Процесс гидратации и структурообразования в тампонажных растворах

Компонентный состав портландцемента.

Основной частью смеси является клинкер. Клинкер получают обжигом известнякового и глинистого компонентов до спекания входящих в их состав ве­ществ (t≈1450º). Известняковый компонент при обжиге дает окись кальция (СаО), глинистый компонент является источником кремнезема (SiO₂), глинозе­ма (Al₂O₃),окиси железа (Fe₂O₃). В качестве известкового компонента используются карбонаты кальция - это известняк и мел. Наиболее чистые известняки и мел содержат до 98 % карбонатов кальция. Примесями в известняках могут быть глинистые материалы. При значи­тельном содержании глинистых примесей известняки называются мергелями. Мергель, применяемый для производства цемента, содержит известковый и глинистый компоненты в соотношениях 78: 22.

Вредной примесью в карбонатах, применяемых для производства цементов, является карбонат магния. В расчете на окись магния его должно содержаться в сырьевой смеси не более 2 - 2,5%.

В качестве глинистого компонента чаще всего применяются каолинитовые глины. Глины содержат:

40-60% - SiO₂;

10-20% - Al₂O₃;

5-7% - Fe₂O₃;

2- 15% - СаO

Гидратация цемента - процесс взаимодействия цемента с водой, приводящий к образованию цементного камня. В ходе гидратации цемента безводные клинкерные минералы-силикаты, алюминаты и алюмоферриты кальция пре­вращаются в соответствующие кристаллогидраты - гидросиликаты, гидроалю­минаты и гидроферриты кальция. Скорость прохождения реакции гидратации является основным фактором, определяющим скорость твердения цементного раствора. Скорость гидратации зависит от минералогического состава цемента, тонкости помола, количества и качества наполнителей, водо-цементного отно­шения, температуры, давления, наличия замедлителей сроков схватывания или ускорителей [4].

Возможно также косвенное определение скорости гидратации цемента по тепловыделению. Реакция присоединения воды минералами портландцемента является экзотермической. Интенсивность тепловыделения свидетельствует о скорости реакции.

Наибольшей скоростью гидратации обладает трехкальциевый алюминат, замедленная скорость отмечается у трехкальциевого и двухкальциевого силиката. Однако чистые минералы, будучи смешанные друг с другом гидратируются не с такой же скорость как отдельно взятые.

Быстрее других гидратируется трехкальциевый алюминат, затем алит, потом феритная фаза и белит (3CaO·Al₂O₃, 3CaO · SiO₂, 4CaO · Al₂O₃ · Fe₂O₃ , 2CaO · SiO₂). Скорость гидратациии клинкерных минералов зависит от количественного соотношения гидратации цемента возрастает при увеличении температуры, давления и повышения водо -цементного отношения.

Дата добавления: 2015-05-10