logo
Тампонажные смеси2

4.4 Сцепляемость цементного камня с горной породой

По энергетической способности взаимодействиям вяжущими веществами выделяют четыре группы породообразующих минералов, занимающих основную часть всех горных пород.

  1. Минералы с высоким потенциалом отрицательного заряда на поверхности кристаллов в виде анионов О2 (кварц и др.).

  2. Минералы с пониженным потенциалом отрицательного заряда за счет его частичной нейтрализации катионами К+, Na+, Mg2+, Fe3+.

  3. Минералы с весьма низким потенциалом (с большим количеством нейтрализующих заряд катионов Са2+, Mg2+): кальцит, доломит и др.

4. Минералы с нейтральной поверхностью (тальк, графит).

Различные вяжущие материалы взаимодействуют с этими минералами по-разному. Вяжущие материалы, имеющие в преобладающем составе минеральное частицы с высоким отрицательным зарядом (полярные гидрофильные частицы), активнее взаимодействуют с минералами, имеющими высокий отрицательный потенциал, и наоборот, гидрофобные вяжущие активнее взаимодействуют с гидрофобными минералами (правило Ребиндера).

Цемент имеет в своем составе отрицательно заряженные минеральные составляющие (SiO-), поэтому цементный раствор активно взаимодействует со всеми металлами и горными породами за исключением глин, особенно гидрофильных, таких, как бентонит. Дело в том, что в контакте с глиной за счет впитывания воды гидрофильной глиной происходит обезвоживание цементного раствора и образование кристаллогидратов (твердение раствора) происходит замедленно и не активно.

Лабораторные исследования по определению сцепляемости цементного раствора с горной породой проводят в прессованных из порошка испытуемой горной породы трубках с "наружным диаметром 30 мм и внутренним диаметром 12 мм либо в куске испытуемой горной породы с выбуренной "скважиной" (полостью) диаметром 12 мм,

В полость трубки или скважины заливают цементный раствор, в течение двух суток дают ему затвердеть. Затем с помощью гидравлического пресса затвердевший стержень цементного раствора выдавливают и давление МПа, затрачиваемое на выдавливание стержня, принимают за величину сцепляемости.