Seo-friends.ru

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

Для раствора используется цемент

Цемент тампонажный

разновидность портландцемента с повышенными требованиями к минералогическому составу клинкера

Тампонажный цемент — это разновидность портландце­мента с повышенными требованиями к минералогическому составу клинкера.

Используется при разведочном и эксплуатационном бурении неф­тяных и газовых скважин, и при капитальном ремонте скважин (КРС) для цементи­рования нефтяных скважин, целью которого является изолиро­вание продуктивных нефтеносных слоев от водоносных, а также отделение нефтеносных слоев друг от друга при многопластовых залежах нефти.

Цементирование (там­понирование) — важная операция техпроцесса бурения; качество цементирования часто определяет эффективность эксплуатации скважины, а при разведочном бурении — возможность правильной оцен­ки запасов продуктивных нефтеносных слоев в исследуемом месторождении.

Замес и заливку раствора производя механическим способом, подача в скважину осуществляется насосной установкой.

Операция цементирования скважины:

— опускание в скважину ко­лонны обсадных стальных труб разного диаметра;

— заполнение образовавшегося кольцевого пространство между стенками скважины и наружным диаметром труб быстротвердеющим цементным раствором.

Методы цементирования скважин:

— цементирование через заливочные трубы при ремонтных работах,

— мно­гоступенчатая заливка и тд.

Многообразие методов связано с особенностями место­рождений, характером расположения про­дуктивных и водоносных слоев, структуры коллекторов и др.

Прямое цементирование — наиболее распространенный метод:

— колонну стальных труб опускают на рассчи­танную глубину и подвешивают;

— через колонну подается глинистый раствор для промывки сква­жин перед цементированием;

— спуск колонны после промывки на нижнюю пробку с цент­ральным отверстием, закрытие стеклянной пластиной. Пробка плотно прилегает к стенкам труб;

— на опу­щенную пробку в колонну быстро накачивается с по­мощью цементировочных агрегатов цементный раствор в заранее рассчитанном объеме, после чего туда опуска­ют верхнюю глухую пробку;

— на верхнюю проб­ку накачивается под большим давлением глинистый раствор, в результате чего цементный раствор, заклю­ченный между нижней и верхней пробкой, движется вниз;

— когда нижняя пробка достигает заранее установ­ленного на обсадных трубах упорного кольца, повышается давление, и стекло нижней пробки раз­давливается;

— цементный раствор через образовавшее­ся отверстие проходит в забой и в затрубное кольцевое пространство, выдавливая находивший­ся в скважине после бурения глинистый раствор;

— когда верхняя пробка садится на нижнюю, что заметно по резкому повышению давления па манометре (устье скважины), движение глинистого раствора приостанав­ливается.

— после проверки высоты подъема цементного раст­вора в затрубном пространстве скважину оставляют в покое примерно на 18 час ( реже 48 час) до полного затверде­вания цемента. Зазор между стенкой скважины и на­ружным диаметром обсадных труб, заполненный це­ментным раствором, составляет примерно 15-50 мм;

— по истечении установленного срока твердения це­ментного раствора обсадную колонну испытывают на герметичность путем «опрессовки», при этом допускает­ся снижение давления на 0,5 МПа за 30 мин;

— после окончания этих операций и приобретения цементом не­обходимой прочности вскрывают продуктивный нефте­носный слой путем дальнейшего пробуривания цемент­ного камня на забое, либо пробивают отверстия, по ко­торым в скважину поступает нефть. Это осуществляет­ся с помощью пороховых либо торпедных перфораторов через стенки труб и прилегающий к ним цементный ка­мень. В результате перфорации в цементном камне об­разуются отверстия, по которым в колонну поступает нефть после понижения уровня жидкости в скважине при давлении ниже пластового давления нефти.

Особенности процесса цементирования:

— глинистый раствор отрицательно влияет на твердение цемента при их смешивании, ког­да цементный раствор проходит в затрубное простран­ство.

— перфорация цементного камня в скважине также влияет на его прочность, снижая ее в зависимости от многих факторов, в тч от вида перфорации пулевой или торпедной.

