تولید سیمان ژئوپلیمری مقاوم در محیط اسیدی

محقق دانشگاه علم و صنعت موفق به شناسایی و تولید آزمایشگاهی سیمان ژئوپلیمری مقاوم در محیط اسیدی شده است.

به گزارش خبرنگار دانش و فناوری `انرژی امروز` اسیدکاری به عنوان یکی از روش های مرسوم در انگیزش چاه های نفت و گاز مطرح می باشد، همواره چاه هایی که تحت عملیات اسیدکاری قرار می گیرند در معرض خطر خوردگی و از بین رفتن سیمان پشت لوله جداری و از دست رفتن چاه قرار دارند؛ بدین منظور شناسایی و تهیه سیمان های مقاوم در این محیط می تواند از هزینه ها و رسیک های این عملیات به طور چشمگیری بکاهد. از این جهت محقق دانشگاه علم و صنعت در رساله دکترای خود به پژوهش در این زمینه پرداخته است.

مهندس مصطفی وفایی بدین منظور در ابتدا پس از بررسی واکنش‌پذیر بودن مواد اولیه و قابلیت استفاده از آن ها در تولید سیمان‌ ژئوپلیمری از بین مواد آلومینو سیلیکاتی در دسترس، پوزولان تفتان، پودر شیشه، پودر آجر و خاکستر بادی به عنوان مواد اولیه مناسب انتخاب کرد. او هم‌چنین به منظور اصلاح ترکیب شیمیایی و بهبود واکنش پذیری مواد اولیه از اصلاح‌کننده‌های معدنی موجود همچون سیمان‌های آلومینایی و سرباره‌های صنعتی کمک گرفت.

او در ادامه مخلوط‌های مواد اولیه را  تحت فرآیند فعال‌سازی قلیایی قرار داده و تاثیر عوامل مهم شامل ترکیب شمیایی و درصد اکسیدهای موجود در مواد اولیه و محلول فعال‌ساز بر مقاومت فشاری چسباننده را در آن ها بررسی کرد و فرمول بهینه برای ملات‌های سیمانی بدست آورد. مهندس وفایی در جهت برآورد اولیه از عملکرد دوامی سیمان‌های ژئوپلیمری در محیط‌های اسیدی، دوام آزمونه های ملات در کلریدریک اسید و سولفوریک اسید با pH تقریباْ برابر ۵ ۰ را به مدت دو ماه بررسی کرده و سیمان های ژئوپلیمری فاقد دوام مناسب از فهرست اولیه را حذف کرد.

در پایان آزمایش‌های اصلی وی، بررسی عملکرد دوامی در محیط‌های اسیدی با غوطه‌وری آزمونه‌های ملات ساخته شده از سیمان‌های ژئوپلیمری پایه پودر آجر، پودر شیشه و خاکستر بادی و همچنین ملات سیمان پرتلند و ملات سیمان آلومنایی به عنوان آزمونه های مرجع در کلریدریک اسید و سولفوریک اسید با pH تقریباْ برابر 1به مدت 6 ماه و pH تقریباْ برابر 3به مدت 24 ماه انجام شد و عملکرد دوامی مخلوط‌های سیمانی در محیط‌های اسیدی مورد ارزیابی قرار گرفت.

یافته های پژوهش مهندس وفایی ثابت نمود که ملات‌های ژئوپلیمری بخصوص ملات ژئوپلیمری پایه پودر شیشه و خاکستر بادی نسبت به آزمونه های مرجع در محیط های اسیدی و خورنده به مراتب با سرعت کمتری دچار تخریب می شوند، بطوری‌که میزان افت وزنی این سیمان‌ها در پایان دوره آزمایش به ترتیب در حدود 60% و 50% برای کلریدریک اسید و 50% و 50% برای سولفوریک اسید کمتر از ملات سیمان پرتلند بدست آمد.

این نتایج در حالی بدست آمده است کف افت مقاومت فشاری این سیمان‌ها نیز در همین شرایط به ترتیب در حدود 40% و ۶0% برای کلریدریک اسید و ۶0% و 60% برای سولفوریک اسید ثبت شده است، در حالی که مقاومت فشاری ملات سیمان پرتلند تنها پس از طی حدوداً ۴ ماه در کلریدریک اسید و ۳ ماه در سولفوریک اسید بطور کامل افت پیدا نمود.

مهندس وفایی دانشجوی دوره دکتری مهندسی شیمی دانشگاه علم و صنعت از رساله خود تحت عنوان `شناسایی و تولید آزمایشگاهی سیمان ژئوپلیمیری مقاوم در محیط اسیدکاری` با راهنمایی دکتر علی اله وردی دفاع نمود.