Бесклинкерное вяжущее

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ 9) (11) БЛИН 4 Е 21 В 33 13 30 ЛЬСТВУ,0-52,0 ,0-43,0 ,0-15,0 ,5-5,0 ,0-21,0 ,5"2,2 ,5-2,0 РеО МЕО МпО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ АВТОРСКОМУ СВИДЕ(71) Актюбинское отделение Казахского научно-исследовательского геологоразведочного нефтяного института (72) Н. Х. Каримов, Л. С, Запорожец и Н. А. Морозова(56) Каримов Н. Х., и др. Тампонажные смеси для скважин с аномальными пластовыми давлениями. М.: Недра, 1977, с, 46-52.Авторское свидетельство СССР У 819307, кл. Е 21 В 33/138, 1982 (54)(57) БЕСКПИНКЕРНОЕ. ВЯЖУЩЕЕ, включающее алюминатный шлак и кремнеземистый компонент, о т л и ч а ю щ е - е с я тем, что, с целью повьппения прочности камня на основе бесклинкерного вяжушего в интервале температур 20-100 С, оно содержит в качео стве алюминатного шлака отработанный синтетический шлак сталенлавильиого производства, а в качестве кремнеземистого компонента - золу-укос ТЭЦ при следующем соотношении комнонентов, мас.Х:Отработанный синтетический шлаксталеплавильиогопроизводства 50-80Эола-укос ТЗЦ 20-50 причем отработанный синтетический шлак сталеплавильного производства имеет следующий химический состав, мас.Х:СаО . 36А 1 пОп 258101 25 1 О 15 О Изобретение относится к тампонажным материалам, преимущественно к специальным вяжущим веществам, используемым при цементировании нефтяных и газовых скважин.Цель изобретения - повышение прочности камня на основебесклинкерного вяжущего в интервале температур 20- 100 С.Пример приготовления,Берут 800 г отработанного синтетического шлака (ОСШ) сталеплавильного производства и 200 г золы-уноса ТЭЦ. После тщательного перемешивания смесь обрабатывают в высокооборотном дезинтеграторе и растворяют 450 г воды. Затем готовят образцы для определения физико-механических свойств и оценивают технологические свойства; Для промышленного приготовлениябесклинкерного вяжущего соотношениекомпонентов, например, 50:50. В бункеры затаривают 25 т отработанногосинтетического шлака и 25 т золыуноса. Компоненты в заданном соотношении (с помощью компьютера) по транспортеру подаются в дезинтегратор,где происходит смешение компонентов,помол и активация. Приготовление тампонажного раствора из бесклинкерноговяжущего из буровой осуществляетсяпо общепринятой технологии,Отработанный синтетический шлаксталеплавильного производства имеет .следующий химический состав, мас.%:СаО 36,0-52,0А 1 0) 25,0-43,0810 г 2,0-15,0ГеО 0,5-5,0мдо 4,0-21,0МпО 0,5-2,00,5-2,268,5-140,2,а зола-унос ТЭЦ-следующий химическийсостав:810 г 52,77-56,0А 1 гОЗ 18,23-2 бфбК 0 0,93-1,36Ба 0 1,0-1,75МяО 0,76-2,58СаО 2,00-6,14Ге 0 1,34-4,58Т 10 0,92-1,59п.п.п, 6,2-14,93Введение золы-уноса в состав вяжущего повышает прочность в интервалетемператур 20-100 С, так как составовяжущего представлен высокоактивными 5 30 35 40 45 50 55 алюминатами, из-за чего оно уже при нормальных условиях образуетпрочный камень, Содержание 810 г в кремнеземистом компоненте составляет 53%, что в 2 раза превышает содержание 80 г в кремнеземистом компоненте по прототипу.Высокая химическая активность алюминатного и кремнеземистого компонентов обуславливает высокую прочность цементного камня на их основе при нормальных и повышенных температурах.Предлагаемое бесклинкерное вяжущее имеет относительно низкую водо- потребность В/Ц=0,45, что способствует повышению прочности в ранние сроки.