А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Сульфатна корозія

Сульфатна корозія супроводжується утворенням ви-солов на поверхні і зниженням міцності бетону, а фізична - накопиченням солей в порах з розривом стінок і розхитування структури бетону при змінному зволоженні. Фізична форма корозії найбільш характерна для нижніх частин колон і балок через капілярного підсосу вологи з перекриттів.

Сульфатна корозія буває трьох видів.

Механізм сульфатної корозії до справжнього часу остаточно не з'ясований. Нижче наведено найбільш суттєві результати досліджень цього виду корозії тампонажного каменю.

Механізм сульфатної корозії досить складний. Він вивчається вже понад 100 років. Відомі такі, найбільш важливі закономірності цього явища.

Для запобігання сульфатної корозії використовують сульфат-кий ПЦ. При сульфатної агресії доцільно також застосовувати пуццо-Лановий і шлакові портландцементи, але тоді, коли бетон не будуть піддаватися частим поперемінним замерзання і відтавання.

Для умов сульфатної корозії найбільш переважними є цементи зі зниженим вмістом алюмінату кальцію і гідроксиду кальцію. Такими є сульфатостойкий цемент, пуццолановиє цементи, цементи з активними мінеральними добавками.

Цей різновид сульфатної корозії називається суль-фоалюмінатной корозією. Для її виникнення потрібна значно менша концентрація сульфат-іона (025 кг / м3), ніж для гіпсової корозії. Чим вищий вміст А12О3 і СаО в портландцементом клінкері, тим сильніше схильний цементний камінь сульфатної корозії.

До стійким проти сульфатної корозії відносяться пуццолановиє портландцементу з вмістом С3А в клінкері не більше 8% і ставленням А12О3: Fe2O307[15], Зокрема, суміші портландцементу з кремнеземистими добавками типу опоки, трепелу, а також шлакопортландцемент. В умовах сульфатно-сульфідної агресії найбільш стійкими виявляються шлакопесчание цементи, глиноземисті цементи та їх суміші з Портландського цементамі.

До стійким проти сульфатної корозії відносяться пуццолановиє портландцемент з вмістом С3А в клінкері не більше 8% і ставленням А12Оз: Ре2Оз Про 7[15], Зокрема, суміші портландцементу з кремнеземистими добавками типу опоки, трепелу, а також шлакопортландцемент. В умовах сульфатно-сульфідної агресії найбільш стійкими виявляються шлакопесчание цементи, глиноземисті цементи та їх суміші з Портландського цементамі.

Для запобігання сульфатної корозії бетону доцільно вводити в бетон споруджуються систем охолодження захисні пуццолановиє добавки. На діючих тривало експлуатованих установках введення підкислення зазвичай безпечно, так як тут бетон при відсутності обробки води покривається захисним шаром карбонату кальцію.

Для зменшення сернокислотной і сульфатної корозії необхідно при заміні конструкції і ремонті газоходів застосовувати кислотостойкие і щільні матеріали, наприклад для стін і футеровок кислототривкий цегла на кислототривкому розчині або сілікатопо-лімерний бетон.

Характерним видом сульфатної корозії цементного каменю є взаємодія розчиненого у воді гіпсу з трьох-кальцієвих гидроалюмінатом. При цьому утворюється труднорастворімий гидросульфоалюмінат кальцію, який, кристаллизуясь, поглинає велику кількість води і значно збільшується в об'ємі (приблизно в 2 5 разу), що надає сильне разрущающім дію на цементний камінь.

Гіпс викликає сульфатную корозію цементного каменю.

Особливе місце займає сульфатна корозія, яка протікає при дії на поверхню бетонних конструкцій розчинів солей сірчаної кислоти. В результаті взаємодії цих розчинів з складовими частинами бетону утворюються продукти корозії, які відкладаються в порах, тріщинах і капілярах бетону, кристалізуються в них, збільшуються при цьому в обсязі і при деяких умовах викликають руйнування бетону.

Особливе місце займає сульфатна корозія, яка протікає при дії на бетонні конструкції розчинів солей сірчаної кислоти. В результаті взаємодії цих розчинів з складовими частинами бетону утворюються продукти корозії, які відкладаються в порах, тріщинах і капілярах бетону, кристалізуються в них, збільшуються при цьому в обсязі і за деяких умов викликають руйнування бетону. Промислові води, які містять сірчанокислий солі і грунтові води, насичені вуглекислим газом, викликають посилену корозію бетону, причому швидкість руйнування бетону збільшується з підвищенням вмісту у воді солей і вуглекислого газу.

Гіпотези про механізм сульфатної корозії в більшості слабо відпрацьовані і аргументовані і зазвичай схоплюють вузьке коло відомих експериментальних даних.

