Вяжущее Советский патент 1981 года по МПК C04B7/14 

Изобретение относится к строитель ным материалам, в. частности к составам вяжущих, содержащих шлаковый-и щелочной компоненты и твердеющих при повышенных температурах и давлениях Известны вяжущие, содержащие шлак вые и щелочные компоненты, включающи гранулированный шлак, соединения щелочных металлов, и золу-унос при. следующем соотношении компонентов, вес.%: Гранулированный шлак 81-90 Соединения щелочных металлов 4-11 Зола-унос6-8 1 Недостатком этого вяжущего является высокая водопотребность и низкая стойкость в условиях сероводородной коррозии. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и дбстигаемому результату является вяжущее, включаквцее гранулированный доменный шлак и портландцементный клинкер при следующем соотношении компонентов, масс,%: доменный гранулированный шлак 50-65, портландцементный клинкер 35-50 2}. Недостатком данного вяжущего яв ляется высокая водопотребность, быст рые сроки схватывания при твердении в условиях повышенных температур, высокая газопроницаемость и недостаточная коррозионная стойкость цементного камня и условиях сероводородной коррозии, что ограничивает область его применения. Цель изобретения - уменьшение газопроницаемости и увеличение коррозионной стойкости. Поставленная цель достигается тем, что вяжущее, включающее шлаковый и щелочной компоненты, в качестве шлакового компонента содержит никелевый кислый гранулированный ишак, а в качестве щелочного - едкий натр и дополнительно молотый кварцевый песок и хромовокислый калий при следующем, соотношении компонентов, масс%: Никелевый кислый гранулированный шлак . . 63-71 Кварцевый песок 24-33 Едкий натр 4,88-3,5 Хромовокислый калий0,12-0,5 В табл. 1 приведен химический состав кислого граншлака, в табл. 2 физико-механические свойства тампонажных растворов на известном и предлагаемом вяжущем

Таблица 1

Химический состав, масс.%

23 51 5-8

8

1-4 2-4

Предлагаемое-вяжущее получают еледукндим образом.

Высушенные никелевый гранулированный шлак и кварцевый песок смешивают в заданном соотношении и измельчают до удельной поверхности 30004000 см /г. Щелочной компонент и хромовокислый калий вводят вместе с водой затворения.

Цементный камень приготовлен в автоклаве при температуре изотермической выдержки и давлении 60 МПа по режиму 2+43+2 ч (подъем температуры, изотермическая выдержка остывание).

Установлено, что тампонажные растворы, приготовленные на предлагаемом вяжущем, имеют значительно меньшую водопотребность при одинаковой растекаемости, чем на известном вяжущем. Это объясняется тем, что предлагаемое вяжущее в своем составе имеет значительное количество стекловодной фазы кремнезема и ограниченное содержание свободной окиси кальция, водоотдача и водоотстой тгилпонажного раствора на предлагаемом вяжущем также значительно меньше, а прокачиваемость больше, чем на известном, по сравнению с обычнь портландцементом для горячих скважин (ПЦГ). Это объясняется меньшим начальным водосодержанием тампонажного раствора на предлагаемом вяжущем и хорошей седиментационной устойчивости, замедлённьом началом схватывания.

Газопроницаемость цементного камня на предлагаемом вяжущем ориентиро вочно в .2 раза ниже, чем на известном, что объясняется меньшим начальным водосодержанием и более плотной упаковкой продуктов гидратации предлагаемого вяжущего.

Коррозионную стойкость цементного Кс1мня исследуют в водной среде, полностью насыщенной сероводородом при давлении 60 МПа и температуре 110°С. Такие условия смоделированы в гидравлическом автоклаве. Полное насыщение контролируется по наличию свободного слоя сероводорода над поверхностью жидкой среды.

За коэффициент стойкости принято отношение прочности на раскалывание цилиндров 0 14 мм и длиной 20 мм, находившихся в агрессивной среде, к прочности на раскалывание образцов, находившихся в воде к данному сроку испытания.

Из табл. 2 видно, что коэффициент коррозионной СТОЙКОСТИ цементного камня на предлагаемом вяжущем через 6 месяцев вьщерживания в агрессивной среде незначительно ниже единицы, пр этом образцы, вьвдерживаёмые в чистой воде, показывают непрерывный прирост прочности, пропорциональный времени вьвдерживания при данных условиях.

Цементный камень на известном вяжущем после 6 месяцев выдержки в агрессивной сероводородной среде теряет свыше 50% своей прочности, а прочность образцов, хранившихся в воде при тех же давлениях и температуре со временем снижается на 15-25% от первоначальной.

Предлагаемое вяжущее по своим физико-механическим свойствам превосходит известное, в том числе и тампонажный цемент для горячих скважин (ПЦГ) ГОСТ 1581-78.

fN

Id tJ

s ч

Ю

(б м

о о о

in I I

00

00 CM Ю

Ч го

Ч 00 го

о I I I

(Ч СЧ го

rt Г го

I I II Г VO Ю

I

QI (в ц

в fi h 781 Формула изобретения Вяжущее, включахяцее шлаковый и щелочной компоненты, отличающ е е с я тем, что, с целью уменьшения газопроницаемости и увеличения коррозионной стойкости, оно в качестве шлакового компонента содержит кислый никелевый гранулированный шлак, в качестве щелочного - едкий натр и дополнительно кварцевый песок и хромовокислый калий при следующем соотношении, масс,%: Кислый никелевый гранулированный шлак63-71 98 Кварцевый песок 24-33 Едкий натр 4,88-3,5. Хромовокислый калий0,12-0,5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Пащенко А.Д., Сербина в.П., Старчевская Е.А. Вяжущие материалы. Киев, Вища школа, 1975, с. 332333. 2. Авторское свидетельство СССР № 252164, кл. С 04 В 7/14, 1965.