Клинкер стронцийсодержащего цемента

(51) 4 12/04 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Изобретение относится к составам клинкера для получения стронцийсодержащего цемента и может быть использовано в нефтяной промышленности для тампонирования скважин. Предложен клинкер стронцийсодержащего цемента, содержащий мас.двухкальциевый силикат 25-30 двухстронциевый силикат 55-60 четырехкальциевый алюмоферрит 15 Стронцийсодержащий цемент, полученный из клинкера обладает повышенной истинной плотностью как в порошке (4,47 г/ см 3), так и в виде цементной пульпы (2,28 г/ см 3), которая повышается по мере увеличения содержания в клинкере двухстронциевого силиката.(72) Сулейменов Ануарбек Таширбаевич Назарбекова Сауле Полатовна Жакипбеков Шарипхан Касымханович Сулейменов Болат Ануарбекович Нестеренко Нина Георгиевна Рустембекова Гульняр Адамбековна(73) Республиканское государственное казенное предприятие Южно-Казахстанский государственный университет им. М.Ауезова Министерства образования и науки Республики Казахстан Изобретение относится к составам клинкера для получения стронцийсодержащего цемента и может быть использовано в нефтяной промышленности для тампонирования скважин. Известен клинкер стронцийсодержащего цемента (Бутт Ю.М., Сычев М.М., Тимашев В.В. Химическая технология вяжущих материалов. М. В. школа. 1980.472 с.),включающий двухкальциевый силикат, двухстронциевый силикат,четырехкальциевый алюмоферрит, при следующем соотношении компонентов, мас.двухкальциевый силикат 30-35 двухстронциевый силикат 50-55 четырехкальциевый алюмоферрит 15. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является клинкер стронцийсодержащего цемента(Бутт Ю.М.,Окороков С.Д., Сычев М.М., Тимашев В.В. Технология вяжущих веществ. М. В. школа. 1965.- 439 с.),включающий двухкальциевый силикат,двухстронциевый силикат,четырехкальциевый алюмоферрит при следующем соотношении компонентов, масс.двухкальциевый силикат 40-50 двухстронциевый силикат 35-45 четырехкальциевый алюмоферрит 15. Недостатком обоих вяжущих является низкая истинная плотность порошка и цементной пульпы(3,98 г/см и 2,03 г/см). Задачей изобретения является разработка состава клинкера стронций содержащего цемента (ССЦ),обеспечивающего увеличение плотности порошка и цементной пульпы. Технический результат - увеличение плотности порошка и цементной пульпы стронцийсодержащего цемента. Поставленная задача решается тем, что клинкер стронцийсодержащего цемента,включающий двухкальциевый силикат, двухстронциевый силикат,четырехкальциевый алюмоферрит,согласно изобретению, содержит указанные компоненты при следующем соотношении, масс. двухкальциевый силикат 25-30 двухстронциевый силикат 55-60 четырехкальциевый алюмоферрит - 15. Ион 2 изоморфно замещает ион Са 2 Са 2 2. Ионы 2 обычно встают на место 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 (4,47 г/см 3). Истинная плотность стронцийсодержащего цемента как в порошке, так в виде цементной пульпы повышается по мере увеличения содержания в клинкере двухстронциевого силиката. Рост прочности в ранние сроки твердения указанных составов происходит за счет массового образования твердых растворов замещения стронцийсодержащих кристалликов и гидросульфоалюмоферритов стронция,упрочняющих цементный камень. В более поздние сроки нарастание прочности связано с гидратацией высокоосновных стронцийкальциевых силикатов. Предлагаемый клинкер стронцийсодержащего цемента получили следующим образом сырьевую смесь готовили из расчета получения клинкера с содержанием двухкальциевого силиката 25-30 масс, двухстронциевого силиката 55-60 мас, при постоянном количестве четырехкальциевого алюмоферрита, составляющего 15 масс. Клинкер стронцийсодержащего цемента получали в лабораторных условиях в электропечи обжигом сырьевой смеси при температуре 1450 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 стронцийсодержащего цемента определялась в очищенном керосине при 20 С. Истинная плотность цементной пульпы с влажностью 50 определялась также при 20 С в специальном пикнометре. Ввиду ограниченного количества материала вяжущие свойства стронцийсодержащих 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, а затем испытывались на сжатие. Результаты приведены в таблице. Содержание свободной извести в клинкере составляло 0,15. Истинная плотность порошка 4,47 г/см 3, истинная плотность цементной пульпы при затворении 50 воды- 2,28 г/см 3 а при 40 воды-2,29 г/см 3. Предел прочности при сжатии, МПа,при 20 С в растворе 13 через 7 сут. твердения 18,5 в растворе 10 при 50 воды -16,6 МПа и 40 воды-22,3 МПа. Предел прочности при сжатии, МПа, в растворе 10 при температуре 75-80 С через 2 сут. 11,2 МПа, а через 7 сут. составил 12,2 МПа. Сроки схватывания, ч-мин, при 40 воды начало схватывания 3-50 и конец схватывания- 4-57. Таблица. Результаты физико-механических испытаний стронцийсодержащих цементов Состав клинкера Истин ная плотность порошка,г/см 3 Истинная плотность цементной пульпы,г/см 3 40 50 воды воды Предел прочности при сжатии, МПа 20 С 75-80 С Раствор 13- в возрасте 2 сут (над чертой), 7 сут (под чертой).- над чертой - начало схватывания, под чертой - конец схватывания. Как видно из таблицы, цементная пульпа с влажностью 50 обладает большой текучестью. При снижении содержания воды затворения до 40 наблюдалась большая подвижность цементной пульпы. Полученные результаты показывают, что стронцийсодержащие цементы обладают вяжущими свойствами. Истинная плотность стронцийсодержащего цемента как в порошке, так и в виде цементной пульпы повышается по мере увеличения в клинкере 2. При содержании в клинкере 2 - 60 истинная плотность порошка достигает 4,47 г/см 3, а истинная плотность цементной пульпы - 2,28 г/см 3. Полученные стронцийсодержащие цементы отвечают требованиям, предъявляемым к плотности утяжеленного тампонажного цемента и могут быть использованы в нефтяной промышленности. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Клинкер стронцийсодержащего цемента,включающий двухкальциевый силикат,двухстронциевый силикат, четырехкальциевый алюмоферрит, отличающийся тем, что он содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас.двухкальциевый силикат 25-30 двухстронциевый силикат 55-60 четырехкальциевый алюмоферрит 15.