Глиноземистый и гипсоглиноземистый цементы

Глиноземистый цемент (ГЗЦ) — быстротвердеющее вяжущее вещество, получаемое при тонком помоле продуктов спекания или плавле­ния сырьевой смеси, состоящей из боксита и извести (извест­няка). ГЗЦ состоит в основном из низкоос­новных алюминатов кальция, иногда в пего вводят до 20—30 % кислого доменного гранулированного шлака. При этом снижа­ется стоимость цемента, уменьшаются усадка и тепловыделение при твердении.

Химический состав различных глиноземистых цементов ко­леблется в широких пределах (массовые доли, %); А1₂О₃ — 30 – 50; СаО — 35 – 45; SiO₂ — 5 – 15; Fе₂Оз —5 – 15; ТiO₂ — 1,5 – 2,5; МgО — 0,5 – 1,5; SО₃ – 0 – 1,25; К₂О — 0 – 0,4; Na₂О — 0 – 0,6. Химический состав зависит от состава сырья и способа производства. При получении ГЗЦ способом плавки в доменной печи в восстановительной атмосфере железо содержится в небольшом количестве в виде FеО и металличе­ского железа, а в цементе, получаемом спеканием в окислитель­ной среде, содержится до 16 – 30 % оксидов железа, при этом преобладает Fе₂О_3.

В зависимости от химического состава шихты при полной кристаллизации клинкерного расплава глиноземистого цемента образуются следующие минералы: СаО ∙ А1₂О₃; 12СаО 7А1₂О₃; СаО 2А1₂О₃; 2СаО А1₂О₃ SiO₂; β-2СаО SiO₂.

Высокоглиноземистый цемент — цемент, в котором содержа­ние А1₂О₃ > 72 % и главный минерал СаО 2А1₂О₃.

Отсутствие свободного гидроксида кальция предохраняет ГЗЦ от сульфатной коррозии. Его получают большей частью из шлаков доменного процесса, проходящего в восстановительной среде. Поэтому он не вступает в реакции окисления – восстановления с H₂S.

Применение ГЗЦ для цементирования скважин ограничено отрицательным действием на него высокой температуры. Он может применяться только в «холодных» скважинах, где статическая температура на забое не превышает 20 – 25⁰ С. При более высоких температурах значительно ускоряются процессы перекристаллизации гилдроалюминатов и прочность камня резко снижается. Это – единственный из всех других ТМ стойкий против H₂S-содержащих пластовых вод и газов.

Прибавляя к ГЗЦ 25 – 30 % сульфата кальция в виде гипса или ангидрита, получают гипсоглиноземистый цемент ГГЗЦ. В основе процесса его затвердевания лежит образование эттрингита:

3СаО Al₂O₃ 6H₂O + 3 (CaSO₄ 2H₂O) + 19H₂O = 3CaO Al₂O₃ 3CaSO₄ 31H₂O

ЦК из ГГЗЦ устойчив при температуре до 60⁰ С и в сульфатных средах, но не устойчив при действии H₂S и солей магния.

Дата добавления: 2014-01-03