Большая техническая энциклопедия
1 2 3 4 6
C J W Z
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
ША ШЕ ШИ ШЛ ШН ШТ ШУ

Шлаковый цемент

 
Шлаковые цементы применяются в настоящее время при температурах свыше 100 С. Имея в виду высокую коррозийную стойкость шлаков и легкую регулируемость сроков схватывания шлаковых растворов, целесообразно расширить область использования шлаковых цементов в сторону нижнего температурного предела до 60 - 70 С. В этих случаях шлаковый раствор схватывается и твердеет очень медленно и роль надежного тампона он может выполнять после истечения 3 - 5 сут и более.
Шлаковые цементы - незаменимый материал при установке мостов в высокотемпературных скважинах, где применение даже цементно-песчаных смесей практически исключено из-за невозможности подбора рецептуры растворов по срокам схватывания.
Шлаковые цементы получаются в результате совместного измельчения вяжущих материалов с доменными шлаками. В доменных шлаках содержится значительное количество таких окислов, как CaO, SiO2, A12O3, и сравнительно небольшое количество некоторых других окислов.
Шлаковые цементы получаются в результате совместного измельчения вяжущих материалов с доменными шлаками. В доменных шлаках содержится значительное количество таких окислов, как CaO, SiOa, A12O3, и сравнительно небольшое количество некоторых других окислов.
Шлаковые цементы являются разновидностью цементов с активными минеральными добавками, в которых последние представлены доменными гранулированными шлаками.
Шлаковый цемент ( пуццолановый цемент) производится путем тончайшего помола и перемешивания гидравлически гранулированных доменных шлаков и гашеной извести. При службе под водой приближается к портландцементу, но особенно по прочности на раздавливание и при твердении на воздухе отстает от портландцемента. Производство его в Германии незначительно.
Шлаковые цементы требуют значительно большего срока твердения или повышения температур, при которых процессы гидролиза и гидратации проходят значительно интенсивнее.
Шлаковые цементы изготовляются следующих видов сульфатношлаковые цементы, отличающиеся тем, что совсем или частью не содержат дорогого порт-ландцементного клинкера. К этой группе цементов относится шлаковый бесклинкерный цемент и гипсошлаковый цемент; известково-шлаковые цементы, состоящие из гранулированных доменных шлаков и извести, размолотых с добавкой гипса.
Свойства растворов и камня после твердения в агрессивной среде. Шлаковые цементы, содержащие в качестве активизирующей добавки портландцемент, при затворении раствором хлорида магния и принятом водоцементном отношении быстро загустевали.
Шлаковый цемент обычно получают, используя в качестве активатора твердения известь: Его производство может быть организовано непосредственно на металлургическом предприятии. Такая технология внедрена, например, на Магнитогорском металлургическом комбинате.
Шлаковые цементы в среднем содержат в полтора раза меньше окиси кальция, чем портландцемент, но их магнезиальная стойкость может отличаться от портландцемента не столь сильно. Основной причиной является то, что при магнезиальном разложении шлаковых гидросиликатов по реакции ( 4) образуется значительное количество кремнекислоты, отличающейся, благодаря особой структуре, повышенной плотностью, которая оказывает существенное кольматирующее действие. Однако и в этом случае для службы в условиях магнезиальной агрессии целесообразно, видимо, применять шлаки повышенной основности.
Шлаковые цементы, содержащие в качестве активизирующей добавки портландцемент, при затворении раствором хлористого магния и принятом водоцементном отношении быстро загустевали.
Шлаковые цементы делят на шлакопортлзндцемент, известково-шлаковый и сульфатно-шлаковый цементы. Разновидностями шла-копортландцемента являются обыкновенный и быстротвердеющий шлакопортландцементы, а разновидностями сульфатно-шлакового цемента: гипсошлаковый, состоящий из шлака, гипса или ангидрита, портландцемента или извести; шлаковый бесклинкерный, состоящий из шлака, ангидрита или гипса, обожженного доломита.
Чистые шлаковые цементы даже при температуре 100 - 120 С способны за 1 мин отфильтровать до 80 % жидкости затворения. Снижение водошлакового отношения ведет к интенсивному загу-стеванию раствора, ухудшению его прокачиваемости. В зоне с повышенным водошлаковым отношением образуется рыхлая проницаемая структура камня. Все эти факторы не позволяют рекомендовать данную композицию для цементирования скважин с газовой сероводородной агрессией, несмотря на то.

