Adhes.ru

Стройматериалы
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Пористость горной породы

Пористость горной породы

Под пористостью горных пород понимается наличие в ней пор, каверн, трещин и других полостей, содержащих нефть, газ и воду. Различают полную и открытую пористость. Полная — определяется объемом всех пор в породе, открытая – сообщающихся между собой. В нефтепромысловой практике в основном используется открытая пористость, так как она способствует извлечению нефти из недр. Она определяется как отношение объема открытых (сообщающихся) пор к объему образца породы – коэффициент пористости (Кп). Он выражается в долях единицы или процентах. Коэффициент пористости характеризует емкостные свойства пород – коллекторов. Расчет его производится по следующей формуле:

где Кп – коэффициент пористости;

Значение коэффициента пористости зависит от размера и формы зерен, степени их отсортированности и уплотнения, а также от минерального состава цемента и типа цементации. Наибольшей пористостью среди терригенных пород в естественных условиях обладают несцементированные или слабосцементированные разности. По величине поровых каналов выделяются следующие группы: сверхкапиллярные, с диаметром пор – 0,508-2 мм; капиллярные — 0,0002 — 0,508 мм; субкапиллярные – менее 0,0002 мм. Движение нефти и газа в сверхкапиллярных порах происходит свободно, капиллярных – при значительном участии капиллярных сил, субкапиллярных – движение жидкости практически невозможно. Породы с субкапиллярными порами относятся к непроницаемым, плотным: глины, глинистые сланцы, известняки. В зависимости от характера полостей выделяют три типа коллектора: поровый, каверновый, трещинный. Поровые коллекторы образованы межзерновой пористостью в терригенных и карбонатных породах. Каверновые характерны для карбонатных пород. Трещинные коллекторы встречаются преимущественно в карбонатных породах и терригенных с карбонатным цементом. Они в чистом виде встречается редко и отмечены на больших глубинах в плотных карбонатных породах, песчаниках, хрупких сланцах, метаморфизованных и изверженных породах. Чаще можно видеть карбонатные коллекторы смешанного типа – порово-каверново-трещинные. В их формировании принимали участие различные процессы: выщелачивание, доломитизация — увеличивающие емкость; перекристаллизация, окремнение, уплотнение – снижающие емкостные свойства коллекторов. В зависимости от преобладания тех или иных полостей и типа коллектора пористость карбонатных пород колеблется от 0,1 до 30%. Для коллекторов с межзерновыми порами она составляет 16 – 20%. В каверновых коллекторах достигает 30% и выше. Емкость трещинных коллекторов чрезвычайно мала и составляет всего 0,1 – 3%.

Читайте так же:
Шарики пенопласту с цементом

Виды коррозии

Коррозия бетона и железобетона – это разъедание строительных материалов под разрушающим воздействием химических, физических, биологических факторов при возникновении контактов с окружающей средой. Ввиду того, что в своем составе бетон имеет различные компоненты и цементный камень является наиболее уязвимым, он первым страдает от коррозийного процесса.

Виды вод, которые разрушают бетон: воды в трубах и траншеях, сточные, речные, грунтовые, морские. Самыми опасными считаются грунтовые воды, которые залегают возле промышленных предприятий, так как в них могут содержаться химические выбросы. Сточные воды также негативно влияют на материал из-за содержания химикатов. Воздействие газов можно включить в число опасных факторов.

Разрушения могут быть самыми разными и предполагать как воздействие на монолит извне, так и провоцировать изменение его структуры изнутри. При повышении влажности разъедание бетона ускоряется. Коррозировать может и арматура, расположенная внутри бетона, провоцируя разрушение железобетонных конструкций.

  1. Вымывание из цементного камня его компонентов.
  2. Негативное воздействие агрессивных веществ на монолит.
  3. Сочетание всех воздействий, которые меняют сам цементный камень.

Растворение составных частей цементного камня

Это разрушение происходит вследствие растворения (вымывания) компонентов цементного камня. На бетон воздействует вода и начинает растворяться гидроксид кальция, в процессе гидролиза появляется C3S и C2S, его объем растет и через 3 месяца занимает 10-15%, растворимость составляет 1.3 г/л.

Содержание гидроксида кальция из-за вымывания уменьшается до 1.1 г/л, распадаются гидросиликаты, разлагаются гидроалюминаты и гидроферриты кальция. Эти процессы провоцируют увеличение пористости материала, что означает и потерю прочности. Под воздействием воды (и особенно под давлением) процесс такой коррозии существенно ускоряется.

Но наиболее популярным методом борьбы с выщелачиванием гидроксида кальция традиционно считается применение плотных бетонов, в состав которых добавляют специальные компоненты, способствующие связыванию Са (ОН) в гидросиликат кальция, являющийся слаборастворимым соединением.

При взаимодействии цементного камня с содержащимися в воде кислотами

Этот тип коррозии можно наблюдать при влиянии на цементный монолит разных агрессивных веществ, в процессе соприкосновения с которыми появляется два типа соединений: аморфные массы и соли. Соли эти легко растворяются и вымываются водой. Аморфные массы практически не демонстрируют связующих свойств и бетон распадается под действием кислотной коррозии.

