11.4 Взаимодействие силикатных растворов с горными породами

Жесткость связей в упрочненном песке обусловлена главным образом характером сцепления раствора с породой. Все процессы, происходящие на границе с горной породой, зависят от минерального и гранулометрического со става горных пород, наличия аутогенных пленок на минеральных зернах. В контакте с жидким стеклом в щелочной среде кальцит (известняк) преобразуется в гидроксид кальция Са(ОН)_{2 ,} который, как известно, в присутствии кремнезема способен кристаллизоваться в виде минерала портландита. Вследствие этого в контакте силикатного раствора с известняком прочность тампонажного камня значительно, выше; чем в контакте с другими горными породами. Проведенные Э.А. Бочко исследования позволяют констатировать, что чем больше кальцита в песке, тем лучше его взаимодействие с силикатом натрия, тем выше прочность образцов.

Другим фактором, влияющим на формирование структурных связей в закрепляемом песке является гранулометрический состав песка. При повышении дисперсности песка общая поверхность всех частиц на единицу объема возрастает, возрастает объемная энергия горной породы, уменьшается толщина и увеличивается прочность пленок раствора между частицами, повышается прочность закрепленной по роды в целом.

Однако прочность закрепленной породу зависит от степени заполнения пор песка раствором, а значит от теку чести раствора, а текучесть раствора, в свою очередь, зависит от концентрации компонентов в растворе.

По данным электронной микроскопии при заполнении 50 % порового пространства песка силикатным раствором образуется контактный тип цемента, при 75 % - пленочный, а при 90 %-поровый тип цемента.

Установлено, что при одном и том же составе компонентов прочность горной породы выше при. увеличении электролитов в растворе или в контакте с минеральными зернами. Так, при наличии на минеральных зернах пленок из гидроокислов или солей железа прочность взаимодействия силикатных растворов возрастает.

Г л а в а 12 Модифицированные тампонажные смеси

Цель модификации тампонажных материалов — приведение в соответствие свойств базовых тампонажных цементов и при­готовляемых из них растворов с условиями применения. Это касается, прежде всего регулирования плотности тампонажных растворов, а также скорости схватывания и твердения, реоло­гических свойств.

Модифицировать можно на стадии производства тампонаж­ных цементов путем введения твердых порошкообразных доба­вок, введением диспергируемых (в том числе чаще всего рас­творяемых) в жидкости затворения реагентов, пу*ем аэрирова­ния раствора и т. д. Некоторые коррозионностойкие, термостой­кие и расширяющиеся тампонажные цементы, по существу, являются модифицированными. Однако они включены в раздел базовых, так как могут подвергаться модификации изложен­ными ниже методами.