Cтраница 2
Основной причиной расширения цементного камня ученые считают образование в первый момент взаимодействия цемента с водой метастабильного гидросульфоалюмината кальция низкосульфатной формы, который затем медленно переходит в высокосульфатную, что сопровождается увеличением объема. [16]
Сиверцова, объясняющая расширение цементного камня как результат совместной самостоятельной гидратации двух или более твердых фаз - антагонистов, как бы мешающих друг другу. [17]
Таким образом, расширение цементного камня связано с увеличением объема твердой фазы, образующейся при гидратации цемента, и вызывается той ее частью, которая не способна разместиться в паровом пространстве гидратирующейся структуры. В наибольшей степени эти условия реализуются при реакциях образования вторичных гидросульфоалюминатов кальция, когда последние образуются не в результате взаимодействия безводных минералов с гипсом, а при взаимодействии гидроалюминатов кальция с раствором сульфата кальция, поступающим к зоне реакции в результате диффузии. В этом случае происходит увеличение объема и твердой фазы, и системы в целом. Эти условия реализуются и при дуффузии ионов Са2 и ОН - в гель гидроксида алюминия с образованием гидроалюминатов кальция. [18]
Образование эттрингита вызывает расширение цементного камня лишь в том случае, если концентрация гидроксида кальция в жидкой фазе близка к насыщению. При концентрации гидроксида кальция менее 0 5 - 0 6 г / л в пересчете на СаО образование эттрингита не вызывает опасных для целостности цементного камня напряжений. [19]
При нормировании величины расширения цементного камня необходимо также учесть изменение давления в колонне при колебании температуры в скважине при гидратации тампонажного материала. Пусть в период структуро-образования и начальный период твердения цементный камень расширяется на величину А1 и создает на контактах с ограничивающими поверхностями давление N. [20]
При выборе степени расширения цементного камня, а оледова - тельно, и вида цемента, необходимо учитывать, что для цементирования затрубного пространства между обсадной трубой и стенками скважины требуется материал с большей величиной расширения, чем при цементировании межтрубного пространства. [21]
Лафюма полагают, что расширение цементного камня может быть вызвано образованием высокодисперсных частиц гидросульфоалю-мината кальция ( ГСАК), которые образуются в результате взаимодействия раствора гипса с алюминатами кальция в твердой фазе. [22]
Как отмечает И. В. Кравченко, расширение цементного камня является следствием интенсивного роста кристаллов гидратных новообразований в определенный период развития кристаллизационной структуры твердеющего цементного камня. Рост кристаллов расширяющего компонента ( гидросульфоалюмината) должен достичь максимума в совершенно определенной отрезок времени, именно тогда, когда в цементном камне закристаллизовавшихся участков достаточно для того, чтобы растущие кристаллы могли их раздвигать и вызывать расширение. При быстром образовании гидросульфоалюмината кальция в период, когда камень еще не приобрел достаточной жесткости, его расширение не фиксируется. Продолжительный рост кристаллов гидросульфоалюмината кальция обусловливает большое расширение. Если добавить больше гипса к обычному цементу, то последние его порции будут связываться в гидросульфоалюминат кальция в отдаленные сроки, когда структура цементного камня приобрела высокую прочность. [23]
При этом установлено, что с увеличением добавки извести расширение цементного камня интенсивно возрастает в течение первых трех суток и стабилизируется к седьмым суткам твердения. [24]
Внешне же будет наблюдаться большее, чем в первом случае, расширение цементного камня. Наконец, если образования центров кристаллизации и рост кристаллов новообразований будут продолжаться слишком долго, жесткость кристаллического каркаса еще усилится и рост кристаллов новообразований будет не только раздвигать отдельные закристаллизовавшиеся участки, но и разрушать структуру этих участков. [25]
Рассмотрим теперь значение времени протекания процесса расширения и скорости кристаллизации новообразований для величины расширения цементного камня. Как известно, кристаллизационная способность вещества обусловливается главным образом двумя факторами: 1) способностью к самопроизвольной кристаллизации или количеством образующихся центров кристаллизации в единицу времени в единице объема раствора и 2) линейной скоростью роста кристаллов. [26]
Гипс и высокоглиноземистый шлак при взаимодействии с водой образуют трехкальциевый гидросульфоалю-минат, который приводят к расширению цементного камня. Гидравлическая добавка является стабилизатором. [27]
В присутствии воды эти компоненты взаимодействуют друг с другом с образованием гидросульфоалюмината кальция, что сопровождается расширением цементного камня. Стабилизатор, в качестве которого применяют доменный гранулированный шлак, медленно нейтрализует избыток сульфата кальция и способствует постепенному прекращению расширения. Для получения требуемой величины расширения необходимо очень тщательно выдерживать соотношение между отдельными составляющими цемента. Обычно примерно 8 - 20 % весовых частей сульфоалюминатного клинкера перемешивают со 100 весовыми частями портландцемента и 15 частями стабилизатора. [28]
В обширных исследованиях по получению и изучению явлений расширения и сбросов прочности при твердении цементов установлено, что расширение цементного камня является следствием интенсивного роста кристаллов гидратных новообразований. Расширение определяется способностью этих новообразований к самопроизвольной кристаллизации: количеством центров кристаллизации, образующихся в единицу времени в единице объема раствора, и линейной скоростью роста кристаллов. Сбросы прочности усиливаются при увеличении удельной поверхности цемента, при повышении основности цемента и температуры окружающей среды. [29]
С химической точки зрения полагают, что C4AF способствует образованию сульфоалюмината кальция, а также сульфоферрита кальция и таким образом вызывает расширение цементного камня. [30]