Читайте так же:
Пластиковые емкости для замеса цемента

Кислотную коррозию можно наблюдать при воздействии любой кислоты, за исключением кремне-фтористо-водородной и поликремниевой. Опасные кислоты, взаимодействуя с гидроксидом кальция, способствуют созданию легкорастворимых солей СаС12 в том числе, что постоянно увеличивают размер CaSO4-2H2O. Это выглядит так: Са(ОН)2 + 2НС1 = СаС12 + 2Н2О Са(ОН)2 + H2SO4 = CaSO4.2H2O.

Под воздействием кислот разрушаются гидросиликаты, гидроалюминаты, гидроферриты, появляются легкорастворимые соли и иные аморфные массы. Защититься от слабых кислотных сред (на уровне pH = 4-6) можно с применением специального кислотостойкого материала (монолит окрашивают, покрывают пленкой и т.д.).

При взаимодействии бетонного монолита с агрессивными средами появляются соединения большего размера в сравнении с теми, что были сформированы в бетоне изначально. Так появляется внутреннее напряжение внутри камня, который начинает трескаться под негативным воздействием. Это происходит сульфатная коррозия бетона.

Сульфатная коррозия имеет место из-за того, что в жидкой фазе цемента есть ионы кальция и гидроокисла, которые могут активно реагировать с агрессивной средой. Другие ионы обычно подавляются большим объемом извести. Катионы среды опасны, когда создают с ионами гидроокисла плохо растворимые соединения. Эти соединения провоцируют резкое понижение щелочности в бетонном монолите, растворение твердой извести, гидролиз силикатов и алюминатов (до этого проявляющих стойкость).

Сульфатные анионы создают с ионами кальция двуводный гипс, а в сочетании с высокоосновными алюминатами – гидросульфо-алюминат. Гипс и гидросульфо-алюминат имеют свойство кристаллизироваться и увеличиваться в объеме.

Когда такой процесс происходит в уже застывшем монолите, в структуре появляются большие внутренние напряжения. Бетон начинает покрываться трещинами или отслаиваться. Гидросульфоалюминат имеет свойство кристаллизоваться в виде игл, в связи с чем его называют «цементной бациллой».

Но так случается не всегда. Если гидросульфатоалюминат образуется в жидком бетоне или в растворе есть ионы хлора (они усиливают растворимость сульфоалюмината и алюминатов), напряжения могут не появляться. Так, сравнительно не опасна для бетона морская вода из-за содержания в ней большого объема сульфатов и большего объема хлорида.

Типы эндопротезов тазобедренного сустава

Эндопротезы могут быть однополюсными или тотальными. Однополюсные конструкции состоят из одного компонента, тотальные представляют собой искусственный сустав целиком.

Однополюсными протезами ТБС пользуются в случае травм у людей пожилого возраста или в ослабленном состоянии. Их можно применять, если у пациента нет существенных изменений вертлужной впадины в результате артроза.

Читайте так же:
Цементный лист для пола

Эта операция отличается низкой травматичностью, что увеличивает количество рекомендаций к ее применению. Для замены бедренного фрагмента требуется меньше времени, уменьшается потеря крови. К сожалению, срок службы отдельного компонента ниже, чем тотального эндопротеза. Бедренный компонент служит от 2 до 5 лет, поэтому по окончании срока службы, больному приходится ложиться на проведение ревизионной операции.

Тотальное эндопротезирование подразумевает полную замену сустава искусственной конструкцией, состоящей из головки бедренной кости и вертлужной впадины. Такие устройства служат существенно дольше, чем однополюсные эндопротезы.

Искусственные суставы подразделяются по типу протезов с фиксацией элементов на цементные и бесцементные.

Цементный эндопротез (цементную фиксацию) применяют в случае высокой пористости костной структуры. В суставную впадину и канал бедренной кости помещают специальное вещество – костный цемент. Оно увеличивает степень фиксации элементов, создавая для них опору, перераспределяя нагрузку. На увеличение срока и качества реабилитации практически не влияет, поскольку могут использоваться разные пары трения.

Молодым пациентам с хорошим качеством костной ткани лучше использовать бесцементный эндопротез (с бесцементной фиксацией). Эндопротезы для бесцементного крепления (press-fit) имеют специальное пористое покрытие. Со временем в поры покрытия прорастает кость, и протез оказывается зафиксирован еще крепче.

Виды порового пространства и каналов

По величине поровых каналов пористость условно подразделяется на три группы:

  1. Сверхкапиллярные – диаметр 2 – 0,5 мм;
  2. Капиллярные – диаметр 0,5 – 0,0002 мм;
  3. Субкапиллярные – диаметр менее 0,0002 мм.

По крупным (сверхкапиллярным) порам движения нефти и газа происходит свободно, а по капиллярным – при значительном участии капиллярных сил.

Субкапиллярные каналы, независимо от величины пористости практически непроницаемы (глины, глинистые сланцы, плотные известняки и др.).