В табл. 1 приведены конкретные составы бесклинкерного вяжущего, мас, , а в табл. 2 - свойства раствора и камня на его основе. В табл. 3 приведены значения сроков схватывания, в табл. 4 - коэффициент коррозионной стойкости бесклинкерного вяжущего в различных средах в предлагаемом интервале температур.Предлагаемое бесклинкерное вяжущее содержит в качестве алюминатного компонента ОСШ сталеплавильного производства. Этот шлак представляет собой высокоактивный алюминатный компонент, так как содержит высокоактивные алюминаты 12 СаО 7 А 10 50-80% и моноалюминат кальция СаО А 1 О20-30%вЭти минералы отличаются высокой реакционной способностью в нормальных условиях и являются основными компонентами быстротвердеющих глиноземистого и высокоглиноземистого цемента.Шлак представляет собой мелкий порошок с удельной поверхностью около 1100 см /г.гВторой компонент вяжущего - кремнеземистый, также представяяет собой мелкодисперсный порошок из оплавленных шариков золы, что придает бесклинкерному вяжущему хорошую текучесть при затворении водой.Как видно из табл. 2, при нормальных температурах бесклинкерное вяжущее имеет прочность, равную 43- 58 кгс/см , что в 1,5-2 раза вышегпрочности тампонажного портландцемента 27 кгс/см , указанного в таблице2869 4ет вяжущие свойства в температурном интервале 20-100 С,Фазовый состав бесклинкерного вяжущего, представленный низкоосновными и высокоосновными гидроалюминатами кальция, обеспечивает при низких температурах высокую коррозионную стойкость в ряде агрессивных слепХимические составы отработанного синтетического шлака и золы-уноса таковы, что при выбранном соотношении компонентов бесклинкерного вяжущего обеспечивается получение высококремнеземистых гидрогранатов кальция, со-. держащих 1,2-2 моль 8202, что позволяет достичь повышение прочности камня. 1240 для сравнения. При более высоких температурах вяжущее твердеет по алюминатному типу и в ранние сроки набирает прочность, которая в дальнейшем сохраняется на одном и том же уровне 26-40 кгс/см 2.Увеличение содержания отработанного синтетического шлака сталеплавильного производства более 80% в бесклинкерном вяжущем способствует 1 О росту в нем окиси магния, что приводит к значительному расширению вяжущего и снижению прочности камня, особенно при повышении температуры до 100 С. 15. Увеличение в составе вяжущего содержания золы-уноса более 507, снижаТаблица 1 Содержание, мас,й,в составе Компоненты 1 23 4 5 Отработанный синтетический шлак сталеплавильногопроизводства 80 50 60 90 40 20 50 40 10 60 Зола-унос ТЭЦ Таблида 2 Прочность прн нагиба кгс/см ,1прн с С/Р атн22/1 50/500 75/500 100/500 Состав бесклинкерноговянущего, нас,2 Сроки схватыванийч/нннрри 22 С В/Ц Расте" Плот"кае- ность,мость, г/снсн Начало аонец 7,35 40 37 5.25 20 0,45 9,5 1,82 43 33 40 0,5 18,0 1,74 53 35 50 0,5 19,0 1,72 58 26 С,ЭЭ 3.55 32 38 60 3.40 28 26 Э.Э 50 За пределани предлагаемыхаиачеиий 10 0,45 16 1,84 34 30 ЬО 0,525 17 1,68 27 8 90 17 11 2,55 Э,ЭЭ 40 Не ранее Яе новф 2,00 нее 10.00 Портландцененттанпоиалный 05 Мб Отработанный сиитети-Зола-уносческий влек сталепла" 1 ТЭЦвильного проиааоастаа19 10 Эв 30 7 а 401240869 Т а б л и ц а 3 Сроки схватывания, ч/мин,при ОСШ Зола 20 80 40 60 50 50 7-40 2-55 3-15 2-30 2-50 5-30 1 О 90 60 40 Таблица 4 Коэффициент стойкости при ССреда 20 75 100 Вода дистиллированная 5 Х-ный раствор МяС 12 107-ный раствор Ба 804 1,0 0,98 1,02 1,00 1,03 Вода насыщенная НБ Редактор Ю. Середа Заказ 3462/25 Тираж 548 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5