— скорость подъема цементного раствора в затрубном пространстве при це­ментировании должна составлять не менее 1,5 м/сек, что способствует лучшей очистке сте­нок скважины от глинистой корки и образованию более стойкого цементного кольца.

— нужно точно контролировать объемы цементного раствора и продавочной жидкости, закачиваемых в колонну, и изменение давления раствора. Экзотермия цемента способствует повышению этого давле­ния.

Условия службы тампонажного цемента в скважинах:

— осмотр и точное обследование состояния скважины невозможны, что затрудняет изуче­ние цемента в условиях службы;

— по мере углубления нефтяной скважины в ней повышаются температура и давление, что влияет на процесс цементи­рования и качество получаемого цементного камня. Повышение температуры с глубиной бурения неодинаково в разных нефтяных месторожде­ниях. При измерении тем­пературы в ряде скважин, значение геотер­мического градиента составило 16,5-18,3 м/град. Диапазон колебаний объясняется различной силой притока верхних и нижних вод, причем температура нефтяных пластов всегда ниже темпе­ратуры водоносных. В США на некоторых скважинах при глубине примерно 7 тыс м температура на забое до­ходила до 473 К при давлении 12,5 МПа.

— в скважине создается высокое давление в результа­те напора воды, газов, нефти, которое при повышенной температуре влияет на сроки схватывания цементного раствора и формирование цементного камня. Условия для твердения цемента в скважине сложные. Коллекторы имеют различную пори­стость, трещинноватость и кавернозность. Избы­точное давление, испытываемое пластом в результате гидростатического давления, создаваемого столбом промывочной жидкости, увеличивает естественные тре­щины в породе и может привести к уходу глинистого, а затем и цементного раствора при цементировании им скважины. При гидравли­ческом разрыве пласта (ГРП), переток пластовых вод с верхних па нижние водоносные горизонты — обычное явление. Бывают случаи обезвоживания цементного раствора из-за отсоса воды пористыми пластами породы.

Пластовые воды на многих месторождениях имеют высокую концентрацию солей.

Хлоркальциевые, хлормагниевые, сульфатно-натриевые, сульфатно-сульфидные воды оказывают коррозионное воздействие на цементный камень, осо­бенно при повышенных температурах и давлении, когда возможна существенная водопроницаемость це­ментного кольца.

Еще более влияет на условия службы в газовых скважинах происходящая после окончания цементиро­вания диффузия газа из пласта в скважину, часто вызывающая выбросы и фонтаны.

1 е опыты крепления обсадных труб для изоля­ции нефтяного пласта от водоносного путем цементиро­вания портландцементным раствором были выполнены в 1907-1908 гг и дали положительные результаты в сравнительно неглубоких скважинах.

Портландцемент того времени характеризовался сравнительно медленным схватыванием, низкой прочностью и грубым помолом, поэтому приходилось долго «выжидать», пока цемент­ный камень приобретет необходимую прочность.

Для ускорения процесса тверде­ния цемента использовался более тонкий помол цемента.

Важнейшие требованияе к качеству тампонажного цемента:

-цементный раствор (шлам) должен обладать достаточной текучестью, обеспечивающей возможность быстрого его закачивания в колонну труб, а затем продавливания в затрубное пространство:

— раствор должен оставаться подвижным определенное время, пока идет цементирование. Это достигается при ВЩ — 0,4-0,5. В зависимости от температуры скважины дифференци­руются сроки схватывания цемента.

— тампонажный цемент должен характеризоваться необходимой прочностью в первые 2 суток тверде­ния. Прочность затвердевшего цементного раствора в краткие сроки твердения должна обеспечить закрепле­ние колонны в стволе скважины, необходимую ее устой­чивость при разбуривании и перфорации, эффективную изоляцию от проницаемых пород. Прочность должна составлять не ме­нее 2,3 МПа и приближаться к 3,5 МПа при коэффи­циенте запаса прочности в 2-5.

— вязкость цементного раствора, характеризующая его текучесть. Цемент дол­жен обеспечить получение раствора хорошей текучести и оставаться подвижным в течение времени, необходи­мого для его закачки и вытеснения в затрубное прост­ранство при температуре и давлении, соответствующих дайной глубине. После закачки в скважину цементный раствор должен в кратчайший срок приобретать соот­ветствующую прочность и сохранять ее .

