4.7 Проникаемость цементного камня
Проницаемость цементного камня обусловлена наличием пар и их сообщением между собой. Различают абсолютную и эффективную проницаемость.
А6солютной называют проницаемость пористой среды для однородней жидкости при отсутствии в ней воды и другой фазы.
Эффективной называют проницаемость пористой среды при наличии в порах другой какой-либо фазы.
Для определения абсолютной проницаемости образец высушивают. Эффективная проницаемость образца определяется сразу же после извлечения его из воды.
Проницаемость тампонажного камня непостоянна, она изменяется в процессе твердения в соответствии с изменением порового пространства. По окончании твердения камня его проницаемость также может изменяться, если фильтрат оказывает на вето физико-химическое действие, например, растворяет затвердевший камень. Характер изменения а проницаемости во времени зависит от соотношения двух взаимно противоположных процессов: растворения и осаждения продуктов растворения и дисперсной фазу промывочной жидкости в порах. Если процесс растворения будет более интенсивным тампонажный камень может разрушиться.
Для определения эффективной водопроницаемости изготавливают образец цементного камня, диаметр и длина которого должна быть не менее 18 мм. Проницаемость определяют на специальной установке (рис. 19.2).
В
Рис.19.2 Схема установки для измерения водопроницаемости цементного камня
качестве фильтрующего
агента
применяют насыщенный
раствор
продуктов
гидратации цемента
в прокипяченной
дистиллированной
воде.
Для приготовления
насыщенного
раствора
продуктов гидратации
цемента
дистиллированную
воду пропускают
в емкость
2 через фильтр с пористой пластинкой,
на которую
насыпан
отсеянный дробленный цементный камень
с размерами
зерен 0,15-0,5 мм.
Количество дробленного цементного камня берется из расчета 20 г на 1л воды, скорость фильтрация - 10 л/сут. После того, как в емкости набралось достаточное количество раствора, он вакуумируется. Трубка от вакуум-насоса подсоединяется к емкости с раствором через U-образную трубку 1. Давление воды в установке создается плунжерным прессом 1-6, нагнетающим масло из емкости 18 в разделительную емкость 14. Из емкости 14 вода, под воздействием плунжера выдавливается в напорную емкость 9 с манометром 10. Оттуда вода поступает в днище кернодержателя 7 и далее через образец 6 и штуцер 5 крышки кернодержателя 4 в мерный сосуд.
Порядок работы. При закрытых вентилях 8 и 17 в напорную емкость 9 с помощью пресса 16 набирают раствор из емкости 2. Затем в кернодержателе устанавливают образец и, открыв вентиль 3, набирают раствор в свободное пространство крышки кернодержателя 4, пока он не будет вытекать через открытый штуцер 5. После этого вентиль 3 закрывают. Перед установкой образца 6 свободное пространство в днище кернодержателя 7, открыв вентиль 8, также заполняют раствором продуктов гидратации цемента. После этого, открыв вентили 11, 13 и 15 (при закрытых вентилях 3, 12 и 17), с помощью пресса 16 создают давление в трубопроводах, которое фиксируется манометром 10. В результате этого раствор через образец продавливается в мерную емкость.
Испытание проводят при давлении 0,5; 1,0 и 1.5 МПа, причем при каждом давлении расход воды определяют не менее трех раз после достижения установившегося расхода.
Коэффициент проницаемости К рассчитывают по формуле:
где V-объем воды, профильтровавшейся через образец за время t, м3; μ - вязкость раствора продуктов гидратации цемента, равная вязкости воды при температуре опыта. Па с; 1 - длина образца, м; F - площадь поперечного сечения образца, м2; р - давление, замеренное манометром, Па.