Cтраница 3
Исходя из полученных результатов, свидетельствующих об увеличении опасности сероводорода в присутствии углеводородов, необходимо предъявлять повышенные требования к там-понажным материалам, предназначенным для цементирования серо-водородосодержащих газоконденсатных скважин. Цементный камень должен содержать в своем составе преимущественно низкоосновные гидросиликаты кальция, необходимо строго ограничивать присутствие алюминатных и ферритных фаз, а также свободного гидроксида кальция. Однако для формирования цементного камня с рН поровой жидкости меньше 11 не всегда имеются необходимые условия, в большинстве случаев это возможно только при высоких температурах. Поэтому необходимо проанализировать еще один способ повышения коррозионной стойкости - создание камня с малопроницаемой мелкопористой структурой. Это может быть весьма эффективно, так как позволит ослабить, а может быть, и устранить полностью опасность лавинообразного развития коррозионных процессов. Каковы же должны быть параметры поровой структуры цементного камня, чтобы можно было обеспечить минимальную степень развития коррозионных процессов или устранить их совсем. [31]
Процесс протекает при температуре 270 - 280 С, концентрации щелочи в пересчете на гидроксид натрия 300 - 400 г / дм3 и большом избытке свободного гидроксида. [32]
Помимо меньшей химической активности низкоосновных гидроалюминатов кальция и гиб-бсита к кислым средам по сравнению с гидратными соединениями портландцемента, большую роль играет уплотняющее действие гидроксида алюминия, который делает камень из этого цемента менее проницаемым для агрессивной среды. Отсутствие свободного гидроксида кальция предохраняет глиноземистый цемент от сульфатной коррозии. Его получают большей частью из шлаков доменного процесса, проходящего в восстановительной среде. Поэтому он не вступает в реакции окисления - восстановления с сероводородом. [33]
Ими показано, что основной реакционный компонент цементного камня, вступающий в химическую реакцию с сероводородом, - гидроксид кальция. Продукты гидратации алюмината кальция обладают большей коррозионной стойкостью по сравнению с продуктами гидратации алюмо-феррита кальция. При отсутствии свободного гидроксида кальция в составе цементного камня увеличивается его коррозионная стойкость в условиях воздействия растворенного в воде сероводорода. Необходимо отметить, что четкой зависимости между минералогическим составом цементов и фазовым составом продуктов коррозии ими не обнаружено. [34]
По нашему мнению, для получения высокопрочного термостойкого цементного камня важен учет предыстории образования термостабильных продуктов твердения. На первой стадии твердения большинства вяжущих ( портландцемента, шлаковых вяжущих и др.) более вероятно образование высокоосновных продуктов твердения. В дальнейшем по мере взаимодействия свободного гидроксида кальция со свободным кремнеземом понижается основность ранее образовавшихся фаз, отщепляющих избыточный оксид кальция. Таким образом, образованию термостабильных низкоосновных гидросиликатов кальция всегда предшествует появление высокоосновных. Эти явления неизбежно сопровождаются потерей или снижением прочностных характеристик камня. Длительные эксперименты, проведенные В.С.Данюшевским [7], подтвердили указанный факт. [35]
Тонкоизмельченный материал помещают в очень небольшом количестве на предметное стекло, смешивают с каплей фенолнитро-бензольной жидкости и смесь покрывают покровным стеклом. При наличии в исследуемом материале свободных СаО или Са ( ОН) 2 в препарате уже через несколько минут после его приготовления начинают расти игольчатые кристаллы фенолята кальция. При этом если в материале присутствует свободный гидроксид кальция, то феноляты кальция имеют вид отдельных крупных кристаллов; в случае же наличия СаО феноляты кальция образуют перистые или сферолитовые скопления. [36]
Основным отличием шлаков от портландцемента является меньшее содержание в первых оксида кальция и большее - диоксида кремния. Вследствие этого в шлаковом камне содержится меньше гидроксида кальция, чем в портландцементном. В камне из шлаков с малой основностью свободный гидроксид кальция может отсутствовать. [37]
При прочих равных условиях максимальным защитным действием по отношению к арматуре обладают бетоны на портландцементе с повышенным содержанием трехкаль-циевого силиката. Жидкая фаза таких бетонов имеет высокую щелочность, которая обеспечивает длительную пассивацию стальной арматуры. В менее благоприятных условиях находится арматура конструкций, изготовленных из пуццолановых и шлакопортландцементов. Бетоны на этих цементах содержат ограниченное количество свободного гидроксида кальция и при действии кислых агрессивных сред подвержены более интенсивной нейтрализации, чем бетоны на портландцементе. [38]
Существует ряд причин, вызывающих это явление. Во-первых, это наличие большого количества солей в самом кирпиче, которые или добавляются для снижения температуры обжига кирпича, или содержатся в природном сырье. В зимнее время соли вводятся в кладочные растворы в виде т.н. про-тивоморозных добавок, понижающих температуру замерзания строительных растворов. В бетонных камнях типа Besser зачастую содержится повышенное количество свободного гидроксида кальция, который может вымываться из них под действием дождей, а также вступать в химические реакции с газами, содержащимися в воздухе ( например, с углекислым газом) с образованием карбонатов кальция. При воздействии влаги происходит миграция этих солей на поверхность стенового материала, и они проявляются на фасаде в виде белых, реже цветных, налетов. [39]
Гидратация СаО и содержащегося в твердом остатке MgO обеспечивает расширение камня в процессе твердения. Ввод кремнезема позволяет снизить основность продуктов гидратации при повышенных температурах. I, при температуре выше 110 С кремнезем становится реакционноспособным. Образующийся в результате гидратации алита и белита свободный гидроксид кальция вступает в реакцию с SiO2 с образованием гидросиликатов. При этом если выполняется условие ( I. Одновременно идет процесс связывания Са ( ОН), содержащегося в составе продукта обжига твердого остатка. Дополнительное образование гидросиликатной связки вследствие взаимодействия Са ( ОН) 2, содержащегося в твердом остатке, с кремнеземистым компонентом приводит к повышению прочности и снижению проницаемости камня. [40]
Регуляторы вязкости ( пластификаторы) применяются, в основном, в утяжеленных тампонажных растворах, при низком В / Ц и совместно с понизителями фильтрации. Механизм их действия заключается в диспергировании естественных флокул, образованных частицами цемента и добавками. При этом они адсорбируются на поверхности твердой фазы, которая приобретает одноименный электрический заряд, с возникновением сил отталкивания, преобладающих над вандерваальсовыми силами притяжения, а также уменьшаются внутренние силы трения между частицами, снижается поверхностное натяжение на границе раздела фаз и разрушается коагуляционная структура. Толщина адсорбированного слоя примерно в 100000 раз меньше частицы цемента, что можно сравнить с толщиной спички к высоте 30-этажного дома. Это позволяет снизить критическую скорость восходящего потока в затрубном пространстве, противодавление и нужную гидравлическую мощность цементировочных агрегатов. Молекулярная масса наиболее эффективных пластификаторов составляет 150 - 1000 ед. Причем различные классы химреагентов по химическому признаку действуют неодинаково. Например, защитные полуколлоиды ( ССБ и др.), выполняя пластифицирующие функции, снижают раннюю прочность цементного камня из-за уменьшения скорости твердения и ценообразования. Механизм ингибирующего действия ДЭА заключается в снижении образования свободного гидроксида кальция в цементном камне. [41]