Seo-friends.ru

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

Растекаемость цементного раствора это

Цементный раствор и его свойства. Твердение раствора

Получение и состав портландцемента

Разобщение пластов тампонажными материалами

Сразу после спуска обсадной колонны пространство между стенкой скважины и трубами заполняется тампонажным раствором, который, затвердев, образует тампонажный камень. Назначение камня не допустить сообщение между пластами по затрубному пространству и затормозить коррозию обсадных труб. Поэтому эта операция получила название разобщение пластов.

В настоящее время для различных условий в скважинах разработан целый ряд тампонажных материалов, но основным материалом остается тампонажный портландцемент.

Портландцемент получают из мергелей или из смеси известняка и глинистых минералов в соотношении (75…80 %)/(20…25 %). Вначалеизмельчается и готовится сырьевая смесь, которая затем загружается в наклонную вращающуюся печь для обжига. По мере продвижения смеси по печи ее температура повышается. При температуре около 500 °С начинается термическое разложение глинистых минералов на оксиды:

При температуре около 900 °С начинается термическое разложение известняка:

Вода и углекислый газ уходят в атмосферу, а оксиды вступают в твердофазную реакцию с образованием следующих основных соединений:

2CaO× SiO2 – двухкальциевый силикат;

3CaO× SiO2 – трехкальциевый силикат;

3CaO× Al2O3 – трехкальциевый алюминат;

4 CaO× Al2O3× Fe2O3 – четырехкальциевый алюмоферрит и др.

Эти соединения образуют клинкер (материал, выходящий из печи). Клинкер охлаждают и размалывают в порошок с добавками для регулирования свойств. Основными характеристиками цементного порошка (сухого цемента) являются химический состав и тонкость помола.

Цемент существует в трех состояниях: первое – цементный порошок на стадии приобретения, хранения и доставки на скважину; второе – цементный раствор на стадии закачки в скважину; третье – цементный камень при выполнении своих функций. Для контроля качества сухого цемента, цементного раствора и камня на буровых предприятиях имеются лаборатории цементных растворов. Они выполняют две функции: первая – определение соответствия ГОСТ сухого цемента перед цементированием; вторая – подбор рецептуры цементного раствора в соответствии с конкретными условиями в скважине.

При цементировании цементный порошок смешивают с водой и получают цементный раствор. Для получения цементного раствора с заданными свойствами используют химические реагенты и добавки.

При смачивании цементного порошка водой между ними начинается химическая реакция гидратации, конечным продуктом которой является образование кристаллогидратов. Кристаллогидраты в виде игл 2 растут на частичках цемента 1 как центрах кристаллизации (рис. 9.8). Пока иглы короткие, вязкость цементного раствора меняется мало (рис. 9.8,а). Но как только иглы начнут прорастать между собой (рис. 9.8,б), цементный раствор начинает быстро густеть. Этот момент получил название начало схватывания (твердения) цементного раствора. На образование игл расходуется и цемент и вода. В конечном итоге иглы образуют войлочную структуру и становятся цементным камнем. Момент времени, когда цементный камень достигнет прочности, достаточной для безопасного продолжения работ в скважине, называют концом схватывания цементного раствора.

Соотношение воды и цемента по массе от 0,4 до 0,55. Это соотношение получило название водоцементное отношение. Для твердения цемента достаточно водоцементное отношение около 0,35, но такой раствор слишком густой и не всасывается насосом. Поэтому для снижения вязкости используют некоторый избыток воды.

Показателями свойств цементного раствора, кроме названных начала и конца схватывания, являются плотность цементного раствора, условная вязкость (растекаемость) и водоотдача. Измерение показателей плотности и водоотдачи такое же, как и для глинистого раствора.

Растекаемость цементного раствора регулируется водоцементным отношением и добавками пластификаторов. Большая вязкость обусловит высокое сопротивление движению раствора и трудности его всасывания насосом, а низкая вязкость – избыточное содержание воды и после твердения обусловит низкое качество цементного камня. Поэтому нормируется вязкость, а по ней выбирается требуемое водоцементное отношение.

Условная вязкость определяется на приборе АзНИИ (рис. 9.9) состоит из конуса 1 объемом 120 см 3 и столика 2. Столик с помощью винтов 3 устанавливается горизонтально по уровню 4. Сверху столик накрыт стеклом 5.