— цементный камень должен быть стоек по отношению к агрессивным пластовым водам на глубоких горизон­тах и водонепроницаемым, чтобы защитить продуктив­ные нефтяные пласты от пластовых вод и обсадную ко­лонну от проникновения корродирующих жидкостей, со­держащих большое количество различных солей, а за­частую и сероводород. В начальный период твердения цементный камень должен быть достаточно пластич­ным, чтобы при перфорации скважин в нем не образо­вались трещины, и вместе с тем достаточно долговеч­ным в условиях, когда ему приходится противостоять воздействию не только агрессивных пластовых вод, но и высокой температуры и давления. Необходимо учиты­вать и водоотдачу, которая вполне возможна при нали­чии проницаемых пластов, отсасывающих часть воды из цементного раствора. Это заметно снижает водоцементиое отношение, что влияет на вязкость и сроки схватывания цемента. Кроме того, серьезное значение имеет газопроницаемость цементного камня, особенно в газовых скважинах.

Читать еще:  Можно ли смешать цемент с землей вместо песка

Цемент 1 й разновидности не может удовлетво­рять всем требованиям, связанным с различными усло­виями его работы в скважинах, поэтому цементная промышленность выпускает 2 основных ис­ходных вида тампонажного цемента:

— цемент, пред­назначенный для цементирования «холодных» скважин до 40 о С(295К);

— цемент, пред­назначенный для цементирования «горячих» скважин свыше 40 о С(348 К).

Требования к цементам для «холодных» и «горячих» скважин высоки. Стандарт регламентирует же­сткие пределы для сроков схватывания: начало не ра­нее 2 ч для применения цементов в «холодных» скважи­нах и не ранее 1 ч 45 мин для «горячих» скважин.

Ко­нец схватывания после затворения должен наступать в цементе для «холодных» скважин не позднее 10 час и в цементе для «горячих» скважин — не позднее 5 час.

Это время необходимо для того, чтобы успеть закачать це­ментный раствор в скважину и продавить его на нуж­ную высоту в затрубное пространство.

Предел прочно­сти при изгибе призм 4X4X16 см из цементного теста с В/Ц=0,5 должен составлять через 2 суток — при холодных скважинах-2,7 МПа, при горячих через 1 сутки — 3,5 МПа. Цементное тесто должно обладать такой растекаемостью, при которой расплыв образца в виде конуса из этого теста был бы не менее 180 мм.

К тампонажным цементам предъявляются такие же требования в отношении допустимого содержания SO3 и MgO, а также по тонкости помола и равномерности изменения объема, что и к портландцементу.

К клинке­ру цемента для «холодных» скважин при измельчении можно добавлять: гранулированный доменный шлак (не более 20%), активные минеральные добавки (не более 12% массы цемента) или инертные добавки (не более 10%)-кварцевый песок или кристаллический известняк, в тч должен содержать повышенное количество трехкальциевого алюмината 10 — 13%, алита — до 50% для обеспечения нужной скорости схватывания раствора и повышенного уровня прочности его на ранних сроках твердения, а также повышенное содержание трехкальциевого силиката 57 — 60% в сочетании с пониженным содержанием СзА 4 — 7%, дози­ровка гипса повышенная 3-3,5% so3, что обеспечивает требуемую скорость схватывания, высокую активность цемента на ранних сроках твердения.

Тампонажный цемент для «холодных» скважин изготавливают главным образом путем тонкого помола (до удельной поверхности 3000-3500 cм 2 / 1 г клинкера).

Качественный тампонажный цемент должен быть так тонко помелен, чтобы во время просеивания его через сито № 008 не меньше 25% веса пробы проходило.

В целях замедления схватывания тампонажный це­мент для «горячих» скважин должен быть преимущест­венно низкоалюминатным. Он предназначается для службы при температуре примерно 348 К — Выпускают­ся тампонажные цементы, которые содержат 3-4% С3А н пригодны как для «холодных», так для «горячих» скважин. Однако эти стандартизованные цементы не всегда позволяют обеспечить качественное цементиро­вание нефтяных и газовых Скважин, пробуриваемых зачастую в разнообразных сложных условиях. Так, на­пример, часто в глубоких и сверхглубоких скважинах температура на забое бывает выше 348 К, доходит и до 473 К при давлении до 70 МПа.

