Повышенной сульфатостойкостью обладают пуццолановые портландцементы, содержащие гидравлически активные кислые минеральные добавки. Эти добавки способны связывать гидроксид кальция, выделяющийся при гидролизе цементных минералов., понижать его равновесную концентрацию и препятствовать тем самым образованию гидросульфаалюмината кальция, вызывающего разрушение цементного камня.
К материалам, обладающим пуццоланирующим действием, относятся вулканические туфы, трассы и пемзы, кремнеземистые породы осадочного происхождения, прокаленные глинистые породы и др. В состав тампонажных цементов входят почти все известные пуццолановые добавки, однако лучшее и наиболее широко используемой является пылевидной зола. В отличие от других пуццолановых добавок она не требует повышения водосодержания из-за невысокой водопотребности округлых частиц золы. Это обстоятельство имеет большое значение в условиях опасности коррозии, так как повышение водосодержания раствора неизбежно приводит к повышению проницаемости образующегося камня для агрессивных сред.
Пуццолановые тампонажные цементы характеризуются повышенной стойкостью к сульфатной коррозии и коррозии выщелачивания. Оба эти вида коррозии более опасны в «холодных», чем в горячих скважинах. Пуццолановые цементы, особенно с кремнеземистыми добавками осадочного происхождения, обладают худшей стойкостью по отношению к магнезиальной коррозии, чем обыкновенный портландцемент. Несколько лучше в этих средах стойкость цементов с пылевидной золой.
Глиноземистый цемент.
Глиноземистый цемент получают обжигом до спекания или плавления смеси, состоящей из карбоната кальция. Смесь составляют с таким расчетом, чтобы полученный в результате обжига клинкер содержал в основном низкоосновные алюминаты кальция.
Основным минералом, обеспечивающим вяжущие свойства глиноземистого цемента, является однокальциевый аллюминат СаО-А12О3, его содержится 40-50%. Другим алюминатным минералом является 12СаО*7А12О3, содержание которого составляет 5-15%. В малоизвестных глиноземистых цементах появляется алюминат СаО*2А12О3. Присутствие в сырьевых материалах кремнезема приводит к образованию галенита - 2СаО*А12О3*SiО2, и двухкальциевого силиката - 2СаО*SiО2. Оба эти соединения , особенно геленит, гидравлически малоактивны. Поэтому присутствие в глиноземистом цементе большого количества SiО2 нежелательно: его должно быть не более 13-14%.
При гидратации низкоосновных алюминатов кальция вначале образуется гидроалюминат СаО*А12О3*10Н2О, который затем переходит в 2СаО*А12О3*8Н2О. При этом выделяется - А1(ОН)3. Гидратация 12СаО*7А12О3 приводит к образованию гексагонального гидроалюмината 4СаО*А12О3*nН2О. Все эти гидраты метастабильны и постепенно переходят в кубический гидроалюминат 3СаО*А12О3*6Н2О и гиббсит А1(ОН)3. В результате процесса перекристаллизации прочность постепенно снижается.
Глиноземистый цемент отличается быстрым твердением, особенно при низких температурах. Он значительно превосходит в этом отношении портландцемент. Глинистый, глиноземистый цемент выпускается в небольших количествах и значительно дороже портландцемента.
Одной из особенностей глиноземистого цемента является высокая стойкость в агрессивных средах. Помимо большей химической инертности низкоосновных гидроалюминатов кальция и гиббсита по сравнению с гидратными соединениями портландцемента, большую роль играет уплотняющие действие гидроксида алюминия, который делает камень из этого цемента менее проницаемым для агрессивной среды. Отсутствие свободного гидроксида кальция предохраняет глиноземистый цемент от сульфатной коррозии. В то же время весьма нестоек в растворах щелочей.
Применение глиноземистого цемента для цементирования скважин ограничена отрицательным действием на него высокой температуры. Он может применятся только в «холодных» скважинах, где статическая температура на забое не превышает 20-250С. При Более высоких температурах значительно ускоряются процессы перекристаллизации гидроалюминатов и прочность камня резко снижается.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.