Для проведения стандартного испытания готовят пробу раствора с водоцементным отношением 0,5. Условие – комнатная температура и перемешивание раствора с момента заливки воды должно составлять ровно три минуты. По истечении этого времени быстро наполняют конус цементным раствором доверху и сразу плавно, но энергично, поднимают конус вертикально вверх не менее чем на высоту конуса. Цементный раствор расплывется по стеклу. В качестве показателя растекаемости принимают средний диаметр расплыва.

Рис. 9.9. Прибор для измерения растекаемости цементного раствора

Для определения нормального водоцементного отношения готовят пробы раствора с пятью значениями водоцементного отношения и определяют их растекаемость. Затем графически по зависимости диаметра расплыва от водоцементного отношения определяют нормативное водоцементное отношение, соответствующее диаметру 180 мм. С полученным водоцементным отношением готовят пробу раствора и определяют его плотность, величина которой необходима для контроля водоцементного отношения в процессе приготовления раствора и закачки его в скважину.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Свойства цементных растворов и цементного камня

С точки зрения гарантии успешности бурения наиболее часто определяют следующие свойства цементов:

1) плотность, ρ, кг/м 3 ;

2) растекаемость, мм;

3) начало схватывания, час, мин.;

4) конец схватывания, час, мин.;

Читать еще:  Защита цемента от разрушения

5) предел прочности на изгиб, σИ, кгс/см 2 ;

6) равномерность изменения объёма, да/нет;

7) тонкость помола, да/нет;

8) содержание вредных примесей, %

Свойства цементных растворов прямо зависят от водоцементного отношения ВЦО, которое соответственно определяется как отношение массы затворённой воды mВ к массе цемента mЦ:

Обычно у портландцементов свойства определяют при ВЦО = 0,5. Если ВЦО будет меньше 0,5, то плотность цементного раствора увеличится, а скорость схватывания уменьшится. Это важно для присмотра за оперативным расходом цемента. Имеется в виду, что обычная плотность буровых тампонажных растворов от строительных портландцементов равна 1,65 г/см 3 , а заявленная их плотность обычно равна 1,85 г/см 3 , то есть с меньшим ВЦО. И если, без соответствующей лабораторной проверки, при цементировании не экономят цемент для оперативных производственных надобностей, а делают плотность цемента равной проектной, то ретивые исполнители часто получают козла.

Для исследования свойств цементов количество цементного порошка и воды затворения рассчитывают следующим образом. Например, если ВЦО = 0,4, то это значит, что для замеса цементного раствора надо взять четыре массовых части воды и десять массовых частей цементного порошка, а всего четырнадцать массовых частей. То есть, например, на четыре килограмма воды надо взять десять килограмм цементного порошка. Или, четыреста грамм воды надо смешать с одним килограммом цемента.

Если, например, требуется сделать один литр цементного раствора с ВЦО = 0,5 и плотностью ρЦР = 1,65 г/см 3 , то всего надо взять всего 1650 г воды и цементного порошка. Причём в этой массе всего будет 5 частей воды и 10 частей цемента. А на одну часть будет приходиться массы 1650 / (5+10) = 110 г. Отсюда следует, что для образования одного литра цементного раствора надо взять 5 × 110 = 550 г воды и 10 × 110 = 1100 г цемента.

Плотность.

Плотность цементного раствора определяется аналогично плотности промывочной жидкости в пункте 6.2.1.

Растекаемость.

Идея растекаемости заключается в том, что цементный раствор при цементировании, поднимаясь снизу вверх по затрубному пространству ОК, под действием силы тяжести этой более плотной жидкости, чем промывочная, должен достаточно хорошо растекаться на стороны, чтобы хорошо заполнять каверны в стенках скважины. В результате чего должен получаться непроницаемый тампонаж затрубного пространства ОК, независимо от режимов цементирования, всяких там ламинарных, турбулентных или структурных. Но это для дополнительного образования. Однако при этом надо не забывать, что растекаемость цементного раствора в скважине лучше при большем времени цементирования.