В скважинах многих нефтяных районов пластовые воды оказывают на цемент сильное корродирующее действие, цементный раствор поглощается трещинова­тыми или дренированными пластами. Для цементирова­ния скважины в таких условиях необходимы цементные растворы с плотностью, превышающей плотность про­мывочного глинистого раствора.

В других случаях тре­буются, наоборот, цементные растворы с пониженной плотностью для того, чтобы поднять цементный раствор па большую высоту. Специфические условия создаются в газовых скважинах, в которых наблюдается прорыв газа через цементное кольцо и резьбовое соединение об­садной трубы п др.

Для службы в таких специфических условиях разработаны специальные виды тампонажных цементов, эффективность которых подтверждена на практике (ГОСТ 1581-96), но производство ограничено.

Строительство домов

Для того, чтобы повысить качественные характеристики цементного раствора, к нему добавляют специальные вещества. Различают несколько видов добавок для цемента, которые придают ему те или иные свойства. Об особенностях и разновидностях добавок для цемента, рассмотрим далее.

Оглавление:

  1. Добавки в цемент: разновидности и особенности цемента
  2. Добавки для цемента и бетона — принцип действия
  3. Водонепроницаемые и полимерные добавки в цемент
  4. Особенности противоморозных добавок в цемент
  5. Модифицирующие добавки для цемента: характеристика
  6. Разновидности добавок для цемента

Добавки в цемент: разновидности и особенности цемента

Цемент появился не так уж давно, но сумел завоевать популярность очень быстро. Для его получения соединили между собой глину и известь и обожгли их специальным способом. Цемент является основным составляющим большинства из строительных составов. Кроме того, на его основе изготавливают полимерцементные составы.

В составе цемента присутствуют также вещества на основе алюминатов и силикатов, для формирования которых используется сырье, подвергаемое высокой температуре. При этом, после застывания, цемент становится довольно твердым и прочным.

Различают несколько вариантов цемента, в соотношении с их составом. У каждого из них присутствует определенная характеристика твердости, от которой зависит марка и качество продукта. Различают несколько вариантов цемента, самые распространенные марки от двести до шестьсот. При этом, выбор того или иного типа цемента напрямую определяется сферой его применения. Предлагаем ознакомиться с основными видами цемента:

1. Использование портландцемента довольно распространено. Данный материал еще называется силикатным. Он имеет вид гидравлического связующего вещества, которое твердеет как в обычной среде, при контакте с воздухом, так и растворяясь в воде. По внешнему виду, данный материал является серо-зеленым порошком, который нуждается в добавлении воды для его замешивания. При схватывании цементного состава, происходит постепенное его затвердение. Портландцемент является основным составляющим почти для каждого из видов цементных составов.

2. Применения пластифицированного варианта цемента отличается большим количеством преимуществ. Данный материал позволяет снизить уровень затрат на приготовление раствора, цементная смесь становится не подверженной морозу, влаге, испарению и другим отрицательным факторам внешней среды.

3. Существует еще одна разновидность цемента, который называется шлаковым. Для его изготовления измельчается клинкер и доменный шлак. В полученную смесь добавляют определенные вещества, в виде гипса или извести. Данный раствор применяется в процессе смешивания строительных составов.

4. Материал в виде глиноземистого высокоактивного цемента отличается уникальностью. Время его схватывания составляет не более сорока пяти минут, а для того, чтобы состав набрал прочность, достаточно десяти часов. Главным преимуществом данного состава выступает способность быстро схватываться, несмотря на высокую влажность окружающей среды. Если добавить данный вариант цемента в бетон, у него появляется дополнительная стойкость перед влагой, коррозией, резкой сменой температурного режима.

