Малоэнергоемкая технология вяжущих композиций с управляемым расширением на основе магнийсодержащих материалов

• Автор: Черкасов, Андрей Викторович
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 175 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ

у 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Особенности процессов гидратации и твердения расширяющихся цементов.

1.2. Использование магнезиального сырья в силикатной технологии

1.3. Выводы

1.4. Цель и задачи исследования Ф 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА

ИСПОЛЬЗУЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ

2.1. Методы исследования

2.2. Характеристика используемых материалов

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДИССОЦИАЦИИ

ДОЛОМИТОВ
3.1. Диссоциация различных доломитов при нагревании
3.2 Влияние добавки Ыа2СОз на интенсивность диссоциации
доломитов
Ф 3.3. Изучение микроструктуры магнезиальных спеков
в присутствии Иа2С
3.4. Выводы
4. РАЗРАБОТКА МАЛОЭНЕРГОЕМКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ВЯЖУЩИХ КОМПОЗИЦИЙ С МАГНИЙСОДЕРЖАЩИМИ МАТЕРИАЛАМИ
4.1. Синтез расширяющейся композиции на основе доломитов
4.1.1. Изучение влияния температуры и добавок на возможность регулирования расширением композиции
4.1.2. Изучение влияния расширяющейся композиции на свойства твердеющего цемента
4.1.3. Возможность применения принципа регулирования процесса
расширения в силикатной технологии
4.1.4. Выводы
4.2. Синтез расширяющейся магнезиальной добавки на основе брусита
4.2.1. Изучение влияния температуры и фракционного состава брусита на возможность регулирования расширения магнезиальной добавкой
4.2.2. Изучение влияния количества вводимой добавки на свойства цемента нормированного расширения
4.2.3. Выводы
5. ВЫПУСК ОПЫТНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПАРТИЙ
ЦЕМЕНТА С КОМПЕНСИРОВАННОЙ УСАДКОЙ
5.1. Особенности технологического процесса выпуска цемента с компенсированной усадкой
5.2. Разработка технологического регламента и технических условий на опытную партию цемента
5.3. Исследование свойств промышленных партий цемента с компенсированной усадкой
5.4. Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


В самый начальный период толщина образовавшихся сольватных оболочек различная и зависит от минералогического состава, размера и формы частицы, а также от состава адсорбированной жидкости (концентрации в воде растворенных веществ) и внешних параметров давления и температуры []. Исследование процесса твердения клинкерных минералов и цементов в условиях гидротермальной обработки при атмосферном давлении были проведены П. П.Будниковым, Ю. М.Буттом, Т. М. Берковичем, И. В.Кравченко, М. И.Стрелковым []. С, повышение температуры до °С ускоряет реакции в 6 раз, а до 0°С - в раз. Результаты исследований, проведенных с использованием рентгеновского и дифференциального термического »анализов образцов гидратированного цемента [], показали, что пропаривание не вносит заметных изменений в фазовый состав гидратов и, что те фазовые превращения, которые при обычном твердении проходят в цементном камне в течение нескольких суток, при пропаривании заканчиваются за несколько часов. Физико-механические испытания показывают, что прочность и плотность образцов, твердеющих при повышенных температурах, как правило, оказываются ниже аналогичных показателей образцов нормально-влажностного твердения. Химическая активность фаз Сз8 и Р- Сг8 при пропаривании используется в меньшей степени, чем при нормально-влажностном твердении. Петрографическое изучение большого числа образцов цементного камня подтверждает положение об изменении микроструктуры гидратных новообразований в результате пропаривания. И.В. Кравченко и М. Т. Власова наблюдали [], что цементный камень после пропаривания имеет большое количество трещин, пронизывающих образцы во всех направлениях. Как следует из вышеизложенного, пропаривание приводит к ускорению химических реакций между цементом и водой, и тем самым влияет на кинетику гидратации цемента. Вместе с тем, пропаривание не вносит существенных изменений в фазовый состав продуктов гидратации цемента, по сравнению с твердением при обычной температуре, но в значительной мерс изменяет структуру новообразований. Именно структура цементного камня, складывающаяся в тех или иных условиях твердения, является результирующим фактором кинетики и степени завершенности физико-химических процессов твердения, последовательности и характера фазовых превращений гидратных новообразований. Структура цементного камня должна рассматриваться как результат взаимодействия зерен исходного цемента, гидратных новообразований цемента, связанной и свободной воды комплекса и воздуха []. Роль воздуха в цементном камне обычно игнорируется, однако он оказывает весьма важное, а иногда и решающее влияние на ход, скорость гидратации и кинетику роста прочности. От распределения воздуха в системе в значительной степени зависит развитие объемных деформаций, и водо-газопроницаемость системы. Весь объем, который ранее занимала вода с растворенным в ней воздухом, заполняется растущими частицами новообразований, среди которых гидросиликат кальция, гидроалюминаты кальция и гипс. С другой стороны, при гидратации гидросиликатов кальция происходит непрерывное сжатие системы. Усадка бетона является отрицательным фактором для всех железобетонных сооружений (гидротехнических, мостовых, дорожных), которые должны быть водонепроницаемы и долговечны, а также для сооружений, работающих под динамической нагрузкой. Полная компенсация усадки или расширение полностью достигается применением расширяющихся и напрягающих цементов. Для цементирования нефтяных и газовых скважин используют цементный раствор- смесь вяжущих материалов [], затворенных определенным количеством воды, часто с добавками химических реагентов. В связи с тем, что появились растворы, твердая фаза которых представлена не только портландцементом (а иногда и не включает последнего), правильнее называть тампонажными растворами. Только при доброкачественном креплении и разобщении пластов возможна длительная эксплуатация скважины без проведения исправительных (ремонтных) работ. К наиболее важным факторам, определяющим выбор тампонажных материалов, особенно для глубоких и сверхглубоких скважин, следует отнести температуру, давление и состав пластовых минерализованных вод.