Растекаемость цементного раствора определяется на приборе конус АзНИИ (Рисунок 76), названного в честь Азербайджанского научно-исследовательского института. Он представляет из себя усечённый конус, объёмом 120 см 3 .

Определение растекаемости производится по следующей последовательности. Конус устанавливают посередине на горизонтально поставленный диск с концентрической шкалой и пузырьковым прибором определения горизонтальности посредине. Этот диск есть не конус, а диск, несмотря на то, что на нём написано, что он есть конус (КР-1). Затем приготавливают соответствующее количество цементного раствора, который перемешивают в течение двух минут с момента затворения цемента с водой. Затем наполняют цементным раствором конус заподлицо (за под лицо). Излишек цементного раствора срезается ровным предметом, и затем конус рукой поднимается вверх. Средний диаметр растёкшейся при этом цементной лепёхи и есть величина растекаемости. Растекаемость должна быть не меньше 180 мм.

Рисунок 76. Конус АзНИИ, он же конус растекаемости КР-1

Начало схватывания.

Начало схватывания есть промежуток времени от момента начала затворения цементного порошка в воде до момента начала схватывания этого цементного раствора.

Момент времени начала схватывания определяют на приборе игла Вика (Рисунок 77). Этот прибор оборудуется привинчиваемой иглой 1 диаметром 1,1. Игла привинчивается вместо привинчиваемого пестика 2, который используется для определения нормальной густоты цементного теста. Прибор имеет давящий груз 2, массой 300 г. При этом в сборный стакан 3 с подложкой 4 наливают 300 мл цементного раствора и производят ОЗЦ. В течение этого времени несколько раз, через заданные промежутки времени, иглу подводят до поверхности цемента и отпускают под действием груза. Укол теста производят каждый раз в новое место. Моментом начала схватывания считается момент времени, при котором игла Вика не доходит до дна стакана 1÷2 мм. Это определяют по шкале 6.

Рисунок 77. Игла Вика ИВ-2

Конец схватывания.

Определяется аналогично началу схватывания. Моментом конца схватывания считается момент, когда игла Вика может только воткнуться в цемент на 1÷2 мм.

Свойства цементного раствора (ЦР)

Водосодержание. Многие свойства тампонажных растворов (подвижность, плотность, седиментационная устойчивость и др.) определяются водосодержанием, которое, в свою очередь, зависит от химической природы цементного порошка, его удельной поверхности и конфигурации смачиваемой поверхности.

Водосодержание косвенно характеризуется водоцементным отношением (В/Ц).

Для цементов типа I и II (бездобавочного и с минеральными добавками) В/Ц=0,4÷0,6 (но при оценке их качества В/Ц строго регламентировано и должно быть 0,5);

для облегченного цемента В/Ц=0,6÷1,3;

для утяжеленного цемента В/Ц=0,3÷0,4.

Подвижность. Для подбора рецептуры тампонажного раствора и оценки времени сохранения его прокачиваемости в условиях проведения тампонажных работ применяют реологические характеристики, которые легко определить. Это определение растекаемости по конусу, основанное на измерении диаметра расплыва тампонажного раствора, который помещают в коническую форму стандартных размеров, установленную на стеклянную поверхность, после того как форму поднимают с поверхности вертикально вверх.

Читать еще:  Состав полусухой цементной стяжки

Растекаемость портландцементного раствора при В/Ц=0,5 должна быть не ниже 200 мм.

Также для определения подвижности тампонажных растворов широко используют метод измерения вязкости по сопротивлению, оказываемому цементным раствором перемешиванию лопастной мешалкой при неизменяемом градиенте скорости сдвига (интенсивности перемешивания). Измеряемую при этом величину называют консистенцией и выражают в единицах консистенции Бердена (Вс).

Через некоторое время после затворения и механического перемешивания начинает проявляться способность цементного раствора к структурообразованию, которая выражается в его загустевании и затем в схватывании. Существенное влияние на загустевание цементного раствора оказывают температура и давление. Загустевание (увеличение консистенции) определяют на консистометрах КЦ-3 и КЦ-5. В ГОСТе регламентируется время загустевания до консистенции 30Вс – 90 минут.

Плотность – с помощью АБР-2 или рычажных весов.