5. Если соединить между собой кремнефтористый натрий и кварцевый песок, то получится цемент кислоупорного типа. Для растворения данного состава не используется простая вода. Для этих целей, следует применить жидкое стекло на основе натрия. Среди положительных характеристик данного цемента отметим высокий уровень его стойкости перед минеральными и органическими кислотами. Однако, в процессе эксплуатации данного раствора в едких или влажных условиях, длительность его использования значительно снижается.

Читать еще:  Проливка керамзита цементным молочком снип

6. Для изготовления цветного цемента используют обычный портландцемент, к которому добавляют разного рода пигменты. Данный вид цемента широко распространен в декорировании фасадов. Также, он является основой для изготовления дорог на основе бетона.

Портландцемент, смешиваясь с водой, образует пластичное вещество, которое после высыхания приобретает каменнообразную форму. Широкое использование данного вещества объясняется такими его преимуществами:

  • способность отвердевать без постороннего вмешательства;
  • образование каменного изделия, которое характеризуется высокой прочностью и твердостью;
  • минимальный уровень химической опасности;
  • экологическая безопасность;
  • пожарная безопасность;
  • доступная стоимость;
  • широкая сфера применения — универсальность.

Самостоятельное применение портландцемента — редкость, так как чаще всего он является составляющей разного рода композитов, таких как сухие смеси, строительные бетоны и растворы. Для определения портландцементом смеси, следует сопоставить его с тремя критериями:

  • качество исходных порошкообразных смесей;
  • цементное тесто и его характеристика;
  • полученный цементный камень.

Добавки для цемента и бетона — принцип действия

В составе портландцемента присутствуют вещества в виде клинкера. Для получения данного продукта сырье с алюминатами кальция и силикатами, поддают обжигу. Для того, чтобы изготовить портландцемент используется глина, мергель и известь. Вступая в реакцию с водой, цемент поддается кристалогидрированию. После этого, образуется вещество в виде бетонного камня, у которого имеются особые качества.

В соотношении с ГОСТом выделяют такие виды добавок в цемент:

1. В соотношении с основным действием они бывают:

  • вещественными компонентами;
  • регуляторами;
  • элементами, которые упрощают процесс помола цемента.

2. Вещественные элементы, в свою очередь бывают:

  • активными минералами;
  • наполнительными составляющими.

3. Минеральные добавки в цемент активного действия бывают:

  • гидравлического действия;
  • пуццоланического действия.

4. Регулирующие добавки бывают:

  • определяющие время схватывания раствора;
  • отвердители;
  • повышающие прочностные характеристики;
  • пластифицированные вещества.

С помощью определенного рода добавок для цемента и бетона, удается выполнить такие функции:

  • снизить выделение влаги с бетонного раствора, то есть повысить его пластичность;
  • сделать цементный раствор более стойким к влаге;
  • повысить или снизить уровень усадки цемента;
  • отрегулировать выделение тепла;
  • улучшить декоративные качества цементного раствора;
  • отрегулировать цементное тесто по плотности;
  • сделать состав цементного раствора более пластичным.

Водонепроницаемые и полимерные добавки в цемент

Полимерные добавки выступают в роли поверхностно-активных веществ. С их помощью удается повысить качество бетонного состава. С помощью определенных составов удается улучить пластичность бетона, снизить его влагопоглощение, отрегулировать выделение влаги. Таким образом, прочностные характеристики бетона значительно улучшаются. В некоторых случаях, с помощью добавок образуются материалы, внутри которых находится воздух.

Существует возможность перехода полимерных добавок в состояние тягучести. С их помощью удается кольматировать бетонные поры, повысить сцепление бетонного раствора с заполнителями и арматурой.

Добавки для цемента помогают сделать его влагонепроницаемым, морозостойким, прочным к растяжению, газонепроницаемым. Еще одну разновидность добавок составляют вещества кремние органического происхождения. Они выделяют газы внутри бетонного раствора. Поэтому, с их помощью в раствор вовлекается воздух. Он становится более пористым и стойким к морозу и влаге.

Некоторые разновидности добавок обладают гидрофобным эффектом. Принцип их действия основывается на кольматации капиллярных сплетений внутри бетона. Таким образом, осуществляется миграция влаги. С помощью влагонепроницаемых добавок удается улучшить структуру и повысить плотность бетонного состава.

