Под тампонажным цементом понимается продукт, состоящий из смеси тонкомолотых вяжущих веществ (портландцемент, шлак, известь и др.), минеральных (кварцевый песок, опока, диатомит, цеолит, трепел, глина, шлак и др.) или органических (резиновая крошка, нефтяной кокс, кероген-Т и др.) добавок, после затворения которого водой получают раствор, а за­тем камень.

В зависимости от вяжущей основы тампонажные цементы делятся на несколько видов: тампонажный цемент на базе портландцемента, тампо-нажный цемент на базе доменных шлаков, белитокремнеземистый цемент, известково-песчаные смеси, прочие на минеральной основе (гипсовые, на основе природных минералов и горных пород) и органические крепители.

Активные свойства тампонажного портландцемента определяются в основном химически связанным оксидом кальция (СаО) с кремнеземом, глиноземом и оксидом железа.

Кремнезем способствует образованию силикатов кальция и алюминия, придает цементу гидравлические свойства, т.е. способность затвердевать, длительное время работать в водной среде. Увеличение содержания SiO2 приводит к некоторому замедлению сроков схватывания тампонажных растворов в комнатных условиях и повышает сульфатостойкость цементно­го камня.

Глинозем способствует ускорению сроков схватывания цементного раствора, но понижает прочность камня.

Увеличение оксида железа в цементе приводит к замедлению процес­сов схватывания тампонажных растворов и снижает раннюю прочность цементного камня.

В качестве примесей в портландцементе содержатся еще некоторые оксиды.

Оксид магния (МдО) в избыточных количествах (более 4,5 %) вызыва-

ет увеличение объема и разрушение твердеющего цементного камня. Это объясняется тем, что МдО, находясь в химически не связанном состоянии в клинкере, медленно вступает во взаимодействие с водой в то время, когда раствор уже затвердел.

Свободный, т.е. химически не связанный, оксид кальция — вредная составляющая, процесс его гидратации протекает с увеличением объема твердой фазы. Для предотвращения указанных отрицательных последствий содержание свободного оксида кальция не должно превышать 1 %.

При обжиге оксидов до температуры спекания (около 1450 °С) они, вступая во взаимодействие друг с другом, образуют искусственные мине­ралы, называемые клинкерными.

К минералам-силикатам относятся трехкальциевый 3CaO-SiO2 и двух-кальциевый 2CaO-SiO2 силикаты.

К минералам-плавням относятся следующие соединения: трехкальцие­вый алюминат ЗСаО-А12О3, пятикальциевый триалюминат 5СаО-ЗА12О3, од-нокальциевый алюминат СаО-А12О3, четырехкальциевый алюмоферрит 4CaO-Al2O3-Fe2O3, однокальциевый феррит CaO-Fe2O3, двухкальциевый феррит 2CaO-Fe2O3, минерал Торопова 46CaO-16Al2O3-7Fe2O3.

Кроме минералов, в силикатном цементе содержится стекловидная масса, представляющая собой эвтектический расплав, из которого не успе­ли выделиться минералы ввиду быстрого охлаждения цементного клинкера. Содержание этой массы составляет 5—12 %. Стекло состоит в основном из незакристаллизовавшихся ферритов, алюминатов, двухкальциевого силика­та, щелочных соединений, части содержащегося в клинкере оксида магния.

К важнейшим минералам относятся алит и белит. Алит состоит в ос­новном из трехкальциевого силиката. Белит представляет собой одну из модификаций двухкальциевого силиката (2CaO-SiO2). Промежуточное ве­щество состоит в основном из целита (алюмоферрит кальция) и заполняет промежутки между кристаллами элита и белита.

Свойства тампонажных портландцементов определяются в значитель­ной степени важнейшими минералами, к которым относятся: трехкальцие­вый силикат 3CaO-SiO2 (C3S), двухкальциевый силикат 2CaO-SiO2 (C2S), трехкальциевый алюминат ЗСаО-А12О3
(СэА), четырехкальциевый алюмо­феррит 4CaO-Al2O3-Fe2O3 (Ñ4AF).

Обратите внимание: