Исследование влияния на фазовый состав цементных растворов добавок на основе углеродных нанотрубок при цементировании скважин

Введение. В данной статье описаны результаты исследований процессов влияния добавок на основе углеродных нанотрубок на фазовый состав цементных растворов, применяющихся при цементировании скважин. Качество работ по цементированию и обеспечению герметичности обсадной колонны является достаточно важным с точки зрения обеспечения экологических требований к окружающей среде. Методы исследования. Для решения этой проблемы модифицировали тяжелый бетон углеродной нанодобавкой. Для исследований был выбран цементный камень, полученный при нормально-влажностном отвердевании. Цементный раствор ЦЕМ III/A32.5H затворяли водопроводной водой для отвердевания, предварительно в ней размешивая суспензию углеродных нанотрубок в водном растворе смеси гидрофобизатора и гиперпластификатора. Для обеспечения однородной и высокодисперсной структуры этой суспензии ее составляющие компоненты подвергались предварительной диспергации в ультразвуковом поле. Результаты и их обсуждение. Определили оптимальное соотношение углеродных нанотрубок в составе цементного раствора, которое составило от массы цемента 0,005% для однослойных углеродных нанотрубок и 0,0005% - для многослойных. Был изучен процесс влияния выбранных модификаторов на продукты гидратации и фазовый состав цементного раствора. Добавка комплексного действия, включающая в себя однослойные углеродные нанотрубки, была диспергирована в растворы смеси поверхностно-активных веществ гидрофобного и гидрофильного типов, что позволило увеличить прочность цементных растворов до 55%. Вывод. С точки зрения модификации наиболее эффективными являются однослойные углеродные нанотрубки.