Шлаковые цементы содержат в среднем в 1 5 раза меньше оксида кальция, чем портландцемент, но их магнезиальная стойкость отличается от портландцемента не столь сильно. Основной причиной этого является то, что при магнезиальном разложении шлаковых гидросиликатов образуется значительное количество кремнекислоты, отличающейся вследствие особенной структуры повышенной плотностью, которая оказывает существенное кольматирующее действие. Однако и в этом случае целесообразно в условиях магнезиальной агрессии применять шлаки повышенной основности. Добавки к шлакам глин и активных минеральных веществ в этом случае недопустимы. Хлорид магния в несколько раз менее агрессивен, чем сернокислый.
Утяжеленные тампонажные шлаковые цементы изготавливают путем совместного помола не более 25 % высушенного гранулированного доменного шлака и до 75 % примеси-утяжелителя.
Свойства шлаковых цементов существенно отличаются от свойств ттортландцементов. Шлаковые цементы медленно твердеют и схватываются. Их механическая прочность достаточно высока, а прочность шлакового камня, затвердевшего при температуре более ИОО С, превосходит прочность камня из портландце-ментов того же возраста, твердевшего в одинаковых условиях.
Активность шлаковых цементов при высоких температурах резко повышается, если в них попадает даже незначительное количество портландцемента. Сроки схватывания таких загрязненных шлаковых цементов приближаются к срокам схватывания портландцементов.
Применение шлаковых цементов также не исключает возможности устранения перетоков. Практически вся вода, не считая незначительной ее части, идущей на смачивание частиц вяжущего, отфильтровывается из раствора в течение 3 мин.
Свойства шлаковых цементов существенно отличаются от свойств портландцемента. При нормальных условиях шлаковые цементы очень медленно твердеют, однако с повышением температуры до 100 С и выше процессы схватывания и твердения интенсифицируются и из шлакопесчаного цемента образуются плотные и прочные камни, очень стойкие в агрессивных средах. Остальные технические свойства ( изменение объема, водопотребность, подвижность и др.) близки к свойствам портландцемента. Повышенная стойкость в минерали зованных и пресных водах дает возможность рекомендовать их к применению в качестве тампонажного материала в нефтяных и газовых скважинах, где высокая минерализация вод отрицательно сказывается на долговечности портландцемектного камня.
Свойства шлаковых цементов существенно отличаются от свойств портландцемента. При нормальных условиях шлаковые цементы очень медленно твердеют, однако с повышением температуры до 100 С и выше процессы схватывания и твердения интенсифицируются и из шлакопесчаного цемента образуются плотные и прочные камни, очень стойкие в агрессивных средах. Остальные технические свойства ( изменение объема, водопот-ребность, подвижность и др.) близки к свойствам портландцемента.
Свойства шлаковых цементов существенно отличаются от свойств портландцемента. При нормальных условиях шлаковые цементы очень медленно твердеют, однако с повышением температуры до 100 С и выше процессы схватывания и твердения интенсифицируются и из шлакопесчаного цемента образуются плотные и прочны камни, очень стойкие в агрессивных средах. Остальные технические свойства ( изменение объема, водопо-требность, подвижность и др.) близки к свойствам портландцемента. Повышенная стойкость в минерализованных и пресных водах дает возможность рекомендовать их к применению в качестве тампонажного материала в нефтяных и газовых скважинах, где высокая минерализация вод отрицательно сказывается на долговечности портландцементного камня.
Свойства шлаковых цементов существенно отличаются от свойств портландцемента. При нормальных условиях шлаковые цементы очень медленно твердеют, однако с повышением температуры до 100 С и более процессы схватывания и твердения интенсифицируются, и из шлакопесча-ного цемента образуются плотные и прочные камни, очень стойкие в агрессивных средах. Остальные технические свойства ( изменение объема, водопотребность, подвижность и др.) близки к свойствам портландцемента. Повышенная стойкость в минерализованных и пресных водах дает возможность рекомендовать их к применению в качестве тампонажного материала в нефтяных и газовых скважинах, где высокая минерализация вод отрицательно сказывается на долговечности портландцементного камня.