Фильтрационные свойства ТР характеризуются:

1) величиной седиментационного водоотделения, характеризующей объемную долю жидкой фазы, выделяющуюся из единицы объема ТР, помещенного в сосуд определенных геометрических размеров, за два часа.

2) Водоотдачей, определяемой с помощью ВМ-6 или с помощью установки УВЦ, позволяющей имитировать условия скважины (максимальное рабочее давление 100 МПа и максимальная температура до +250 O C). ТР имеют высокую водоотдачу, которую можно понизить путём увеличения удельной поверхности цемента, уменьшением В/Ц, а также вводом полимерных понизителей фильтрации.

После окончания закачки и продавки тампонажного раствора его структурообразование происходит в покое. Для определения скорости затвердевания пользуются иглой Вика. Метод заключается в измерении глубины погружения в испытуемый материал, помещённый в сосуд стандартных размеров, иглы диаметром 1 мм под действием стержня массой 0,3 кг. Фиксируют начало схватывания, когда игла не доходит до дна сосуда (кольцо Вика) на 1 мм, и конец схватывания, когда игла погружается в тело не более, чем на 1 мм.

Для условий высоких давлений и температур сроки схватывания определяют с помощью специальных автоклавов.

Как выбрать наливной пол?

Только актуальная и достоверная информация о новостях, акциях, новинках, специальных предложениях ГК Стройресурс, а также о строительных и отделочных материалах, производителях и тенденциях строительного рынка. Подписывайтесь на электронную рассылку, чтобы всегда быть в курсе событий.

Как выбрать наливной пол?

Качественное выравнивание пола важно не только для комфортного проживания, но и для беспроблемной эксплуатации напольного покрытия, а также сохранения его гарантийного срока службы. Большинство производителей финишных материалов готовы отвечать за его долговечность только при соблюдении всех условий. Одним из них является правильный монтаж, а вторым — идеально выровненный пол.

Однако, разобраться в ассортименте сухих строительных смесей простому обывателю не просто. Выбор очень велик. Сотни производителей с десятком вариантов у каждого.

Как правильно выбрать наливной пол? На что нужно обращать внимание, чтобы основание было качественным и надежным? Как купить наливной пол по оптимальной цене? Чтобы ответить на эти вопросы, в первую очередь, необходимо разобраться с ключевыми характеристиками самонивелирующих покрытий.

На что нужно обратить внимание при выборе наливного пола?

В первую очередь, нужно понимать, что наливной пол существенно отличается от стяжек и ровнителей. Главной его особенностью является то, что такой материал способен выравниваться самостоятельно. Бесспорно, это немного приукрашено и без помощи строителя с игольчатым валиком ему не обойтись, но вектор ключевого отличия выбран правильно. Консистенция наливных полов достаточно жидкая, в отличие от стяжек и ровнителей. Кроме того, для его устройства не потребуется правило, да и сохнет он намного быстрее, но обо всем по порядку.

Вяжущее

Именно основа, сырье для наливного пола и определяет большинство его технических характеристик. Есть два вида наиболее популярных типов вяжущих сухих строительных смесей: воздушные и гидравлические.

К первым относится гипс, ко вторым цемент. Наливные полы производят еще и на комплексном вяжущем, которое включает в себя и один материал, и другой. Гипсовые наливные полы удобны в работе, не умеют усадки, мелкая фракция позволяет создать идеально ровное основание, однако, такие материалы обладают меньшей прочностью и не используются снаружи помещений.

Цементные отличаются высокой марочной прочностью, универсальностью в использовании и абсолютной стойкостью к влаге и перепадам температур. Но им свойственны и недостатки гидравлических вяжущих: труднее работать и выравнивать смесь, дают усадку после высыхания, менее пластичны.

Наливные полы на комплексном вяжущем (гипс+цемент) объединили достоинства первого и второго варианта, поэтому на сегодняшний день являются наиболее частым и универсальным вариантом, но не всегда.

Для внутренних или для наружных работ

Как и другие сухие строительные смеси, наливные полы бывают универсальны в применении или же их сфера использования ограничивается помещениями с нормальным уровнем влажности. Это важная характеристика при выборе раствора для выравнивания основания в гараже, на балконе, в подвале или любом другом неотапливаемом помещении. Кроме того, бывают такие задачи, в которых необходимо выровнять основание именно снаружи. Тогда подойдут только те наливные полы, которые разрешено использовать не только внутри помещений.

