Тампонажний цемент з добавками магнезиту та доломіту є сумішшю тампонажного портландцементу з магнезитом ( MgCO3), або доломітом ( CaCO3 х MgCO3), які обпечені при to 700 – 9000С. Добавки до цементів обпечених магнезиту доломіту відповідно 5 – 10 і 10 – 20% забезпечують розширення ТК протягом 48 год. до 0,5% за рахунок гідратації оксидів MgO і суміші MgO +CaO в цементному камені.

Розширюючи тампонажні цементи (РТЦ) з великим значенням розширення отримують додаванням добавок молотих негашеного вапна і периклазу, обпалених при певних t0.

В складі цементу для низьких і нормальних t0перевагу слід надавати сорту вапна ,, повільно гашене”, яке подрібнено до питомої поверхні 250 – 350 м2/кг.

В залежності від якості сировини, умов опалювання та зберігання негашене вапно може вміщувати різну кількість СаО. При вмісті його в цементі до 10% та W= 0,4 - 0,5 спостерігається лінійна залежність розширення і міцності від вмісту СаО, яка надалі переходить в степеневу. В області лінійної залежності ( тобто до 10% активного СаО), незважаючи на велике значення розширення, суцільність структури ТК не порушується і зберігається його висока міцність. При більших добавках розширюючого компоненту розширення настільки велике, що структура ТК навіть на початковій стадії розвитку не може сама зарощувати мікро розриви і міцність каменя різко знижується. Тому склад розширюючого цементу необхідно підбирати з урахуванням вмісту активного СаО в негашеному вапні.

Рання міцність ТК з розширюючого цементу дещо нижча за міцність каменя з вихідного тампонажного цементу. Однак протягом твердіння різниця в міцності каменю з розширюючого та вихідного цементів зменшується. Підвищення водовмісну розчину зменшує розширення каменя.

Промислове негашене вапно, яке є м’яко обпаленим оксидом Сао, гідратується

з утворенням тонкодисперсного Са (ОН)2, володіє високою структуроутворюючою здатністю, внаслідок чого прискорюється запустіння тампонажного розчину.

Тампонажний розчин з розширюю чого цементу та негашеного вапна має характерну форму кривої загустіння – ділянка низької початкової консистенції швидко змінюється зростанняям консистенції, що викликано гідратацією оксиду кальцію. Слідом за цим наступає нетривалий інкубаційний період, протягом якого консистенція за абсолютним значенням вища, ніж у звичайного тампонажного цементу. Після інкубаційного періоду наступає процес загустіння внаслідок інтенсивної гідратації силікатних мінералів, який протікає так, як у звичайних тампонажних цементів. Час запустіння у РТЦ дещо менше, ніж у вихідного тампонажного цементу .

Для отримання розширення в межах 16- 20% з моменту приготування розчину (3-7% з початку схоплення), що значно більше ніж у інших видів розширюючих цементів, але безпечно для властивостей ТК, необхідно на 100 масових часток портландцементу вводити 10-20 масових часток молотого негашеного вапна. Кількість введеного вапна залежить від термінів схоплення вихідного портландцементу, його активності та швидкості гасіння, а також від умов застосування цементу.

В помірно високих температурних умовах виникає проблема збереження необхідного розширення та забезпечення достатнього часу прокачування тампонажного розчину. З підвищенням t0 величина розширення, яке фіксується після початку схоплення, зменшується, однак при t0 до 750С оксид кальцію ще можна застосовувати як розширюючу добавку, особливо коли вибирати вапно з низькою швидкістю гасіння. При виробництві великих партій вапна, яке призначено для добавляння до тампонажних цементів для помірно високих t0, можна ввести зміни в технологічний процес обпалювання з метою отримання перепаленого вапна. В такі цементи доцільно також додавати розмелений кварцовий пісок, який сприяє сповільненню запустіння і схоплення розчину, а також підвищенню міцності в процесі твердіння в результаті реакції СаО та SіО2.

При t0 > 75 0С процес гідратації вапна відбувається настільки швидко, що значна частина оксиду Са перетворюється в гідрооксид ще до появи структури, не призводячи до розширення каменя. Однак, якщо частинки вільного оксиду Са розташовані всередині частинок клінкера або пилоподібної золи, то вони гід ратуються значно повільніше, ніж оксид Са що додається у вигляді негашеного вапна, отриманого при такій же t0 обпалювання.

Портландцементний клінкер, який вміщує вільний оксид Са можна отримати двома способами: короткочасним обпалюванням при t0 1100 – 13500С сировинної суміші, складеної з розрахунком на отримання не менше 60% три кальцієвого силікату ( залишок вільного вапна в клінкері в межах 3 – 15%), і звичайним обпалюванням сировинної суміші з КН > 1.

На основі таких клінкерів можна отримати розширюючи цементи для свердловин з t0 від 50 до 1200С. Клінкери з КН >1 можна застосовувати при t0 не менше 800С.

Перевага розширюючи тампонажних цементів на базі клінкера з вільним CaO полягає в тому, що поряд з забезпеченням великого розширення каменя при високих t 0, значно спрощується технологічних процес виготовлення такого цементу. Його можна виготовляти на будь- якому цементному заводі без значної зміни технологічного процесу. Такі цементи значно краще зберігаються, ніж цементи з добавкою молотого негашеного вапна. Необхідно відмітити також, що бажано застосовувати цей клінкер в складі термостійкого піщанистого цементу.

Економічно ефективний спосіб отримання розширюючи цементів на основі оксиду Ca полягає в додаванні до портландцементу пилоподібних паливних зол, які вміщують вільний оксид Ca. Такі золи залишаються після спалювання деяких видів вугілля та сланців в пиловугільних топках на електростанціях.

Для свердловин з більш високими t0 доцільно застосовувати менше активну оксидну розширюючи добавку – оксид Mg. Якщо оксидMg обпалювати при t0 1200 – 13000С, то він може бути доброю розширюючою добавкою до цементів при температурах