Cтраница 3
При отсутствии в пластовых водах указанных выше агрессивных агентов при температуре выше 80 - 100 С возможна в основном тепловая коррозия цементного камня, так как коррозия выщелачивания в чистом виде, очевидно, большой угрозы не представляет. К тому же мероприятия, обеспечивающие высокую термостойкость, повышают также стойкость против коррозии выщелачивания. При температуре окружающей среды выше 100 С не рекомендуется применение тампонажных растворов на основе портландцемента без активных кремнеземистых добавок. Наилучшей является добавка 40 - 50 % молотого кварцевого песка к портландцементу или 30 - 50 % к доменному шлаку. При температуре 120 - 130 С и выше возможно использование также немолотого кварцевого песка. Для службы в условиях высоких температур необходимо применять цементы, шлаки и добавки с минимальным содержанием оксида алюминия. [31]
При повышении температуры, сроки схватывания уменьшаются, но легко регулируются замедлителями. Камень термостоек до 100 С и обладает повышенной стойкостью к сульфатной коррозии и коррозии выщелачивания. В строительстве используются расширяющиеся цементы с добавками алюминатов кальция. [32]
Хлорид натрия существенно повышает растворимость гидроксида кальция, поэтому минерализованные воды, содержащие эту соль, обладают более высокой выщелачивающей способностью, чем пресные. Повышение температуры увеличивает подвижность ионов кальция, т.е. коэффициент диффузии D, поэтому с ростом температуры скорость коррозии выщелачивания растет. [33]
Ко второму виду относятся процессы, связанные с химическим взаимодействием между цементным камнем и агрессивными агентами, которое приводит к образованию либо легко растворимых продуктов, выносимых из бетона во внешнюю среду в результате диффузии или фильтрации, либо атмосферных веществ, не обладающих вяжущими свойствами и не способных препятствовать дальнейшему развитию коррозии. Процессы, отнесенные ко второму виду, имеют место в тех случаях, когда на бетон воздействуют растворы кислот и некоторых кислых солей, В этих средах разрушение бетона происходит во много раз интенсивнее, чем при коррозии выщелачивания. [34]
Камень из портландцемента при контакте с пластовыми водами может разрушаться в результате выщелачивания наиболее растворимых компонентов его, например, гидроокиси кальция ( коррозия выщелачивания), вследствие химического преобразования состава под действием ионов магния ( магнезиальная коррозия), сульфат-ионов ( сульфатная коррозия) и сульфидов ( сульфидная коррозия), в результате катионного обмена. Коррозионностойкими называют те цементы или смеси, камень из которых отличается высокой устойчивостью против всех или хотя бы некоторых видов коррозии. Так, весьма Коррозионностойкими являются глиноземистые цементы. Высокой устойчивостью против коррозии выщелачивания обладают те цементы и смеси, в камне из которых практически не. [35]
Камень из портландцемента при контакте с пластовыми водами может разрушаться в результате выщелачивания наиболее растворимых компонентов его, например, гидроокиси кальция ( коррозия выщелачивания), вследствие химического преобразования состава под действием ионов магния ( магнезиальная коррозия), сульфат-ионов ( сульфатная коррозия) и сульфидов ( сульфидная коррозия), в результате катионного обмена. Коррозионностойкими называют те цементы или смеси, камень из которых отличается высокой устойчивостью против всех или хотя бы некоторых видов коррозии. Так, весьма коррозионностойкими являются глиноземистые цементы. Высокой устойчивостью против коррозии выщелачивания обладают те цементы и смеси, в камне из которых практически че содержится гидроокись кальция. [36]
Основной причиной нарушения герметичности крепи нагнетательных акаажин для закачки воды является коррозионное поражение цементного камня, который работает в условиях постоянного интенсивного смывания одой. Наличие растворимых солей в закачиваемой жидкости в ряде случаев интенсифицирует процессы коррозии. При этом в самой скважине создаются большие избыточные давления. Известно, что срок работы цементного камня в подобных условиях резко сокращается из-за коррозии выщелачивания, механизм и кинетика которой буду1 1 рассмотрены ниже. Однако, забегая вперед, отметим, что повышение плотности цементного камня и деформационных свойств, лучшая организация его структуры, повышение герметичности контактных зон положительно скажется на долговечности крепи. [37]
Облегченные тампонажные растворы с высоким водоцементным отношением имеют большую величину пор и, как следствие, высокий коэффициент диффузии. Однако в этих растворах, но с добавками диатомита, опоки и других материалов концентрация извести в капиллярах камня пониженная и, следовательно, скорость выщелачивания меньше, что в той или иной мере компенсирует эффект повышенной пористости камня. Вяжущие вещества на основе шлаков характеризуются низкой концентрацией извести в жидкой фазе и умеренной пористостью, поэтому выщелачиваемость извести из них будет понижена. Добавка песка в цементные и шлаковые смеси снижает их основность, а все термостойкие добавки повышают стойкость образуемого из этих растворов камня к коррозии выщелачивания. [38]
Растворение гидратных фаз по скорости протекания будет минимальным, если продукты твердения представлены низкоосновными гидросиликатами и гидроалюминатами и в них полностью отсутствует гидроокись кальция в свободном виде. Как известно, портландцемент содержит до 60 % гидроокиси кальция и состоит из трех - и двухкальциевого силикатов, трехкальциевого алюмината и четырехкальциевого алюмоферрита. От концентрации гидроокиси кальция меняется основность его гидросиликата, и при снижении: содержания гидроокиси кальция усиливается гидролиз, что приводит к разрушению камня. Двухкальциевый силикат при низких температурах является неустойчивым соединением, а гидрат окиси кальция легко выщелачивается водами даже при комнатной температуре. Таким образом, одним из видов коррозии тампонажного камня может быть коррозия выщелачивания гидрата окиси кальция. На скорость выщелачивания весьма существенное влияние оказывает диффузия. [39]
При температуре не выше 50 - 70 С в растворах сульфата магния может происходить также сульфоалюминатная агрессия, закономерности которой будут рассмотрены ниже. Кристаллизация гидросульфоалюмината кальция может происходить лишь в глубинных слоях цементного камня, где концентрация гидроксида кальция достаточна для образования этой комплексной соли. В связи с этим коррозия цементного камня в растворах сульфата магния носит послойный характер. Расположение зоны коррозии зависит от интенсивности потоков вещества, направленных из цементного камня, и противоположно направленных потоков агрессивных ионов. При малой концентрации сульфата магния во внешней среде и высоком содержании ионов кальция и гидроксиликонов, что наблюдается при использовании в качестве вяжущего портландцемента, на первой стадии процесса происходит интенсивный вынос ионов из цементного камня наружу и продукты коррозии образуются у поверхности цементного камня в жидкой фазе. Здесь отмечается коррозия выщелачивания. При уменьшении потока ионов из камня в раствор со временем гидроксид магния, а затем через некоторое время и сульфат кальция начинают выпадать в порах цементного камня. [40]