Особенности противоморозных добавок в цемент

Отрицательный температурный режим плохо сказывается на эксплуатационных характеристиках бетонного раствора. Это объясняется тем, что при низкой температуре, вода, находящаяся внутри раствора, начинает замерзать. Во время потепления, она тает и расширяется, ухудшая качество бетона. Эффективность сопротивляться увеличенной в объеме влаге, называют морозостойкостью бетона.

Стойкость бетонного раствора к морозу определяет содержание в нем влаги. Для обеспечения данной характеристики, следует использовать специальные добавки, чаще всего это вещества с поверхностно-активными веществами.

Пластификаторы положительно сказываются на создании оптимальной структуры бетона. Структура раствора отличается более высоки уровнем плотности, которая делает цементное тесто седиментивным. Некоторые из добавок призваны сделать раствор более вохдуонасыщенным, таким образом, вода, после расширения, заполняет поры и никак не сказывается на качестве бетона.

Учтите, что для того, чтобы добиться положительного эффекта от введения присадки, следует выбирать только качественные материалы от проверенных производителей. Кроме того, перед применением добавок, следует ознакомиться с инструкцией от производителя и строго соблюдать все пропорции, рекомендуемые для того или иного вида добавки.

При добавлении небольшого количества добавки, бетон все равно будет подвержен морозу. Если количества пластификатора будет чересчур много, то конструкция потеряет прочность.

Модифицирующие добавки для цемента: характеристика

Данные составы вводятся в цементные смеси для улучшения их эластичности, стойкости перед трещинами, деформации. Кроме того, с их помощью удается повысить адгезию бетона к арматуре и любому невпитывающему основанию.

С помощью введения данного рода добавок удается повысить их сцепление с плиткой. Чаще всего данные добавки имеют жидкую форму. Они делают цементные материалы более эластичными, снижают уровень их усадки, используются как внутри, так и снаружи помещения, при этом, отличаются полной экологической безопасностью.

Цемент без добавок, хотя и имеет собственные эксплуатационные характеристики, однако, используется редко, из-за его подверженности разного рода внешним раздражителям.

Еще одним вариантом добавки для цемента является вещество с антикоррозийным действием. С помощью этих веществ удается связать свободный гидроксид кальция в бетонном составе. Кроме того, некоторые из добавок улучшают плотность бетона, делая его не только не подверженным коррозии, но и влагонепроницаемым.

Добавка гипса в цемент повышает время его застывания. Кроме того, с его помощью удается повысить качество готового раствора, а именно его прочностные характеристики, морозостойкие качества и стойкость к сульфидам.

Для изготовления цементов с активными минеральными добавками, используется измельченный клинкер. Добавки являются гранулированными шлаками или активными веществами, которые имеют осадочное происхождение. Бетон, к которому добавили эти вещества, отличается высоким уровнем влагостойкости, отличным выделением тепла и морозостойкостью.

Разновидности добавок для цемента

1. Для сухой смеси или бетона со специальными характеристиками используется пластификатор. С его помощью снижаются расходы цемента и воды, во время приготовления бетонного раствора. Пластификаторы делают раствор более пластичным и подвижным. Таким образом, с его помощью удается заполнить все поры.

2. Добавки водоудерживающего характера представлены в виде крахмала или целлюлозы. С их помощью удается добиться однородной консистенции бетона. Кроме того, они помогают избавиться от расслаивания бетона и от такого эффекта, как цементное молочко. Однако, негативной стороной использования данных добавок является снижение прочности основания и уменьшение его подвижности.

3. Применение редиспергируемых порошков является отличным связующим в процессе применения цемента для окрашивания поверхности. Кроме того, данные вещества являются основой для цементного клея, так как они придают составу высокую адгезию.

4. Вторым или третьим заполнителем является фиброволокно полимерного типа. Он делает основание стойким перед трещинами, кроме того, полученный состав отличается высокой подвижностью и самовыравниванием.

Для повышения водонепроницаемости используют вещества в виде гидрофизаторов. С помощью ускорителей или замедлителей отвердения удается регулировать данный процесс. Комбинация нескольких добавок помогает придать цементу необходимые для данного типа условий характеристики.

Как сделать цемент своими руками?

