Wpływ superplastyfikatora na hydrofilowość zaczynów cementowych

• Autorzy: Kremieniewski M. , Rzepka M.

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2018.10.06

Warianty tytułu

EN

The influence of a superplasticizer on the hydrophilicity of cement slurries

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zaprojektowanie receptury zaczynu o parametrach reologicznych umożliwiających uzyskanie wymaganych warunków przepływu pozwala na otrzymanie odpowiedniego współczynnika wyparcia płuczki, na usunięcie pozostałości osadu płuczkowego oraz wypełnienie skawernowanej przez świder powierzchni górotworu. Uzyskanie wymaganych parametrów reologicznych, a tym samym optymalnej przetłaczalności zaczynu cementowego w przestrzeni pierścieniowej otworu wiertniczego, jest możliwe wskutek modyfikacji receptury zaczynu poprzez zastosowanie dodatków dyspergujących, tj. plastyfikatorów bądź superplastyfikatorów. Środki te, działając dyspergująco, powodują również obniżenie napięcia powierzchniowego zaczynu. Ponadto środki upłynniające przyczyniają się do zmiany hydrofilowości zaczynu, co jest istotne z punktu widzenia odpowiedniego nawilżenia powierzchni, do których przylega wiążący zaczyn cementowy. Wpływa to na wzrost przyczepności płaszcza cementowego do powierzchni styku. Dotychczas badania hydrofilowości wykonywane były jedynie dla różnego rodzaju środków polimerowych lub podobnych substancji, natomiast dla dyspersyjnego układu zaczynu cementowego modyfikowanego za pomocą superplastyfikatorów nie prowadzono tego rodzaju badań. W niniejszej publikacji podjęte zostały próby określenia hydrofilowości zaczynów cementowych z dodatkiem środków dyspergujących. Wykonano badania receptur kontrolnych (niepoddanych modyfikacji) oraz zaczynów zawierających określone ilości superplastyfikatora. Wykazano, że stosowane polimerowe dodatki superplastyfikatorów nie tylko wpływają na obniżenie parametrów reologicznych zaczynów cementowych, ale również powodują obniżenie napięcia powierzchniowego i zwiększenie hydrofilowości zaczynu. Uzyskane wyniki badań pozwalają lepiej zrozumieć mechanizmy zachodzące w dyspersyjnym układzie zaczynu cementowego, który poddano modyfikacji za pomocą środka upłynniającego, co może się przyczynić do poprawy szczelności na kontakcie płaszcza cementowego z powierzchniami styku.

EN

The design of cement slurry with rheological parameters enabling obtaining the required flow regimes, allows to achieve the appropriate mud displacement coefficient, removing the residue of the mud cake and filling the surface of the wellbore rocks caverned by the drill. Obtaining the required rheological parameters, and thus optimal circulation of cement slurry in the annular space of the borehole is possible due to the modification of the cement slurry recipe by the use of dispersing additives, i.e. plasticizers or superplasticizers. These additives acting dispersingly also reduce the surface tension of the cement slurry. Furthermore, plasticizers contribute to change in the hydrophilicity of the slurry, which is important for the proper hydration of the surfaces to which the binding cement slurry adheres. This results in increased adhesion of the cement sheath to the contact surface. So far, hydrophilicity studies have been conducted only for various types of polymeric agents or similar substances, whereas for dispersive systems of cement slurry modified with superplasticizers they were not. This article presents attempts to determine the hydrophobicity of cement slurries with the addition of dispersing agents. Base cement slurries (unmodified) were tested as well as slurries containing a specified amount of superplasticizer. Studies have shown that the polymeric superplasticizer additives used, not only reduced the rheological parameters of cement slurries, but also reduced the surface tension and increased the hydrophilicity of the slurries. The obtained test results allow to better understand the mechanisms occurring in the dispersive system of cement slurry, which has been modified by a dispersing agent, which may contribute to the improvement of the sealing of the contact between the cement sheath and the contact surfaces.

Słowa kluczowe

PL

zaczyn cementowy; superplastyfikator; środek upłynniający; hydrofilowość; poprawa uszczelnienia

EN

cement slurry; superplasticizer; dispersant; hydrophilicity; sealing improvement

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 74, nr 10
• Strony: 745--751
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys.

Twórcy

autor

Kremieniewski M.

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy, ul. Lubicz 25 A, 31-503 Kraków

autor

Rzepka M.