Сульфат магнію інтенсифікує процес сульфатної корозії. При високій концентрації іонів Mg2 і тривалому контакті бетону з водою можливо розчинення і інших складових частин бетону.

З можуть спостерігатися процеси класичної сульфатної корозії з утворенням вторинного гідросульфоалюміната. Поява мікротріщин в результаті сульфатної корозії прискорює проникнення сірководню вглиб цементного каменю.

Подвійний суперфосфат не викликає сульфатної корозії бетону і тому менш агресивний, ніж простий суперфосфат.

Механізм дії і наслідки сульфатної корозії тампонажного каменю в основному збігаються з такими при магнезіальною корозії. Руйнівна дія кристалів проявляється в тих випадках, коли вони утворюються на стінках пір, представлених алюмінатних мінералами. Чим більше в в'язкому трьох-кальцієвого алюмінату, тим швидше і глибше розвивається сульфатна корозія. Тому вирішення проблеми корозійної стійкості тампонажних матеріалів і одержуваного з них каменю з урахуванням викладених вище положень є однією з найважливіших задач при бурінні і кріпленні свердловин, спрямованих на забезпечення надійності та довговічності їх роботи в умовах підвищеної пластової агресії і в сольових відкладеннях.

Найпростішим способом боротьби з сульфатної корозією є застосування сульфатостойкого тг-цементу, що містить до 5% ЗСАТ SiC2 при обмеженому вмісті аліта.

Крім зазначених видів, зустрічається сульфатна корозія, коли в пластових водах містяться іони SC42 і катіони магнію, натрію або кальцію. При наявності в воді сульфатів відбуваються обмінні реакції з матеріалом тампонажного каменю; катіон в сульфате заміщається іоном кальцію Са2 а при певних умовах утворюються і накопичуються гіпс і гідросульфоалюмі-нат.

Точка зору про осмотичної природі сульфатної корозії цементного каменю вельми цікава, але мало розроблена, тому питання про роль осмотичних і електроосмотіческій явищ вимагає подальших досліджень. Кристаллизационная гіпотеза про природу сульфатної корозії цементного каменю ставиться під сумнів у зв'язку з тим, що при досягненні зростаючим кристалом еттрінгіта або гіпсу поверхні твердого перешкоди подальше зростання частки і виникнення скільки-небудь значного тиску неможливо, так як припиняється доступ іонів кальцію, гідроксиду, сульфату і алюмінату до точки росту. Однак повне блокування точки росту кристалу можливо в тому випадку, якщо перешкода має такий же склад, як і кристал. В цьому випадку відбувається зрощення зростаючого кристала з перешкодою.

Пуцоланові цементи забезпечують підвищення стійкості до сульфатної корозії і корозії вилуговування. Обидва ці виду корозії більш небезпечні при низьких і нормальних, ніж при підвищених, температурах. Пуцоланові цементи, особливо з кремнеземистими добавками осадового походження, мають нижчу продуктивність стійкістю проти магнезіальною корозії, ніж звичайний портландцемент.

При підвищеному вмісті магнію в контактує воді сульфатна корозія бетону посилюється.

Вважають, що основною причиною руйнування при сульфатної корозії служать не тільки фізичні сили кристалізації, скільки осмотические сили, пов'язані з усадкою і набуханням в цементі алюмінатів.

У присутності хлоридів більше 1000 мг /л сульфатна корозія сповільнюється, так як розчинність утворюється двуводного сульфату і гідросульфоалюміната кальцію збільшується. Коли концентрація хлоридів досягає 5 г /л, корозія повністю припиняється. Підвищення стійкості бетону до сульфатної корозії досягається і зменшенням (до 5%) в складі цементу трехкальциевого алюмінату.

Сульфатоетойкій портландцемент відрізняється від звичайного підвищеною стійкістю до сульфатної корозії. До складу сульфатостойкого портландцементу зазвичай не вводяться будь-які добавки крім гіпсу. Присутність добавок допускається лише за згодою між постачальником і споживачем. Цей різновид портландцементу характеризується також зниженим виділенням тепла.

Відсутність вільного гідроксиду кальцію оберігає глиноземний цемент від сульфатної корозії. Його отримують здебільшого з шлаків доменного процесу, що проходить в відновної середовищі. Тому він не вступає в реакції окислення - відновлення з сірководнем.

Цемент володіє підвищеною стійкістю до корозії вилуговування і сульфатної корозії з причини відсутності гідроксиду кальцію.

Існують уявлення, що основний причиною руйнування при сульфатної корозії є не стільки фізичні сили кристалізації, скільки осмотические сили, пов'язані з усадкою і набуханням гелю. Розчини сірчанокислого алюмінію і амонію надають аналогічне розглянутому дію.

