Cтраница 4
В процессе твердения усадочных цементов, несмотря на их уменьшение в объеме, на раствор со стороны поршня постоянно действовало давление, равное первоначальному. Требовалось выяснить, какое давление будет действовать - на связи, ограничивающие цементное кольцо, после его затвердевания под постоянно действующим давлением. При этом предполагается, что усадка цементного камня, приводящая к образованию кольцевой щели между камнем и стенками скважины, будет компенсирована боковым распором твердеющего раствора под действием добавочного давления, создаваемого на устье скважины, и контакт между камнем и стенками скважины останется напряженным. [46]
Кремнезоль при контакте с цементным камнем постепенно превращается в Na-Ca гидросиликат, позволяя флюидопрово-дящим каналам с течением времени заращиваться. Кроме того, создаются условия для дополнительного подвода жидкости к твердеющей системе. Доступ жидкости компенсирует контрак-ционный дефицит объема и предотвращает усадку цементного камня в процессе продолжающейся его гидратации. [47]
При первом нагреве деформации значительно больше, чем при повторном. Это свидетельствует о том, что одна из причин наблюдаемого явления-различие процессов, идущих в бетоне при первом и повторном нагревах. При первом нагреве происходит перемещение и увеличение объема влаги в бетоне и усадка цементного камня, не имеющие места при повторном нагреве. [48]
Дальнейший процесс взаимодействия цемента с водой сопровождается переупаковкой молекул воды как за счет химического связывания, так и в результате ее адсорбции на новых поверхностях образующихся продуктов твердения. Высвобожденный объем, первоначально занимаемый свободной водой, заполняется за счет притока воды извне, если этот поток возможен. Но с момента возникновения замкнутых пор исключается возможность подвода воды извне, поэтому по мере дальнейшей гидратации цемента и расходования воды в замкнутой поре образуется вакуум, вызывающий усадку цементного камня как в микро -, так и макрообъеме. [49]
Если бетоны на обычном цементе претерпевают при твердении усадочные деформации, то деформации бетонов на расширяющемся цементе носят обратный характер. В этом случае расширяющийся цементный камень, встречая сопротивление заполнителя, оказывается сжатым, а заполнитель - растянутым. Но главное не в перемене знака напряжений в компонентах бетона, а в том, что новое напряженное состояние скажется на их сцеплении. Если усадка цементного камня способствует сцеплению его с заполнителем ( по крайней мере, до образования усадочных трещин), то расширение может нарушить контакт, особенно при применении плотных заполнителей с высоким модулем упругости. В этом случае еще в большей степени должны проявиться преимущества пористых заполнителей; сцепление их с цементным камнем надежнее, модуль упругости меньше. Это, по нашему мнению, должно способствовать также сохранению высокой прочности расширяющегося легкого бетона на пористых заполнителях. [50]
Существуют представления, что суть процессов набухания заключается в проявлении осмотических сил в гелевых слоях образца, помещенного в воду. Деформации набухания и усадки относятся к физическим самопроизвольным деформациям. Усадка может происходить и за счет химических процессов - тогда она называется контракцией, например при уплотнении геля цементного камня вследствие гидратации клинкерных минералов. На величину усадки цементного камня влияет много факторов. Так, алитовые и более грубомолотые цементы меньше склонны к усадке. Снижение во-доцементного отношения, при прочих равных условиях введение порошковидных заполнителей также приводят к снижению усадки. Повышают усадку добавка хлористого кальция, обработка цементного камня или бетона паром под давлением в автоклавах. [51]
В процессе твердения усадочных цементов, несмотря на их уменьшение в объеме, на раствор со стороны поршня постоянно действовало давление, равное первоначальному. Небезынтересно выявить, какое давление будет действовать на связи, ограничивающие цементное кольцо, после его затвердения под постоянно действующим давлением. Выяснение этого вопроса представляет практический интерес в связи с тем, что при цементировании скважин иногда для предотвращения газопроявлений после окончания цементирования эксплуатационных колонн заколонное пространство герметизируют и создают давление. При этом предполагается, что усадка цементного камня, приводящая к образованию кольцевой щели между камнем и стенками скважины, будет компенсирована боковым распором твердеющего раствора под действием добавочного давления, создаваемого на устье скважины, и контакт между камнем и стенками скважины останется напряженным. [52]
Характерным для нарастающих усадочных напряжений аг является рост градиента напряжений по времени даг Idt с повышением жесткости датчика, предопределяющий характер трещинообразования. Ускоренный рост усадочных напряжений сжатия аг и сопутствующих им тангенциальных растягивающих напряжений в образцах с датчиками повышенной жесткости приводит к быстрому развитию радиальных трещин около включений и сбросу напряжений ог. МПа) протекает без деструктивных явлений, что объясняется относительно низким уровнем внутриструктурных напряжений и полной компенсацией этих напряжений нарастающей во времени прочностью цементного камня. С повышением времени предварительной выдержки в воде трещиностой-кость образцов возрастает в связи с тем, что нарастает исходная прочность и снижается деформация усадки цементного камня. [53]