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy, ul. Lubicz 25 A, 31-503 Kraków

Bibliografia

• [1] Bogucki Z.A., Płonka B.: Kliniczna ocena masy wyścielającej Flexor. Protet. Stomatol. 1996, t. 34, nr 4, s. 366-368.
• [2] Courard L.: Parametric study for the creation of the interface between concrete and repairs products. Materials and Structures 2000, vol. 33, s. 65-72.
• [3] Courard L., Garbacz A., Piotrowski T.: Inżynieria powierzchni betonu. Cz. 3. Termodynamiczne uwarunkowania adhezji. Materiały Budowlane 2007, nr 2, s. 6-7.
• [4] Czarnecki L., Chmielewska B.: Uwarunkowania adhezji w złączach budowlanych. Cement-Wapno-Beton 2005, nr 2, s. 74-85.
• [5] Czarnecki L., Kurdowski W.: Future developments in concrete. [W:] Mindess S. (ed.): Developments in the Formulation and Reinforcement of Concrete. Woodhead Publishers Ltd., Abing-ton, Cambridge 2008, s. 270-284.
• [6] Dębińska E.: Wyznaczanie statycznej wytrzymałości strukturalnej i wczesnej wytrzymałości mechanicznej zaczynów cementowych. Nafta-Gaz 2013, nr 2, s. 134-142.
• [7] Ignerowicz A.: Domieszki dyspergujące w technologii produkcji drobnowymiarowych elementów wibroprasowanych. Mate¬riały Budowlane 2013, nr 11, s. 110-111.
• [8] Janowska-Renaks E.: Hydrofilowość miarą efektywności działania superplastyfikatora. Budownictwo i Architektura 2013, vol. 12, nr 3, s. 169-176.
• [9] Janowska-Renkas E.: Traditional and new superplasticizers as rheological properties of cement past es modifiers. [W:] M. Dziubiński, K. Antosik (eds.): Reology - theory and application, EKMA, Warszawa 2011, s. 105-124.
• [10] Kurdowski W.: Chemia cementu i betonu. Polski Cement Sp. zo.o.,2010.
• [11] Łukowski P.: Rola chemii budowlanej w kształtowaniu współczesnego betonu. Materiały Budowlane 2013, nr 11, s. 96-97.
• [12] Morażyn T., Lamenta A., Kokowska J.: Test of changes of dynamie contact angle of the concrete hydrophobic impregnation. Building Research Institute - Quarterly 2013, vol. 166, nr 2, s. 3-11.
• [13] Najduchowska M., Pichniarczyk P: Wpływ związków hydrofobowych na właściwości zapraw cementowych i gipsowych. Cement-Wapno-Beton 2010, nr 3, s. 141-148.
• [14] NevilleA.M.: Właściwości betonu. Stowarzyszenie Producentów Cementu 2012, s. 1-900.
• [15] Rzepka M., Stryczek S.: Laboratoryjne metody określania parametrów technologicznych świeżych zaczynów uszczelniających przed zabiegiem związanym z procesem uszczelniania kolumn rur okładzinowych w otworach wiertniczych. Wiertnictwo, Nafta, Gaz 2008, t. 25, z. 2, s. 625-636.
• [16] Sobolewski E., Frączak B., Błażewicz S., Seńkol K, Lipski M.: Porównanie kąta zwilżalności podstawowych materiałów protetycznych stosowanych w wykonawstwie protez ruchomych w badaniach in vitro. Protet. Stomatol. 2009, vol. 59, nr 6, s. 401-406.
• [17] Stryczek S.: Wpływ superplastyfikatorów na właściwości reologiczne zaczynów cementowych. Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne 2011, nr 3, s. 60-62.
• [18] Stryczek S., Wiśniowski R., Kumała B.: Wpływ superplastyfikatora na parametry technologiczne zaczynów uszczelniających sporządzonych na osnowie cementów portlandzko-popiołowych. Wiertnictwo, Nafta, Gaz 2008, t. 25, z. 2, s. 717-730.
• [19] Wilk K, Kasza P., Czupski M.: Zastosowanie nanocieczy jako dodatków wspomagających proces wypierania ropy naftowej. Nafta-Gaz 2014, nr 1, s. 14-20.
• [20] Wiśniowski R.: Metodyka określania modelu reologicznego cieczy wiertniczej. Wiertnictwo, Nafta, Gaz 2001, t. 18, z. 1, s. 247-261

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).