Клинкер барийсодержащего цемента

(51) 04 12/04 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(72) Сулейменов Ануарбек Таширбаевич Жакипбеков Шарипхан Касымханович Назарбекова Сауле Полатовна Сулейменов Болат Ануарбекович Наукенова Айгуль Сагиндыковна Рустамбекова Гульнар Адамбековна(73) Республиканское государственное казенное предприятие Южно-Казахстанский Государственный университет им. М. Ауезова Министерства образования и науки Республики Казахстан(56) Тимашев В.В. Синтез и гидратация вяжущих материалов - Избранные труды - М., Наука, 1986,с. 362(57) Изобретение относится к составам клинкера для получения барийсодержащего цемента, и может быть использовано в нефтяной промышленности для тампонирования скважин. Предложен клинкер барийсодержащего цемента,содержащий мас. двухкальциевый силикат- 15. Задачей изобретения является увеличение плотности порошка и цементной пульпы барийсодержащего цемента. Полученные барийсодержащие цементы отвечают требованиям, предъявляемым к плотности утяжеленного тампонажного цемента и могут быть использованы в нефтяной промышленности. 22037 Изобретение относится к составам клинкера для получения барийсодержащего цемента, и может быть использовано в нефтяной промышленности для тампонирования скважин. Известен клинкер барийсодержащего цемента(Бутт Ю.М., Тимашев В.В. Портландцемент - М.,Стройиздат,1975,с.304),включающий двухкальциевый силикат, двухбариевый силикат,четырехкальциевый алюмоферрит при следующем соотношении компонентов в мас. двухкальциевый силикат- 15 Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является клинкер барийсодержащего цемента (Тимашев В.В. Синтез и гидратация вяжущих материалов - Избранные труды - М., Наука, 1986, с.362), включающий двухкальциевый силикат, двухбариевый силикат,четырехкальциевый алюмоферрит при следующем соотношении компонентов мас. двухкальциевый силикат- 15 Недостатком обоих вяжущих является низкая истинная плотность порошка и цементной пульпы. Задачей изобретения является увеличение плотности порошка и цементной пульпы барийсодержащего цемента. Техническим результатом является снижение расхода барийсодержащего цемента на 1/3 в связи с возможностью уменьшения толщины стенок бетона в виду его высоких защитных свойств. Поставленная задача решается тем, что клинкер,включающий двухкальциевый силикат,двухбариевый силикат,четырехкальциевый алюмоферрит, согласно изобретению, содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас. двухкальциевый силикат-15 Ион Ва 2 изоморфно замещает Са 2 Са 2 Ва 2. Оксид бария вступает в реакцию с кислотными компонентами при более низких температурах, чем СаО. По этой причине присутствие ионов Ва 2 можно наблюдать в составе практически всех минералов клинкера. Ионы Ва 2 обычно встают на места ионов Са 2 в кристаллических решетках соответствующих минералов, образуя твердые растворы замещения. При гидратации клинкерных составляющих в результате образования твердых растворов замещения,цементный камень обладает повышенной плотностью 4,45 г/см 2. Истинная плотность барийсодержащего цемента как в порошке, так и в виде цементной пульпы,непрерывно повышается по мере увеличения содержания в клинкере двухбариевого силиката. Рост прочности в ранние сроки твердения указанных составов происходит за счет массового образования твердых растворов замещения,барийсодержащих кристалликов и гидросульфоалюмоферритов бария, упрочняющих цементный камень. В более поздние сроки нарастание прочности связано с гидратацией высокоосновных барийкальциевых силикатов. Предлагаемый клинкер барийсодержащего цемента получили следующим образом сырьевую смесь готовили из расчета получения клинкера с содержанием двухкальциевого силиката 25-30 мас., и двухбариевого силиката 50-60 мас., при постоянном количестве четырехкальциевого алюмоферрита, составляющего 15. Клинкер барийсодержащего цемента получали в лабораторных условиях в электропечи обжигом при температуре 1350 С с выдержкой в течение 1 часа. Изготовленные клинкера растирались в порошок до полного прохождения через сито 09 по ГОСТ 26798, 1-96. Истинная плотность барийсодержащего цемента определялась в очищенном керосине при 20 С. Истинная плотность цементной пульпы с влажностью 50 определялась также при 20 С в специальном пикнометре. В виду ограниченного количества материала вяжущие свойства барийсодержащих цементов в виде цементной пульпы определялись испытанием небольших кубиков с ребром 2 см. Образцы выдерживались 1 сут. в паровоздушной среде и 1 сут. в воде, затем испытывались на сжатие. Результаты приведены в табл.1. Содержание свободной извести в клинкере состава 2-30, 2-55, 4-15 составляло 0,18. Истинная плотность порошка-3,97 г/см 2, истинная плотность цементной пульпы, г/см 2 при затворении 50 водой-2,04 а при 40 водой -2,16. Предел прочности при сжатии, МПа при 20 С в растворе 13 через 7 сут. твердения 11,9, в растворе 50 воды-8,1 и 40 воды - 9,5. Предел прочности при сжатии, МПа в растворе 10 при температуре 7580 С через 3 сут. -10,3, а через 7 сут. составило 16,8. Сроки схватывания, ч-мин, при 50 воды начало схватывания 8-30 и конец схватывания 1005, а при 40 воды начало схватывания 6-20 и конец схватывания 9-45. Результаты испытаний клинкера с другими соотношениями компонентов приведены в таблице 1. 22037 Таблица 1 Результаты физико-механических испытаний барийсодержащего цементов Состав клинкера масс. Истинная плотность цементной пульпы,г/см 3 50 40 воды воды 2,04 2,16 Предел прочности при сжатии,МПа 20 С 75-80 С Раствор Раствор 10 Раствор 13 10 50 40 воды воды 6,35 10,3 11,9 8,1 9,.5 16,8- Над чертой - начало схватывания, под чертойконец схватывания. Как видно из табл. 1, наблюдения за поведением этих цементов при затворении их водой показали,что цементная пульпа с влажностью 50 обладает весьма большой текучестью. Даже при снижении содержания воды затворения до 40 наблюдалась большая подвижность цементной пульпы. Полученные результаты показывают, что барийсодержащие цементы обладают вяжущими свойствами. Истинная плотность барийсодержащего цемента как в порошке, так и в виде цементной пульпы непрерывно повышается по мере увеличения в клинкере 2 и при 60 2 достигает 4,45 г/см 3. Полученные барийсодержащие цементы отвечают требованиям, предъявляемым к плотности утяжеленного тампонажного цемента и могут быть использованы в нефтяной промышленности. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Клинкер барийсодержащего цемента,включающий двухкальциевый силикат, двухбариевый силикат, четырехкальциевый алюмоферрит, отличающийся тем, что содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас. Двухкальциевый силикат