Сравнение свойств полимерных и минеральных буровых растворов. Приготовление крахмального реагента и лигнопола и применение его в ПО «Беларуснефть», страница 13

При добавке к цементам так называемых активных минераль­ных добавок, содержащих двуокись кремния, средняя основность гидросиликатов понижается до 0,8—1,2. При температуре окру­жающей среды до 150—160 °С образуются низкоосновные гидро­силикаты так называемой тоберморитовой группы или CSH(B) состава (0,8—1,2); CaO-SiO₂-nH₂O, а при более высокой тем­пературе— ксонотлит Ca₆Si₆Oi7.

При температуре до 50—70 °С роль активных кремнеземистых добавок выполняют вещества, содержащие некристаллическую; аморфную кремнекислоту, — трепел, опока, диатомит, сиштоф, пемза, туфы. Четыре первых добавки обладают очень большой активностью по связыванию гидрата окиси кальция, выделяющей­ся при гидролизе цементов, так как являются пористыми матери­алами с огромной поверхностью пор капилляров.

При более высокой температуре значительную активность по взаимодействию с известью приобретает и обычный кварцевый пе­сок. Чем тоньше помол песка, чем меньше размер его частиц, тем быстрее песок связывает гидрат окиси кальция, выделяющийся при твердении цементов, понижая основность гидросиликатов и гидроалюминатов кальция. Чем крупнее добавляемый к цемен­ту кварцевый песок, тем более высокая температура и больше времени требуются для полного его связывания с гидратом окиси кальция цемента.

Состав продуктов твердения шлаков в принципе не отличает­ся от состава гидратов цементов. Основным отличием шлаков от портландцемента является меньшее содержание в первых окиси кальция и большее — двуокиси кремния. Например, в цементе содержится от 60 до 65% СаО и от 20 до 25% SiO₂, а в шлаках — 20—50 и 30—50% соответственно.

Вследствие этого в шлаковом камне содержится меньше гид­рата окиси кальция, чем в портландцементном. В шлаках с ма­лой основностью, особенно при высокой температуре, свободный гидрат окиси кальция может практически отсутствовать. Основ­ность гидратов, образующихся при твердении шлаков, особенно гидросиликатов, ниже, чем содержащихся в портландцементном камне.

Оптимальная дозировка песка к шлаку для понижения основ-.ности гидросиликатов ниже, чем к цементу.

Важной особенностью всех гидратов — продуктов твердения цементов и шлаков — является значительная равновесная раство­римость в воде, вследствие чего они могут устойчиво существовать лишь при определенной минимальной концентрации гидрата оки­си кальция в окружающей среде. Если последняя станет ниже их равновесной растворимости в воде, то гидрат отщепляет часть со­держащейся в его молекуле извести, что приводит к понижению основности гидрата. Гидросиликаты и гидроалюминаты кальция имеют тем большую равновесную растворимость, чем выше их основность,   т. е.   содержание  извести,   поэтому  при   отщеплении части извести равновесная     растворимость  продуктов  твердения цементов понижается, а устойчивость в данной среде повышается. Если концентрация гидрата окиси кальция в окружающей среде не будет понижаться, процесс на этом остановится. Однако если после отщепления части извести концентрация ее в окружающей среде опять станет ниже,  чем равновесная растворишость вновь образовавшегося   гидросиликата   или  гидроалюминага    кальция, то отщепление гидрата окиси кальция будет продолжаться вплоть до полного их разложения до исходных составных частей. Аморф­ная кремнекислота и гидрат окиси алюминия, обладающие очень малой растворимостью  в воде и растворах   большинства  солей, в основном остаются в порах цементного камня. Однако они не обладают вяжущими свойствами, и цементный камень при этом теряет свои ценные свойства.

Эти процессы могут наблюдаться, если цементный камень омывается непрерывно обновляющейся водой или растворами со­лей с малым содержанием гидрата окиси кальция или: если гид­рат окиси кальция, выделяющийся при гидролизе гидросиликатов или гидроалюминатов, связывается содержащимися в окружаю­щем растворе веществами в прочные малорастворимые им мало­диссоциирующие химические соединения.