RU (11) 2084427 (13) C1
(51) 6 C04B38 / 02, E21B33 / 138
(54) аеріруемие ЦЕМЕНТНИЙ РОЗЧИН
Використання: винахід відноситься до матеріалів, використовуваних в будівництві нафтових і газових свердловин і для конструкцій з неавтоклавних пористих бетонів в монолітному і дрібноштучних будівництві. Суть винаходу: аерований цементний розчин містить мінеральні в'яжучі, піноутворювач, повітря і воду. При приготуванні цементного розчину йде одночасно два процеси утворення пір: за рахунок природного і примусового воздухововлеченія і за рахунок газообразователя в результаті обмінних реакцій вуглекислих солей. Дозування компонентів забезпечує однорідну тонкодисперсную комірчастуструктуру цементного каменю з поліпшеними характеристиками міцності. Особливості технології приготування обумовлені застосуванням нового порообразователя: дозволяють спростити технологію приготування, економити час і реагент, не вимагають спеціального обладнання. 1 мул. 1 табл.
Винахід відноситься до матеріалів, використовуваних в будівництві нафтових і газових свердловин з аномально низьким пластовим тиском і для конструкцій з неавтоклавних пористих бетонів в монолітному і дрібноштучних будівництві.
Відома композиція для отримання пористого бетону, що містить алюмінієвий порошок і олеїнову кислоту. Однак запропонована композиція не створює однорідної, міцної структури цементного каменю, вибухонебезпечна (виділяється H2), коррозионноактивной, дефіцитна і дорога.
Найбільш близькою до заявленого по технічній сутності і досягається результатами є композиція для приготування аерованого тампонажного розчину, що містить портландцемент, піноутворювач, повітря і воду, в якості піноутворювача взяті ПАР суміш неонола, оксіетілірованние моноалкілфеноли тримерів пропілену і відхід виробництва олігомерів.
Даний перетворювач уповільнює набір міцності цементного каменю зниженою щільності, утворює великопористу структуру каменю, не- технологічний у застосуванні.
Завданням винаходу є розробка аерованих цементних розчинів для отримання цементного каменю низької щільності з високими фізико-хімічними характеристиками і технологічністю.
Суть винаходу полягає в тому, що в аеріруемие цементному розчині, що містить мінеральне в'язке, порообразователь, повітря і воду, як порообразователя використаний відхід виробництва сульфонол при наступному співвідношенні компонентів, мас.
мінеральне в'язке 43 79
порообразователь відхід виробництва сульфонол 0,05 0,5
а сульфонол складається з 59 62% суміші сухих солей: хлористого, сірчанокислого і вуглекислого натрію, 30 34% натрієвої солі ізомерних алкілсульфонових кислот емпіричної формули R-SO2-ONa, вологи 2 3% вуглеводнів 1 1,50%
Даний реагент випускається волгоградським ВО "Хімпром" за ТУ N 6-00-5763450-86-89 у вигляді сухого білого порошку.
Складова частина реагенту алкилсульфонатов -Виходить методом окислення (тільки цей продукт з даного класу отримують цим методом) (А.А. Абрамзон. Поверхнево-активні речовини. Довідник. Л. Хімія, 1979, с.280 - алкилсульфонатов натрію).
Відомо використання сульфонол в якості піноутворювача, проте даний ПАР дає нестійку піну, виходить камінь з високою щільністю.
В якості в'яжучого береться портландцемент будь-якої марки і будь-якого заводу виробника. Наповнювачем може бути пісок або зола. Всі компоненти змішуються з водою, потім подається ще повітря за допомогою компресора (аерується розчин).
Технологія приготування цементного розчину представляє "ноу-хау". Особливості технології приготування обумовлені застосуванням нового порообразователя і дозволяють: спростити технологію приготування, економлять цемент, реагент, час, не вимагають спеціального обладнання. Це все в цілому становить економічний ефект.
Порообразователь вступає у взаємодію з в'язким з утворенням двох процесів: воздухововлеченія і газоутворення. Воздухововлеченіе йде природно за рахунок розчинення піноутворювача і примусової подачі за рахунок аерірованія. Газоутворення за рахунок обмінних реакцій вуглекислих солей з утворенням CO2. Про ці реакціях свідчить зміна pH і утворення осаду при взаємодії фільтра, тобто в'яжучого з порообразователем. Причому обсяг виходу розчину в порівнянні з прототипом збільшується на 1/3 загального обсягу, що вказує на інтенсивне піноутворення.
Після аерації цементний розчин досліджується на фізико-механічні показники (табл. 1). Кратність і стійкість запропонованої композиції вище і в більшому діапазоні (фіг.1). Характеристики міцності визначалися відповідно до ГОСТ 254-85-89 "Бетони ніздрюваті", СНиП-2.0313-88 "Підлоги" і відповідними ГОСТами на тампонажні розчини.
Міцність на вигин визначалася на приладі МИИ-100, на стиск за допомогою гідравлічного преса типу ПСУ-20.
Теплопровідність зразків пористого цементного каменю відповідно до ГОСТ 7076 за допомогою приладу ІТА-1.
Однак основними показниками є міцність, щільність і пористість ніздрюватого цементного каменю.
Беремо 79 г портландцементу новоросійського заводу "Пролетарій", вводимо 0,5 г реагенту -порообразователя і 30,4 г води, розмішуємо і аеріруя (повітря 0,1). Отриманий розчин відчуваємо по ГОСТу. Щільність сухого цементного каменю 800 кг / м3. Міцність каменю на стиск, отриманого до 28-добового твердненню, 4,5 / 5,2 МПа. Пори підраховували на мікроскопі 1 см2: великих пір не більше 20%
В'яжучий цемент: пісок в співвідношенні 5: 1 66 г, відповідно 55 г і 11 г + 39,87 мл води, 005 г порообразователя, аеріруя (повітря 0,08).
Щільність сухого цементного каменю 800 кг / м3.
Міцність на стиск 3,6 / 4,2 МПа.
В'яжучий цементнозольная композиція в співвідношенні 3: 1 43 г, відповідно 28,7 і 14,3 г золи + 56,4 г води, 0,5 г порообразователя, аеріруя (повітря 0,1).
Міцність сухого цементного каменю 400 кг / м3.
Міцність 4,5 / 6,0 МПа.
Кількість великих пір не більше 30 У прототипу великих пір більше 50% міцність нижче майже в 2 рази.
Запропонована дозування забезпечує максимальне воздухововлеченіе природного і нагнітального повітря, забезпечує однорідну тонкодисперсную структуру цементного каменю, який відповідає марці Д 800 з поліпшеними характеристиками міцності.
Аерований цементний розчин, що містить мінеральне в'язке, порообразователь, повітря і воду, що відрізняється тим, що в якості порообразователя він містить відхід виробництва сульфонол, що складається, мас.
Суха суміш хлористого, сірчанокислого і вуглекислого натрію 59 62
Натрієва сіль ізомерних алкілсульфонових кислот 32 34
при наступному співвідношенні компонентів, мас.
Мінеральне в'яжучий 43 79
Порообразователь відхід виробництва сульфонол 0,05 0,5