Свойства шлаковых цементов существенно отличаются от свойств портландцемента. При нормальных условиях шлаковые цементы очень медленно твердеют, однако с повышением температуры до 100 С и выше процессы схватывания и твердения интенсифицируются и из шлакопесчаного цемента образуются плотные и прочные камни, очень стойкие в агрессивных средах. Остальные технические свойства ( изменение объема, водо-потребность, подвижность и др.) близки к свойствам портландцемента. Повышенная стойкость в минерализованных и пресных водах дает возможность рекомендовать их к применению в качестве тампонажного материала в нефтяных и газовых скважинах, где высокая минерализация вод отрицательно сказывается на долговечности портландцементного камня.
Подобное поведение шлакового цемента при Механическом перемешивании, кроме ускорения химических про цеосов, вероятно, объясняется и повышением активности самого шлака вследствие диспергирования частиц. В строительном деле известен способ возбуждения шлаков путем механического перемещения раствора бегунами.
В подгруппу шлаковых цементов входят: шлакопортландце-мент, известково-шлаковый, гипсошлаковый, шлаковый бесклинкерный цемент.
Вяжущие свойства шлаковых цементов существенно зависят не только от состава цемента, но также от сорта металла, при выплавке которого образуется шлак, от технологического режима металлургической печи, температуры расплавленного шлака, температуры и способа грануляции и других факторов. Так как эти факторы не сохраняются неизменными даже для одной и той же печи, то качество шлаковых цементов оказывается весьма нестабильным.
В подгруппу шлаковых цементов входят: шлакопортландце-мент, известково-шлаковый, гипсошлаковый, шлаковый бесклинкерный цемент.
Изменение прочности ( в и пористости насыщения ( б камня на основе кислого челябинского шлака, твердевшего в насыщенном растворе хлорида натрия.
Химический состав шлаковых цементов, исследованных на коррозионную стойкость в насыщенном растворе хлорида натрия и дистиллированной воде, представлен в табл. 12.1. Исследованные шлаковые цементы можно разделить на четыре группы.
Процесс твердения шлаковых цементов в концентрированном растворе хлорида магния протекает, по нашему мнению, следующим образом. Катионы магния, вытесняя кальций из гелевых новообразований, образуют метастабильные формы гидросиликатов и гидроалюмосиликатов магния. Одновременно возникают и кальцевые гидроалюмосиликаты. Так как реакции гидратации и гидролиза идут в среде с высоким содержанием ионов хлора, последние внедряются в кристаллическую решетку новообразований, занимая места гидроксилов.
Вяжущие свойства шлаковых цементов существенно зависят не только от состава цемента, но также от сорта металла, при выплавке которого образуется шлак, от технологического режима металлургической печи, температуры расплавленного шлака, температуры и способа грануляции и других факторов. Так как эти факторы не сохраняются неизменными даже для одной и той же печи, то качество шлаковых цементов оказывается весьма нестабильным.
Процесс твердения шлаковых цементов в концентрированном растворе хлористого магния протекает, по нашему мнению, следующим образом. Катионы магния, вытесняя кальций из гелевых новообразований, образуют метастабильные формы гидросиликатов и гидроалюмосиликатов магния. Одновременно возникают и кальциевые гидроалюмосиликаты. Так как реакции гидратации и гидролиза идут в среде с высоким содержанием ионов хлора, последние внедряются в кристаллическую решетку новообразований, занимая места гидроксилов или пустоты в кольцах кремнекислородных тетраэдров.
Для производства бесклинкерного шлакового цемента в качестве активизаторов шлака следует добавлять около 10 % природного или искусственно полученного ангидрита и 3 - 7 % доломита, обожженного при температуре 1000 - 1150 С, что зависит от химического состава доменного шлака и доломита.
OS. Схема приго-то вл сн ия о бл е г ч ен н ы х. Добавление к шлаковому цементу больших количеств бентонитовой глины способствует, вопреки установившемуся мнению, увеличению механической прочности камня.
Добавка к шлаковому цементу больших количеств бентонитовой глины способствует вопреки установившемуся мнению увеличению механической прочности камня.
