Глиноземистий і гіпсоглиноземистий цементи

Глиноземистий цемент - це швидкотужавіюча в'яжуча речовина яка одержується в результаті тонкого помелу продуктів спікання чи топлення сировинної суміші і складається з бокситу та вапна (вапняку) [200]. Глиноземистий цемент складається, в основному, з низькоосновних алюмінатів кальцію.

Хімічний склад в оксидах різних глиноземистих цементів змінюється в широких межах (%): А1₂0₃ - 30-50; СаО - 35-45; Si0₂ - 5-15- Fe₂0₃ - 5-15; інші-0-2, 5. '

Іноді в глиноземистий цемент вводять до 20-30% кислого доменного гранульованого шлаку. Це знижує вартість цементу, зменшує усадку та тепловиділення в процесі твердіння.

Існує різновид - високоглиноземистий цемент, в якому А1₂0₃ складає 70% і головним мінералом є СаО2А1₂0₃.

Глиноземистий цемент відрізняється швидким тужавінням та швид­ким твердінням, особливо за низьких температур. Він значно переважає в цьому відношенні портландцемент. Глиноземистий цемент випуска­ється в невеликих кількостях і є значно дорожчим за портландцемент.

Одна з особливостей глиноземистого цементу - висока стійкість в агресивних середовищах. Крім меншої хімічної активності низькооснов-них гідроалюмінатів кальцію та гібситу до кислих середовищ порівняно з гідратними сполуками портландцементу, велику роль відіграє ущільню­вальна дія гідроксиду алюмінію, який робить камінь з цього цементу менше проникним для агресивного середовища. Відсутність вільного гідроксиду кальцію запобігає сульфатну корозію глиноземистого цементу. Його одержують найчастіше з шлаків доменного процесу, який відбу­вається у відновному середовищі. Тому глиноземистий цемент не вступає в реакції окислення-відновлення з сірководнем. Глиноземистий цемент з усіх інших тампонажних матеріалів тільки один є стійким проти пластових вод та газів, які містять сірководень.

Використання глиноземистого цементу для цементування свердловин обмежено негативною дією на нього високої температури. Він може ви­користовуватися тільки за нормальних температур, коли статична тем­пература на вибої не перевищує 20-25°С. За вищих температур значно прискорюються процеси перекристалізації гідроалюмінатів, а міцність каменю різко знижується.

На основі глиноземистого цементу, додаючи до нього 25-30% сульфату кальцію у вигляді гіпсу (CaS0₄-2H₂0) чи ангідриту (CaS0₄), одержують гіпсоглиноземистий цемент (табл. 2.15). В основі процесу його твердін­ня лежить утворення еттрингіту: ЗСаОА1₂0₃-6Н₂0 + 3(CaS0₄-2H₂0) + 19Н₂0 = 3CaOAl₂0₃-3CaS0₄-31H₂0. Цементний камінь із гіпсоглинозе-мистого цементу стійкий за температури до 60°С, а також у сульфатних середовищах, але не стійкий до дії сірководню та солей магнію.

Таблиця 2.15- Властивості гіпсоглиноземистого цементу