Структура цементного камня

Цементный камень, образующийся при затвердевании тампо- нажных цементов, содержит твердую, жидкую и газообразную фазы. Твердая фаза, в свою очередь, содержит несколько мине­ралогически различных фаз: остатки негидратироваииых зерен портландцемента, продукты гидратации, частицы инертных или не вступивших в реакцию активных добавок, кристаллы солей, вве­денных с водой затворения и выкристаллизовавшихся из жидкой фазы. Жидкая фаза содержит воду с растворенными в ней веще­ствами. Возможно присутствие и второй жидкой фазы — эмульги­рованной в воде жидкости, например углеводородной.

Существуют тампонажные суспензии, в которых дисперсионной средой, является углеводородная жидкость с эмульгированной в ней водой.

Газообразная фаза представлена чаше всего вовлеченным при приготовлении суспензии воздухом; могут присутствовать также газы, попавшие в тампонажный раствор из земных недр или выде­лившиеся в ходе химических реакций, происходящих в самом там- понажном растворе.

На рис. V.5 показана схема микроструктуры цементного камня затвердевшего портландцемента. В ходе процесса гидратации час­тицы исходного портландцемента уменьшаются в размере, но дли­тельное время присутствуют в структуре цементного камня. Вокруг остатков негидратиро- ванных зерен, вблизи их по­верхности, располагаются тон­кодисперсные частицы новооб­разований характеризующие­ся минимальной растворимо­стью, — в основном гидроси­ликаты кальция. Они образу­ют вокруг остатков негидрати- рованных зерен оболочку «це­ментного геля».

На рис. V.6 приведен элек­тронно-микроскопический сни­мок микроструктуры цемент­ного камня при увеличении около 20000 раз. На нем отчет­ливо видны серая ватообраз- пая масса цементного геля, обволакив ающая частицы не- гидратнрованного цемента; светлые вытянутые кристаллы; промежуточные поры между ними и темные участки, пред­ставляющие собой капилляр­ные поры.

Из единицы объема зерен исходного цемента образуется 2—2,2 объема пористого геля, постепенно заполняющего межчастичное пространство. Пористость цементного геля составляет около 30 %. Массу геля и часть межчастичного пространства пронизывают бо­лее крупные игольчатые (или столбчатые) кристаллы гидросили­катов, а также фаз AFm и AF/. Между этими кристаллами распо­ложены промежуточные поры, размеры которых составляют (2н-6)-10~² мкм. Оставшееся незаполненным межзерновое прост­ранство образует связанную систему пор, называемых капилляр­ными. Их размеры могут достигать несколько микрометров и зави- 118

Дата добавления: 2015-05-10