Гідравлічна активність свинцевого шлаку нижча, ніж гранульованих доменних шлаків. При t – 2000С і тиску 50МПа початок схоплення свинцевого шлаку наступає через 5,5 годин. Сповільнювачі термінів схоплення шлаку – хромпік та його суміш з гіпаном і ССБ. Поважчені шлаки, оброблені такими реагентами, мають необхідний термін схоплення до 2500С.

Для застосування шлакового розчину при t нижче 2000С необхідно прискорювати його твердіння. Ефективними прискорювачами є кальцинована сода, гранульований доменний шлак, портландцемент. Шлакові розчини з такими добавками можна використовувати при t від 80 до 180 – 2000С. Міцність шлакового каменя на стик через 48 год. твердіння досягає 20МПа. Підвищити її при t 120 – 2000С можна добавкою розмеленого кварцового піску.

В табл.(ІІ. 13 .с. 188) подані результати дослідження властивостей шлако – магнетитових і шлако – піщаних сумішей сумісного помелу. Терміни схоплення поважчених шлакових розчинів регулюються додаванням сповільнювачів – ССБ і хромпіку. ССБ, крім того, розріднює поважчені розчини, та зменшує водовміст. Магнетитовий пісок більше сповільнює терміни схоплення розчинів у порівнянні з кварцевим.

Міцність на згин каменя з шлаку сумісного помелу досить висока, і лише в 1,5 – 3 рази менша міцності на стик. Міцність каменя з сумішей важкого шлаку і кварцево – магнетитового піску менше ніж кварцового, оскільки магнетит менше активний у порівнянні з кварцевим піском. Густина суміші з шлаку і кварцево – магнетитового піску вища за густину суміші шлаку і кварцового піску. За даними табл. ІІ.12 встановлено, що у випадку потреби приготування шлакового розчину густиною не більше 2150кг/м3, доцільно застосовувати суміші шлаку з кварцевим піском, оскільки вони володіють кращими фізико – механічними властивостями.

ПОЛЕГШЕНІ ТАМПОНАЖНІ ЦЕМЕНТИ І РОЗЧИНИ.

Способи пониження густини ТР.

Тампонажні розчини це багатокомпонентні системи, густина ( об’ємна маса) яких залежить від густини вихідних компонентів та їх об’ємного ( або масового) співвідношення в суспензії. Зменшити густину ТР можна збільшенням вмісту рідини змішування по відношенню до твердих компонентів, за умови що густина рідини менша густини компонентів. Інших випадказменшити густину ТР можна наступним чином:

заміна частини або всієї рідини замішування рідиною меншої густини

заміна всієї або частини в’яжучої речовини на в’яжучу речовину меншої густини

заміна всієї або частини добавки на добавку меншої густини

заміна частини в’яжучої речовини на спеціальну добавку меншої густини

заміна частини об’єму твердих і ( або) рідких фаз на газоподібну фазу.

Вибір того чи іншого способу пониження густини залежить від умов застосування, технологічних можливостей та економічної доцільності. При використанні тампонажних матеріалів на основі мінеральних в’яжучих речовин можливості регулювання густини виробом їх виду обмежені, якщо брати до уваги тільки їх густину. Для наглядності нижче подана густина основних в’яжучих речовин, мінеральних добавок та речовин органічного походження.

а) густини основних в’яжучих речовин, кг/м3

портландцемент ний клінкер................................................ 3100 – 3200

доменний шлак....................................................................... 2700 – 3000

гіпс напівводяний.................................................................... 2200 – 2400

вапняно - кремнійземлистий цемент..................................... 2300 – 2400

гіпсо-глиноземлистий цемент................................................ 2600 – 3800

шлако-піщаний цемент........................................................... 2700 – 2900

б) густини основних мінеральних добавок, кг/м3

кварцовий пісок...................................................................... 2600 – 2700

вапняки, крейда....................................................................... 2200 – 2800

діатоліт, трепел, опока............................................................ 2100 – 2500

паливні зони............................................................................. 2000 – 2400

вулканічні породи (пемза, туфи, траси, перліти) .................. 2200 – 2700

в) густини окремих твердих речовин органічного походження, кг/м3

кам’яне вугілля............................................................................. 1200 – 1500

кам’яновугільний кокс................................................................. 1200 – 1400

кам’яновугільний пек................................................................... 1200 – 1300

бітум, тверді асфальти.................................................................. 1000 – 1300

При необхідності понизити густину ТР на основі портландцементу з 1830кг/м3 при W = 0,5 до 1500 кг/м3 можна скористатись різними методами. В першому випадку цього можна досягнути шляхом заміни 90% портландцементного клінкера на найменшу з мінеральних добавок – пилоподібну золу, в другому варіанті замінити 46% клінкера на порошкоподібне кам’яне вугілля, в третьому випадку – додати до розчину 20% газової фази від початкового його об’єму, і останнє – збільшити водомісткість до 1,05. За результатами аналогічний досліджень очікувалась міцність ТК у кожному випадку через дві доби твердіння та на його кінцевій стадії. Було встановлено, що отримання густини в межах 1500кг/м3 необхідно ввести настільки багато золи, що ТР практично не затвердієває. Тому з використанням таких добавок найдоцільніше понижувати густину розчину тільки до 1700 кг/м3, але і цьому випадку отримують ТК низькою міцністю.

Якщо використовувати добавки органічного походження густиною 1300 – 1400 кг/м3, то можна приготувати розчини густиною 1500 кг/м3, які затвердівають до тампонажного каменя з низькою, але в багатьох випадках достатньою міцністю. Якщо в якості добавок використовувати матеріали густиною 900 – 1000 кг/м3 ( наприклад поліетиленову крихту), то густину розчину 1500 кг/м3 можна отримати при заміні біля 25% клінкера, але міцність ТК тоді низька і близька до міцності у випадку збільшення водомісткості розчину.

Більшу міцність ТК отримують при пониженні густини введенням повітря в розчин. Суттєва вада керованих тампонажних розчинів – їх стискуваність. На великих глибинах, де великі гідростатичні тиски, об’єм керованого тампонажного розчину суттєво зменшується, а густина збільшується. Цю ваду можна усунути, якщо пухірці повітря чи іншого газу помістити в міцні оболонки.

Найчастіше використовуються пластмасові, скляні, керамічні та кварцеві мікро балони ( мікро капсули). Для ефективного пониження густини зі збереженням високої міцності необхідно, щоб густина мікробалонів знаходилась в межах 600 кг/м3. Тоді для отримання ТР густиною 1500 кг/м3 достатньо замінити ними 14% маси портландцементного клінкера. Міцність ТК в такому випадку достатньо висока. Такий спосіб дозволяє приготовляти ТР з низькою густиною зі збереженням задовільних властивостей каменя. Так,