Открытая пористость коллекторов на практике изменяется в широких пределах – от нескольких процентов до 35 %, в большинстве случаев она изменяется от 6 – 8 до 25 %. Пограничные значения пористости между коллектором и неколлектором лежат в пределах 4 – 6 %.

На величину пористости влияет взаимное расположение зерен. Возможное расположение частиц в песчаной породе показано на рисунках 1, 2.

Рисунок 1 – Возможное расположение частиц в песчаной породе.

Читайте так же:
Для имплантов цемент лучше

Наименее плотная укладка зерен:

а — наиболее плотная мягкая укладка зерен; б — менее плотная укладка.

Рисунок 2 – Возможное расположение частиц в песчаной породе

В первом случае теоретическая величина пористости составляет 47,6 %, во втором – 25,9 %. Величина пористости не зависит от размера составляющих пород зерен. Виды пористого пространства пород представлены на рисунке 3.

а – хорошо окатанный и отсортированный песок с высокой пористостью; б – плохо отсортированный песок с низкой пористостью; в – хорошо отсортированная порода, зерна которой также пористы; г – хорошо отсортированная порода, пористость которой уменьшена отложениями минерального вещества в пространстве между зернами; д – поровое пространство трещиноватых известняков, частично расширенное растворением; е – порода, ставшая пористой вследствие возникновения трещин.

Рисунок 3 – Виды порового пространства пород (по В.Д. Ломтадзе)

Характерные свойства гипсового и цементного декоративного камня. Главные параметры отличия

Первое, чем отличается цементный декоративный камень от гипсового – это композиционный состав. Камень на цементной основе состоит из: портландцемента (серого или белого), песка, армирующих элементов, пластификаторов и цветных пигментов и наполнителей (керамзита, пемзы, керамической крошки). В состав гипсового декоративного камня включены следующие компоненты: гипс с повышенным коэффициентом прочности, модифицирующие добавки и наполнители.

Вторым параметром отличия этих материалов служит влагостойкость – по сравнению с гипсовым декоративным камнем, камень на основе цемента не впитывает влагу и может быть использоваться не только внутри, но и снаружи помещения. Облицовочные элементы на гипсовой основе обладают большим коэффициентом пористости структуры, поэтому их поверхность способна впитывать влагу, что отрицательно сказывается на долговечности и эксплуатационных свойствах материала. Для наружной облицовки гипсовый декоративный камень может быть использован лишь при условии, что на финишную поверхность будет нанесено защитное покрытие.

Третьим отличием является вес изделий. В этом случае также учитывается коэффициент структурной пористости материала – в гипсе он выше, поэтому именно эти изделия обладают меньшим весом, что позволяет их использование на любых поверхностях, при этом не создается существенной нагрузки на фундамент здания.

Четвертый параметр отличия – способ монтажа искусственного камня. Для крепления гипсовых отделочных изделий используется клей на гипсовой основе или на основе полимеров, он быстро схватывается, а его остатки могут быть легко удалены влажной губкой. Цементный декоративный камень монтируется на специальный раствор с повышенным уровнем сцепления. А для высыхания поверхности требуется больше времени.

Читайте так же:
Как очистить застывший цемент с кирпича

И последним отличием служит цена цементного и гипсового декоративного камня. За счет более низкой стоимости гипсовых составов, стоимость камня на гипсовой основе существенно ниже стоимости цементных изделий.

Что такое истираемость бетона?

Под истираемостью подразумевается способность материала изменяться в объёме и массе под воздействием сторонних факторов, что важно не только для строительных сооружений, но также изделий из бетона: лестниц, бордюров, тротуаров, плит перекрытий и так далее. Проверка бетона на истираемость позволяет выявить срок службы сооружения или изделия, от чего во многом зависит безопасность эксплуатации.

Актуальность проведения таких испытаний обуславливается, прежде всего, необходимостью использования бетонных сооружений, которые отвечают нормам и требованиям ГОСТа. Степень стойкости к нагрузкам определяется маркой и классом бетона, интенсивностью и характером нагрузок, которые могут быть как динамическими, так и статическими. Зная степень истираемости бетона можно определить долговечность полов в жилых и производственных помещениях, пешеходных и велосипедных дорожек, а также покрытий подземных паркингов.

  1. Важнейшей формулой бетонной и растворной смеси будет водоцементное отношение (В/Ц). Чем ниже этот показатель, тем прочнее будет конструкция после затвердевания. Стремиться надо к показателю 0.5.
  2. Достичь идеального В/Ц можно применяя пластификаторы и суперпластификаторы. Пластификаторы также помогут снизить расход цемента, а, следовательно, и стоимость строительных работ.
  3. Приготавливая смеси с использованием химических добавок надо использовать средства защиты, чтобы уберечь себя от повреждений и попадания ядовитых веществ в дыхательные пути и глаза. При попадании на кожу смыть мылом.
  4. Размешивайте пластификатор сначала в воде, а уже потом добавляйте в бетономешалку. Вода для разведения порошкового или пастообразного пластификатора должна быть нагретой до 60-90 C.

Ждём от вас как всегда вопросы и советы.

Понравилась статья, поделитесь ей в социальных сетях. Это поможет им получить полезную информацию и поддержит наш проект.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector