Влияние химических реагентов на долговечность крепления скважин, страница 4

Камень из тампонажного материала с добавками 0,5…0,8% гипана имеет большую прочность на сжатие при длительном хранении (180..360 сут), чем образец из чистого портландцемента, твердевшего в этой же среде (рис.2.3. I кривые в, г).

Образцы камня из портландцемента с добавками гипана формировавшегося в растворе бишофита, по фазовому составу аналогичны образцам без добавки.

Твердение образцов из портландцемента без добавки, а также с добавкой гипана в насыщенном растворе бишофита сопровождается ускоренным минералообразованием в ранние сроки, а наличие в растворе MgCl₂ способствует быстрой кристаллизации новообразований.

У образцов из тампонажного материала с добавкой гипана, хранившихся в минерализованной воде, происходят рост прочности при изгибе и сжатии во время твердения до двух лет и повышение коррозионной стойкости цементного камня (рис. 2.3. II). Исключение составляет только добавка 0,2% гипана, незначительно влияющая на стойкость камня из портландцемента в этой среде.

Рассчитанный на основе полученных данных коэффициент коррозионной стойкости цементного камня подтверждает, что добавки гипана положительно влияют на коррозионную стойкость камня из тампонажного портландцемента (табл.2.1.). Иная картина наблюдается при хранении в агрессивных средах образцов камня из ШПЦС-120 с добавками гипана (рис.2.4.).

Так, в насыщенном растворе бишофита образцы из ШПЦС-120 с добавкой 0,1% гипана по прошествии 180 сут твердения имеют наибольшую прочность при сжатии (13 МПа), которая остается высокой до конца исследований. Прочность при изгибе всех образцов независимо от концентрации добавки, очень низкая. При твердении шлакопесочной смеси в насыщенном растворе бишофита добавка гипана не оказывает заметного влияния на коррозионную стойкость камня.

Реагент СДБ добавлялся до массовой доли 0,2 и 0,5% в портландцементе и 0,

1; 0,25; 0,35; 0,5% в ШПЦС-120.

Исследования влияния СДБ показали, что ведение в жидкость затворения 0,2 и 0,5% этого реагента способствует повышению показателей физико-механических свойств образцов камня из портландцемента при изгибе и сжатии, твердевших в агрессивных средах (рис. 2.5. I, II). Так, цементный камень, формировавшийся в насыщенном растворе бишофита, без добавок разрушается к концу 180 сут твердения, а с добавками СДБ сохраняет свои прочностные характеристики до окончания годичного срока твердения.

Добавление СДБ при хранении образцов цементного камня в минерализованной воде способствует повышению их прочности почти в 2 раза по сравнению с хранением в насыщенном растворе бишофита.

Как видно из таблицы 2.1, добавки СДБ к портландцементу, образец камня, из которого твердел в минерализованной среде, снижают коэффициент стойкости цементного камня. Введение СДБ в раствор из ШПЦС-120 повышает коэффициент стойкости формирующего камня, причем он увеличивается по мере повышения концентрации СДБ.

Синтетическая винная кислота – известна своим сильным замедляющим действием. При исследовании влияния СВК на долговечность тампонажного камня ее вводили в количестве 0,1; 0,2; 0,5% в растворы на базе портландцемента. Установлено, что добавка 0,1% СВК интенсифицирует гидратацию. Увеличение концентрации СВК в 2 раза улучшает показатели прочностных свойств цементного камня: через 180 сут предел изгиба равен 20Мпа, однако предел изгиба равен 0 (рис. 2.6. I кривая в).

Для минералогического состава продуктов гидратации цементного камня с добавкой 0,5% СВК и без добавки, твердевшего в насыщенном растворе бишофита, характерно ускоренное образование гидроталькита, присутствующего уже через 2 сут твердения совместно с гидросиликатами кальция тоберморитовой группы. Содержание этих минералов с увеличением срока хранения возрастает, сто, по-видимому, положительно влияет на стойкость образцов в растворе бишофита. В наружном слое образцов совместно с тоберморитоподобными  образованиями кристаллизовался алюминиевый серпентин, поэтому данный слой разрушается.