
Чем выше температура и влажность окружающей среды, тем быстрее протекают эти процессы и тем скорее начинается сброс прочности. Наоборот, в условиях низких температур (менее 15-20°С) в течение десятков лет деструктивные изменения в камне отсутствуют.
Характерной особенностью глиноземистого цемента является большая скорость тепловыделения, хотя общее количество выделяемого тепла находится примерно в тех же пределах, что у портландцемента (254-336 Дж/г). Большая часть тепла выделяется в первые 10-15 час гидратации. Интенсивное тепловыделение продолжается примерно до 3 суток. Быстрое выделение тепла ведет к повышению температуры в камне, что играет положительную и отрицательную роль в процессах твердения, Преимущества этого свойства цемента проявляются при цементировании интервалов многолетнемерзлых пород путем ускорения процесса твердения. Однако тепловыделение приводит к растеплению горных пород и может вызвать кавернообразование. Кроме того, саморазогрев камня в нормальных условиях твердения обуславливает сбросы прочности особенно значительно во влажных условиях. Камень из глиноземистого цемента обладает повышенной стойкостью против многих агрессивных агентов (сульфат-ионов, угольной кислоты, сероводсодержащих газов и т. д.). Это объясняется образованием на частицах цемента и гидроалюминатов кальция пленки из гидрооксида алюминия. Растворы карбонатов щелочей и гидрооксиды щелочей разрушают камень глиноземистого цемента.