Любое строительство не может обойтись без цемента. Это неорганическое вяжущее входит в состав штукатурных и шпаклевочных смесей, без него невозможно приготовление бетона, растворной смеси. Цемент не является природным ископаемым, для его приготовления сырье необходимо обжечь, затем измельчить полученный клинкер до состояния порошка и смешать в определенных пропорциях с соответствующими добавками.

Читать еще:  Цементный раствор м300 гост

В принципе, технологический процесс приготовления цемента не очень сложен, сделать цемент можно и своими руками.

Как делают цемент

Для приготовления цемента используются карбонатные и глинистые породы. Также для производства цемента могут использоваться отходы промышленности (шлаки и т. д.). Техпроцесс включает в себя 3 этапа:

  1. Подготовка сырья. В конце этого этапа необходимо получить шлам – смесь известняка и глины в пропорции примерно 3:1. Хотя это соотношение сильно зависит от свойств горных пород и постоянно корректируется для получения цемента требуемого качества.
  2. Далее шлам обжигается в печи (1450°С), под действием высокой температуры смесь известняка и глины спекается. После обжига клинкер перемалывается до порошкообразного состояния.
  3. Для получения цемента в полученный порошок достаточно ввести 5% гипса и ряд добавок (в зависимости от требуемых свойств цемента).

В зависимости от использованных добавок различают такие виды цементов как:

  • гидрофобный – устойчив к воздействию влаги, содержащейся в атмосфере. Его использование придает бетону повышенную водонепроницаемость и морозостойкость вплоть до F1000;

  • белый – чаще всего используется для приготовления сухих смесей, готовых к употреблению;

  • расширяющийся цемент. Тогда как остальные виды цементов уменьшаются в объеме при твердении бетонной смеси, расширяющийся цемент позволяет достичь обратный эффект;
  • пуццолановый цемент – отличается пониженным тепловыделением. Чаще всего используется для бетонирования объемных объектов, благодаря сниженному тепловыделению значительно уменьшается опасность неравномерной осадки (а следовательно и растрескивания);
  • цветной цемент – используется для изготовления изделий, не требующих дальнейшей обработки. Используется либо белый клинкер, либо вводятся красители в бетонную смесь;

  • глиноземистый цемент – его отличительная особенность состоит в том, что до 50% прочности он набирает уже в течение суток после укладки бетонной смеси. Благодаря выделению большого количества тепла часто используется при строительстве в зимнее время.

Производство цемента своими руками

Главной проблемой в приготовлении цемента своими руками является необходимость обжига при высокой температуре. Поэтому понадобится как минимум обжиговая печь и мельница для того, чтобы измельчить приготовленный клинкер. Но даже в этом случае в домашних условиях вряд ли удастся получить цемент для приготовления бетона марки свыше М200. Хотя и этот результат возможен лишь при условии строжайшего соблюдения пропорций и этапов техпроцесса.

Перед приготовлением цемента своими руками нужно оценить 2 фактора:

  • фронт работ. Создание самодельной производственной линии оправдано только при условии сравнительно большого объема работ;
  • условия работы. Учитывая небольшую прочность конструкций из бетона с использованием самодельного цемента, целесообразно применять его только для конструкций, не испытывающих серьезных нагрузок.

С учетом этих факторов нужно оценить экономическую эффективность «кустарного» производства.

Собственно приготовление цемента в домашних условиях проходит в том же порядке, что и на цементном заводе: подготавливается сырье, обжигается в печи, перемалывается и смешивается с добавками. При «кустарном» производстве есть и свои преимущества – цементу можно придать любые свойства, экспериментируя с исходным сырьем.

Для получения обычного портландцемента рекомендуется использовать измельченный мел и измельченный каолин (75% мела и 25% каолина). Это сырье необходимо тщательно смешать. Затем происходит его обжиг в печи и помол на мельнице. В полученный порошок необходимо добавить 5% гипсового порошка.

Существуют и экзотические рецепты для приготовления, например, глицеринового цемента, китайского цемента, алмазной замазки. Подобные варианты не рассматриваются, так как они применяются только для решения узкоспециализированных задач.

