Cтраница 2
Другой способ заключается в образовании тонкодисперсных осадков при реакции солей, введенных в жидкость затворения, с гидроксидом кальция, выделяющимся при гидролизе минералов портландцемента. [16]
Преимущество диатомита по сравнению с бентонитом заключается в том, что диатомит состоит исключительно из активного микрокристаллического кремнезема, который связывает гидро-ксид кальция, выделяющийся при гидролизе минералов портландцемента, с образованием гидросиликата. [17]
Важным показателем, влияющим в той или иной степени на все свойства цементного камня является степень гидратации. Минералы портландцемента и многих других минеральных ( неорганических) вяжущих веществ представляют собой оксиды или чаще соли щелочных металлов ( Na, К, Са, Mg) и очень слабых кремниевых, алюминиевых и железистых кислот. [18]
Большое влияние на свойства цементного камня оказывает влажность среды, окружающей его в процессе твердения. Для протекания реакции гидратации минералов портландцемента, обусловливающих образование и твердение камня, необходима вода. В водных цементных растворах, применяемых обычно для цементирования скважин, количество воды, введенной при затворении, достаточно для полного протекания реакции гидратации. Однако если цементный камень оставить твердеть на воздухе с невысокой относительной влажностью, то вода, заполняющая поры и капилляры, будет испаряться. Во многих открытых порах и капиллярах она может испариться полностью и процессы гидратации прекратятся. [19]
Добавки в портландцементах могут быть химически активными или инертными по отношению к вяжущему веществу. Химически активные добавки реагируют с минералами портландцемента или продуктами их гидратации, участвуя тем самым в процессе твердения. В некотором роде они являются частью вяжущего вещества цементного раствора. В качестве активных минеральных добавок могут применяться как вещества, которые не обладают способностью к самостоятельному твердению, так и другие, вяжущие вещества. Например, металлургические шлаки могут быть добавкой к портландцементу, в других случаях портландцемент может быть добавкой к шлаковому вяжущему веществу. [20]
Температура, при которой твердеет цементный камень, оказывает не меньшее влияние на его свойства, чем влажностный режим. С повышением температуры значительно ускоряются реакции гидратации минералов портландцемента, а следовательно, и твердение цементного камня. Если необходимо получить представление о свойствах цементного камня, образовавшегося в глубокой скважине, то образцы должны выдерживаться при температуре, максимально приближающейся к температуре в скважине. При сравнительных испытаниях ( определение соответствия стандарту или исследования с целью выбора цемента) точность поддержания заданной температуры должна быть достаточной для исключения влияния температурных колебаний на свойства цемента. [21]
Сказанное остается справедливым для условий с температурой 60 С. Выше этой температуры реакция синтеза гидросиликатов кальция из оксида кальция, кремнезема и воды идет достаточно быстро, и ее следует использовать для улучшения свойств цементного камня из облегченных тампонажных цементов. Речь идет здесь о применении кремнеземистых и гли-поземисто-кремнеземистых облегчающих добавок - материалов типа диатомита и пылевидных зол. Кремнезем и отчасти глинозем, содержащиеся в этих облегчающих добавках, реагируя с оксидом кальция, выделяющимся при гидролизе минералов портландцемента, образуют дополнительное количество гидро-силнкатов кальция - самых ценных структурных элементов цементного камня. [22]
В США до настоящего времени для образования це-ментно-песчаной смеси наиболее широко применяется термостойкий цемент. Использование таких смесей объясняется универсальностью добавки измельченного кварцевого песка - она хорошо сочетается со всеми многочисленными цементами, применяемыми в США, и почти не влияет на другие свойства цементного раствора. Следует отметить высокую степень дисперсности используемого в США молотого кварцевого песка. Для сохранения седиментационной устойчивости при неизменном водосодержании и быстрого химического взаимодействия кремнезема с продуктами гидратации цемента необходима высокая степень измельчения кремнезема. При степени дисперсности кремнезема менее 350 м2 / кг приходится уменьшать водосодержание раствора, что влечет за собой повышение плотности, а также увеличивать содержание добавки сверх рассчитанного па его полное химическое связывание в реакции с гид-роксидом кальция, выделяющимся при гидратации минералов портландцемента. [23]