Такий підхід був, безумовно, виправданим при углекислотной, сульфатної корозії або при вилуговування вапна з цементного кільця. У разі сірководню, який вельми агресивний по відношенню до звичайних обсадних колон нафтових і газових родовищ, при вимірі глибини корозії необхідно враховувати всю зону каменю, в яку проникає сірководень, так як після початку поглинання сірководню металом обсадних труб з'явиться додатковий хімічний потенціал, що сприяє прискоренню дифузії - агресивного агента в цементному кільці.

Стан зволожуваного перекриття площадки горна. У холодний період року до процесів вилуговування і сульфатної корозії зволожуваного бетону додається процес його розморожування.

Сульфатостійкий портландцемент (ССПЦ) відрізняється підвищеною стійкістю до сульфатної корозії. Прискореного твердіння домагаються тепловою обробкою.

Руйнування труб може відбуватися за рахунок як сульфидной, так і сульфатної корозії.

Сульфатостійкий портландцемент призначається не тільки для виготовлення бетонів, що піддаються дії сульфатної корозії, але і для бетонів підвищеної морозостійкості. Це забезпечується перш за все зниженим вмістом трехкальциевого алюмінату. Крім того, під час помелу ніяких мінеральних добавок, крім гіпсу, не вводиться, проте можливе введення пластифікуючих або гідрофобізующіх речовин, підвищують морозостійкість.

Вплив на бетон розчинів сульфатних солей, як відомо, призводить до сульфатної корозії - утворення гідро-сульфоалюміната кальцію - кристаллогидрата, що руйнує матеріал.

Вплив на бетон розчинів сульфатних солей, як відомо, призводить до сульфатної корозії - утворення гідро-сульфоалюміната кальцію - кристаллогидрата, що руйнує матеріал.

Магнезіальних корозія відбувається особливо інтенсивно в тих випадках, коли вона супроводжується сульфатної корозією.

Температура прискорює більшість корозійних процесів, в.о. є і виключення; так, сульфатна корозія припиняється при температурі вище 370 К.

З викладеного випливає, що в умовах свердловин, де відсутній кисень, сульфатна корозія, що призводять до руйнування цементного каменю, як це вказується в роботі Н.А. Іванової, не розвивається. Результати досліджень показали, що в чистому газоподібному сірководні зразки каменю, отримані при гідратації С3 S, і портландцементу також піддаються корозійного ураження, яке носить об'ємний характер.

Негативний вплив впливу газів, що відходять на стійкість конструкцій димових труб проявляється у вигляді сульфатної корозії, фільтрації вологи на зовнішню поверхню стовбура, ерозії внутрішньої поверхні футеровки і температурних коливань. Корозійний вплив димових газів залежить від їх температури, швидкості, виду і складу використовуваного палива, а також режиму роботи.

Більш тонкий помел цементного каменю, а також збільшення терміну попереднього твердіння послаблюють сульфатную корозію.

Стан зволожуваного перекриття площадки горна.

Великий вміст в промисловій воді іонів SO (більше 250 мг /л) викликає сульфатную корозію цементного каменю. Це призводить до серйозних структурних руйнувань бетону.

Зростання міцності в часі. Пуцоланові портландцементу характеризуються також підвищеною стійкістю до окремих видів корозії і, зокрема, до сульфатної корозії. Бажано, щоб мінеральні добавки були попередньо випробувані з тими цементамі і наповнювачами, які передбачається використовувати в конкретних конструкціях.

Стан зволожуваного перекриття площадки горна. Великий вміст в промисловій воді іонів SO (бо - леї 250 мг /л) викликає сульфатную корозію цементного каменю. Це призводить до серйозних структурних руйнувань бетону.

Слід зазначити, що при невеликій концентрації, сульфат магнію більш агресивний, ніж хлорид магнію, так як одночасно протікає сульфатна корозія. При високій концентрації сульфату магнію, навпаки, з огляду на те, що утворилися за рахунок кристалізації сульфату кальцію мікротріщини, перешкоджають розвитку осмотичного тиску.

У хімії в'яжучих речовин для з'єднання такого складу раніше нерідко застосовували образну назву цементної бацили за його активну роль у розвитку сульфатної корозії бетону, так як освіта його супроводжується значним збільшенням обсягу. Це з'єднання називають високосульфатним гидроалюмінатом кальцію для відмінності від іншого сульфо-алюмината складу ЗСАТ А12О3 CaSO410H2O, званого нізкосульфатним гидроалюмінатом кальцію.

З іншого боку, якщо в розчині закінчуються солі Mg2 то концентрація вапна знову збільшиться з подальшим утворенням сульфату кальцію і сульфатної корозією цементного каменю.