В чистом виде шлаковые цементы в качестве тампонажного материала используются сравнительно редко. Так, для цементирования скважин с температурой от 160 до 220 С выпускается цемент ШПЦС-200, получаемый путем совместного помола доменного шлака и кварцевого песка, а для скважин с температурой от 80 до 160 С - цемент ШПЦС-120, который получают путем совместного помола доменного шлака, кварцевого песка и небольшого количества портландцементного клинкера. Последний играет роль активатора, способствующего ускорению схватывания цементного теста.
Категорически запрещается хранить шлаковый цемент в одном помещении с портландцементом и в таре из-под портландцемента.
В чистом виде шлаковые цементы в качестве тампонажного материала используются сравнительно редко. Так, для цементирования скважин с температурой от 160 до 220 С выпускается цемент ШПЦС-200, получаемый путем совместного помола доменного шлака и кварцевого песка, а для скважин с температурой от 80 до 160 С - цемент ШПЦС-120, который получают путем совместного помола доменного шлака, кварцевого песка и небольшого количества портландцементного клинкера. Последний играет роль активатора, способствующего ускорению схватывания цементного теста.
Данные о применении шлаковых цементов согласно СНиП приведены.
Весьма важным свойством шлакового цемента является коррозионная стойкость камня, находящегося в контакте с агрессивными пластовыми водами. Коррозионным процессом у портландцемента и цементно-бентонитовых смесей в основном является выщелачивание извести. В условиях высоких температур вследствие ускорения проницаемости портландцементного камня последний еще больше подвергается коррозии.
Изменение прочности шлако-песчаного и шлако-песчано-глинистого камня. Прочность камня из шлакового цемента без добавок в интервале температур 75 - 150 С относительно низка и твердение шлакового кам ня замедленно.

В технологии производства тампонажных шлаковых цементов основной операцией является помол, в процессе которого материалы превращаются в порошок. Тонкость помола и зерновой состав оказывают; решающее влияние на физико-механические свойства цементов. Характеристика размалываемости шлаков представляет значительный практический интерес для выбора технологии производства шлакоцементов.
Приведены физико-механические свойства разработанных специальных шлаковых цементов, даны научные основы выбора оптимальных составов и способы регулирования их свойств. На основе изучения фазового состава гидратированного камня при различных температурах и давлениях сделана попытка установить влияние параметров гидротермальной обработки, состава шлакового цемента на вид новообразований и физико-технические свойства цементного камня. Рассмотрены технологические особенности применения шлаковых цементов, технология их производства, результаты внедрения и экономическая эффективность.
Состав цементных растворов для кладки ниже уровня грунтовых вод. В растворах на шлаковых цементах в качестве добавки употребляются трепел и молотые доменные шлаки в смеси с известью в количествах, показанных в таблице, или же глиняное тесто в количествах, уменьшенных в 1 5 раза. В растворах на портландцементе в качестве добавок употребляются молотые доменные гранулированные шлаки и трепел в количествах, показанных в таблице, или глиняное тесто в количестве, уменьшенном в 1 5 раза. Применение в качестве добавки извести к порт-ландцементам не рекомендуется. В растворах на пуццолановом портландцементе в качестве добавок употребляются молотые доменные гранулированные шлаки, а при отсутствии их - известковое тесто. Добавка глины или трепела не рекомендуется.
В каких случаях применяют шлаковые цементы.
Кроме названных, имеются шлаковые цементы, которые изготавливаются помолом высушенного гранулированного доменного шлака. Основными компонентами шлака являются кремнезем, известь и глинозем. Количество стекловидной массы в шлаках увеличивается по мере ускорения процесса охлаждения его при гранулировании.
Отмеченные выше свойства характеризуют шлаковый цемент как тампонаж-ный материал, удовлетворяющий основным требованиям цементирования высокотемпературных скважин. В качестве активирующего компонента наиболее эффективным является портландцемент.
Можно применять портландцемент и малоклинкерный шлаковый цемент; известь применяется в виде теста или пушонки.
Наименование сульфатно-шлаковый цемент объединяет гипсо-шлаковые и бесклинкерные шлаковые цементы.
Указанные методики неприемлемы для шлаковых цементов, так как последние при температуре 22 С схватываются очень медленно или вообще не схватываются.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11