Магнезиальная коррозия цементного камня — КиберПедия 

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...

Магнезиальная коррозия цементного камня



Соли магния, в основном сернокислый и хлористый магний, часто присутствуют в пластовых водах. По мнению Данюшевского B. C. они наиболее агрессивны к тампонажному камню.

Основные реакции, протекающие между гидрооксидом кальция, с одной стороны, и сульфатом или хлоридом магния, с другой, могут быть записаны следующим образом:

 

 

или

 

 

В обоих случаях образующийся в результате реакции гидрооксид магния вследствие весьма малой его растворимости (18,2 мг/л) выпадает осадок. Выпадающий в осадок гидрооксид магния может накапливаться в порах, приводя либо к уменьшению пористости камня, при небольших его количествах, либо к разрушению камня за счет внутренних напряжений. Однако, этот случай наиболее вероятен при рассмотрении коррозии цементного камня под действием , когда значительную роль в процессах коррозии играет ион . При контакте тампонажного камня с хлоридом магния продуктом реакции является, наряду с хлорид кальция, который гидролизуясь дает кислую реакцию. Поэтому коррозионные процессы в цементном камне под действием протекают по кислотному механизму, т.е. носят послойный характер. Все составляющие цементного камня начинают разрушаться при понижении щелочности среды ниже критической с выделением свободной , т.е. идет уничтожен цементного камня с поверхности в глубину. Причем роль сводится к поддержанию максимального градиента между поровой жидкостью и окружающей средой. Данный случай характерен для контакта цементного камня с неограниченным объемом агрессора низкой концентрации. При ограниченном объеме агрессивного компонента процесс может приостановиться.

Сравнительные испытания портландцементов, пуццолланового портландцемента и глиноземистого цемента при действии магнезиальных солей показали, что глиноземистые цементы обладают наибольшей стойкостью. Из портландцементов при небольших концентрациях хлористого магния наибольшей стойкостью обладает пуццолановый цемент, а при значительных концентрациях стойкость портландцемента уже выше, чем у пуццоланового.

Именно этим, видимо, можно объяснить расхождение между данными различных исследователей, показывающих повышенную стойкость различных продуктов твердения в различных магнезиальных средах. По данным
Булатова А. И. и Рахимбаева Ш. М., наибольшей стойкостью обладает портландцемент, обладающий наибольшей, по сравнению с другими вяжущими, реакционной емкостью.

Изобарно-изотермический потенциал реакций взаимодействия некоторых продуктов твердения портландцементов, величины которых представлены в таблице показывает, что наибольшей термодинамической устойчивостью по отношению обладают гидрогранаты, гидросульфоалюминаты кальция и тоберморит.



Другими, наиболее подходящими материалами для использования их в условиях магнезиальной агрессии, являются вяжущие композиции магнезиального твердения. Данный вывод основан на том, что обменные реакции между , содержащейся в поровой жидкости таких минералов и невозможны.

 

Таблица

Изобарно-изотермический потенциал процесса магнезиальной коррозии

Реакция Ккал/моль  
  -20,64 15,1
  -14,53 10,7
  -7,98 5,85
  1,98 -1,45
  3,08 -5,9
  19,36 -14,2

 

Кроме того в воду затворения магнезиальных вяжущих веществ необходимо добавлять . Повышение его концентрации благоприятно для материалов на основе во многих отношениях:

- повышается конечная прочность продуктов твердения;

- предотвращается процесс подрастворения стенок породы и вследствие этого образование на стыке крепь-порода неплотностей, вызывающих перетоки.

Использование для крепления системы связано с одной трудностью: продукты гидратации - оксигидрохлориды, являются неводостойкими продуктами, хотя этот недостаток снимается тем, что данная система будет использована в водах значительной минерализации.

Наиболее эффективной с точки зрения работы в условиях повышенных температур является система . В ней возможно образование гидросиликатов магния стойких к магнезиальной агрессии. Термодинамика процесса приведена в таблице.

Таблица

Изобарно-изотермический потенциал гидросиликатов магния

Уравнение реакции гидратации Ккал/моль реакции
1.   -16,89  
2.   -17,06  
3.   -35,44  
4.   -25,46  
5.   -25,34  
6.   -16,29  

 



Реакции образования гидросиликатов магния являются термодинамически вероятными уже в условиях нормальной температуры при взаимодействии с кремнеземом . При использовании аморфизированного кремнезема, входящего в состав горелых пород и зол в системе при повышенных температурах и давлениях возможно образование гидрогранатов магния, которые будут также устойчивыми в условиях высокой минерализации пластовых вод.

Таким образом, одним из путей решения задачи надежного крепления скважин в соленосных отложениях бишофита и карналлита (Астрахань) является создание вяжущих композиций, продуктами твердения, которых являются гидросиликаты, гидрогранаты и оксихлориды магния, устойчивые в условиях магнезиальной агрессии.

Исходя из низкой рН среды, создаваемой магнезиальными вяжущими, следует предполагать достаточно высокую стойкость указанных материалов в других средах, в частности, сероводородной и углекислотной.






Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...

Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...

Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...





© cyberpedia.su 2017-2020 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав

0.005 с.