Приготовление цементного раствора

Любой цементный раствор состоит из воды, вяжущего (сам цемент) и заполнителя (чаще всего песок). Соотношение вяжущего и заполнителя зависит от вида выполняемых работ. Так, для штукатурочной смеси можно принять соотношение цемента и песка 1:6, но, например, для кладки кирпичей соотношение вяжущего и заполнителя следует уменьшить как минимум до 1:3.

Если смесь готовится для заливки фундамента, то можно еще снизить содержание заполнителя, в таком случае соотношение вяжущего и наполнителя составляет 1:1 или 1:2. Кроме того в смесь для заливки фундамента часто добавляют щебень.

В строительстве часто используются смеси с добавлением извести или глины, но и в них используется цемент для повышения прочности раствора после твердения.

Также во время приготовления смеси нужно обратить внимание на водоцементное отношение. Конечно, оптимальное соотношение устанавливается для каждого вида смеси, но следует помнить, что чрезмерное содержание воды ухудшает качество раствора после твердения.

Процесс приготовления раствора также имеет некоторые нюансы. Рекомендуется перемешивать вяжущее и заполнитель в сухом виде, и только потом добавлять воду. Также имеет значение в каком порядке компоненты загружаются в емкость. Оптимальным считается послойная загрузка песка и цемента и их равномерное распределение в емкости. При необходимости приготовить большой объем раствора слои песка и цемента можно чередовать несколько раз.

Указанные рекомендации облегчат перемешивание смеси и сделают ее более однородной, исключив комковатость.

Как выбрать цемент для кладки печей?

Цемент как связующий материал в силу своих свойств не может использоваться для кладки всех элементов отопительных печей. Обычно его применяют для приготовления раствора для строительства фундамента и дымохода печи – элементов, которые априори не работают при высоких температурах.

  • Как выбирают цемент для замешивания раствора кладки печей?
  • Жаростойкие цементные смеси
  • Жаростойкие цементные смеси для топки

Как выбирают цемент для замешивания раствора кладки печей?

Цементный раствор как особо прочный связующий материал состоит из цемента, наполнителя (песка) и воды. В плане строительства отопительных печей цементный раствор используется для кладки фундаментов в сырых грунтах либо грунтах насыщенных влагой. А также его можно использовать для строительства дымоходов и боровов, которые не подвергаются влиянию высокой температуры печных газов.

При этом пропорциональный состав компонентов должен обеспечивать высокую прочность строительной конструкции. Поэтому состав кадочного раствора для кладки печи можно охарактеризовать как «крепкий» – 1 часть цемента М400 и 1 часть просеянного песка.

Изменять пропорции в сторону уменьшения количества цемента нет смысла, потому что в этом случае есть опасность столкнуться с малой долговечностью и необходимостью дорогостоящего ремонта.

Цемент для кладки печей используют для приготовления так называемых сложных растворов, состоящих из цемента М400, известкового молока и просеянного песка. При этом на одну часть цемента берется 1-3 части известкового теста и шесть частей просеянного песка. Данный рецепт пригоден к использованию при строительстве фундаментов и элементов печи которые не испытывают высокие температурные нагрузки (дымоходы, боровы дымоходов и фундаменты).

Жаростойкие цементные смеси

Жаростойкие цементные смеси применяют для строительства монолитных очагов открытого пламени (топок) либо блоков для кладки печей и их топок. При этом следует придерживаться следующих требований по составу компонентов от опытных мастеров по строительству печей:

Компоненты кладочного раствораКоличество в пропорциях
Цемент марки М400-М501
Щебень из красного кирпича2-2,5
Шамотный песок0,35
Песок2-2,4

Жаростойкие цементные смеси для топки

Компоненты кладочного раствораКоличество в пропорциях
Цемент М40-М5001
Щебень из красного кирпича2
Песок2
Тонкосмолотый песок0,35

Специалисты по кладке печей и каминов, на основании богатого практического опыта настоятельно не рекомендуют использовать в строительстве печей и каминов цемент. Этот достаточно дорогостоящий материал, который с успехом и стопроцентной гарантией при всех прочих равных условиях заменяет дешевая и повсеместно доступная желтая или красная глина.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector