Cтраница 3
В поисках параметра структуры ЦК, способного количественно охарактеризовать прочность, обратимся к физической картине структуры ЦК, реакция которой на приложение внешней нагрузки и определяет механизм разрушения и прочность рассматриваемой структуры. Как уже упоминалось ранее, процесс гидратации цемента и формирования структуры цементного камня при твердении связан с заполнением межзерновово пространства кристаллогидратной связкой, растущей наружу и вглубь растворяющихся гранул клинкера. Структурообразование, таким образом, можно представить как процесс возникновения контактов взаимно сближающихся флокул и последующего развития этих контактов с уменьшением объема и площади примыкающего к контактам капиллярного пространства и капиллярных пор. [31]
Латекс, улучшая технологические свойства композиции, не препятствует гидротации и формированию структуры цементного камня. Более того, гидротированные материалы цементного камня уплотняют пространственный каркас самого полимера, что способствует получению прочной структуры полимерцементной композиции с повышенной водонепроницаемостью. [32]
В этом отношении прессование цементного геля под значительным нормальным давлением не эквивалентно действию радиационного давления, возникающему при поверхностном ультразвуковом вибрировании. В процессе отжатия жидкости и сближения частиц твердой фазы при прессовании не происходит избирательной коагуляции и отсутствуют направленные ионообменные явления, способствующие формированию бездефектной кристаллогидратной структуры цементного камня. [33]
Изучением процессов твердения вяжущих материалов и формирования прочностной структуры цементного камня занимались многие известные советские и зарубежные исследователи, однако многие вопросы вследствие сложности многоминеральной поликри-сталлической системы, какой является система твердеющего цемента, до сих пор однозначно не решены не только для минерализованных сред затворения, но и для воды. К таким еще сравнительно малоизученным вопросам следует отнести: получение и исследование монофаз и монокристаллов индивидуальных кристаллогидратов, возникающих в процессе твердения; установление их роли при формировании структуры цементного камня; непосредственное изучение процессов срастания кристаллогидратов при формировании прочностной структуры камня и некоторые другие. [34]
В процессе выпадения субмикрокристаллов из пересыщенного ионного раствора толщина прослоек жидкой фазы уменьшается и свойства ее изменяются. При относительно невысокой концентрации субмикрокристаллов их взаимодействие обусловливается вторичными связями, а по мере увеличения концентрации субмикрокристаллов проявляются первичные силы связи. Наличие тех или иных сил взаимодействия на различных стадиях формирования структуры цементного камня затрудняет или вовсе устраняет перенос новообразований из окружающих цементные частицы реакционных каемок в промежутки, ранее заполненные жидкой фазой. [35]
Полученные графики показывают, что уровень сигнала по колонне связан с прочность цементного камня за колонной. При этом параметром, наиболее информативным относительно прочности цементного камня, будет являться разность амплитуд сигналов на двух частотах, нормированных относительно сигнала по свободной колонне. В этом случае рост со временем амплитуды на высокой частоте относительно амплитуды на низкой частоте для сигнала, распространяющегося по колонне, будет являться признаком развития начальной стадии формирования структуры цементного камня и, наоборот, снижение амплитуды высокой частоты относительно амплитуды низкой частоты будет являться признаком завершения этого процесса. [36]
Одним из перспективных направлений повышения герметичности крепи скважин является применение расширяющихся тампонажных цементов, обеспечивающих напряженный контакт цементного камня с его ограничивающими поверхностями. По данным [2], величина контактного давления должна составлять 2 5 - 3 0 МПа. При этом важно дифференцированно подходить к величине и кинетике объемных деформаций цементного камня. Необходимо, чтобы основная часть расширения происходила после продавки тампонажного раствора в заколонное пространство, после того, как в растворе ( суспензии) начнется формирование структуры цементного камня. Если расширение будет происходить в процессе цементирования, когда раствор ( суспензия) находится в жидком состоянии, то вполне очевидно, что оно ( расширение) не окажет положительного влияния на качество разобщения пластов. [37]
По мере развития процессов гидратации возникающие продукты новообразований блокируют поверхность исходного вяжущего, что приводит к замедлению процессов растворения исходного вещества, и, - как следствие, ограничивает суммарную скорость структурообра-зования. Поэтому любой технологический или физико-хиыическлй прием, позволяющий активизировать процесс растворения уже на сравнительно поздних стадиях гидратации, позволит, с одной стороны, ускорить процесс, а с другой стороны - повысить степень перенасыщения раствора. Как - показали наши исследования, вибрационное воздействие позволяет ускорить процессы гидратации в основном за счет разрушения гидратной пленки новообразований и введения в активное действие новых объемов цемента, что значительно ускоряет формирование структуры цементного камня и тем самым снижает утечку продуктов гидратации коллоидной степени дисперсности в пласт. Применение виброактивации изменяет соотношение скорости подвода растворенного вещества в раствор и отвода новообразований из раствора. В результате изменения соотношений скоростей такае создаются условия возникновения дополнительных центров кристаллизации и улучшения конечной структуры цементного камня. Оптимальное время активации составляет для цементных растворов наиболее распространенных рецептур от ВО до 180 минув после яатворения. [38]
Как видно из рис. 18, прочность цементного камня во времени изменяется волнообразно, что указывает на процессы перекристаллизации новообразований и перестройку кристаллической решетки гидросиликатов кальция в результате изменения их основности и удаления части гидратной воды. Так, камень из чистого шлака через 28 сут твердения при 7 200 - 300 С имеет прочность 120 - 220 кгс / см2, а шлако-песчаный с молярным отношением 0 8 - 270 - 450 кгс / см2 или более. Шлако-песчаный камень с молярным отношением 0 4 при Г 250 - 300 С имеет тенденцию к понижению прочности в период 1 - 28 сут твердения. Избыток кварцевого песка в условиях перекристаллизации способствует понижению прочности. При температурах 200 - 300 С процесс формирования структуры цементного камня в основном завершается в течение 24 ч, а возможно и ранее, и дальнейшее твердение образцов не приводит к существенному ее изменению. [39]
Известно, что увеличение водосодержания приводит к понижению седиментационной устойчивости, снижению прочностных свойств формирующегося цементного камня, повышению сроков схватывания. Однако в отличие от других применяемых облегчающих добавок АСПМ является высокодисперсным веществом. В результате этого микросферы способны связывать большее количество молекул воды затворения, что приводит к повышению седиментационной устойчивости тампонажного раствора. Кроме этого они являются центрами кристаллизации в тампонажном растворе, уменьшающие энергетический барьер для осуществления протекания реакций гидратации. Наличие силикатной и алюминатной фаз в АСПМ способствует их участию в формировании структуры цементного камня при пониженных положительных и отрицательных температурах. В результате формируется малопроницаемый цементный камень повышенной прочности. [40]