Читать еще:  Определение времени схватывания цементного теста

Марочная прочность

Наливной пол должен выдерживать существенные нагрузки, особенно, если речь идет о коммерческих помещениях. По этой причине марочная прочность является важнейшей характеристикой при выборе данного вида сухой строительной смеси. Измеряется она в МПа.

Оптимальная марочная прочность для бытовых помещений 12-15 МПа. Это значит, что наливной пол выдерживает давление в 120-150 килограмм на 1 квадратный сантиметр. Этого показателя, как правило, достаточно для эксплуатации в жилых помещениях, с учетом давления ножек мебели, стульев.

Коммерческие и общественные помещения более требовательны. Марочная прочность основания в офисах, торговых центрах, подъездах должна быть от 20 до 30 МПа. Точный показатель зависит от непосредственной задачи.

Наливные полы на комплексном или гипсовом вяжущем редко бывают с прочностью больше 20 МПа, а вот показатель у цементных достигает даже 40 МПа (по таким покрытиям может даже ездить крупногабаритный транспорт).

Безусадочность

Несмотря на то, что цементные наливные полы очень прочные, они, как и другие смеси на гидравлическом вяжущем, дают усадку. Безусадочность — это способность материала после высыхания не менять свои размеры, такие покрытия не покрываются трещинами и не требуют их дополнительной заливки. Чтобы придать такую характеристику цементным наливным полам, производители вынуждены использовать достаточно дорогостоящие модифицирующие добавки, это, естественно, существенно отражается на стоимости. Есть еще один способ: добавить гипс и сделать пол на комплексном вяжущем, такие материалы не трескаются и гораздо демократичнее по цене.

Подходит ли под систему «теплый пол»

Такой вариант отопления или утепления полов в последнее время очень популярен, поэтому большинство материалов, естественно, подходят под данную систему. Однако, не будет лишним еще раз убедиться в том, что наливной пол содержит необходимые добавки и способен находиться в повышенных температурах. Производители обычно указывают эту информацию на мешке или в технической документации.

Толщина нанесения

Для того, чтобы выбрать оптимальный по стоимости и качеству материал, необходимо сначала определиться с толщиной выравнивания. Наливные полы делятся на три категории: толстослойные (30-100 мм), тонкослойные (0-3 мм) и классические (5-30 мм).

Для выравнивания больших толщин чаще используют ровнители или стяжки, такой вариант намного экономичнее, но, иногда, необходимо провести работы быстро, тогда стоит обратить внимание на толстослойные нивелиры.

Самыми дорогостоящими являются тонкослойные. Это связано в первую очередь с размером фракции. Однако, самым важным в расчете наливных полов является не стоимость мешка, а цена за квадратный метр покрытия. Очень часто рациональнее будет приобрести тонкослойный нивелир и выровнять 3 мм основания, чем по более демократичной цене выливать в большую толщину классический.

Расход

Еще один параметр, который существенно влияет на итоговую стоимость. Расход у наливных полов на комплексном и гипсовом вяжущим всегда меньше, чем на цементном. Это опять же обусловлено спецификой сырья. Оптимальный расход сухой строительной смеси позволит существенно сэкономить на работах, поэтому важно не смотреть на стоимость материал за мешок, а рассчитать во сколько обойдется квадратный метр.

Время высыхания

Классические цементные стяжки сохнут 28 дней, только после этого можно продолжать устройство основания. Большинство наливных полов быстро твердеющие и уже через сутки готовы к укладке финишных покрытий. Если ремонт необходимо сделать быстро, то нужно внимательно изучить все рекомендации и технические характеристики материала. Слишком оперативная укладка может серьезно повредить напольное покрытие.

Нужно ли финишное покрытие

Сейчас очень популярны полы под покраску специальными износостойкими материалами, но не каждый наливной пол готов быть защищен лишь тонкой финишной пленкой. Если итоговое покрытие будет именно такое, то материал для этого нужен особенный.

Открытое время

Это важнейшая техническая характеристика почти для любой строительной смеси, потому что она указывает на время схватывания раствора. Естественно, первостепенно это для тех, кто будет проводить работы, потому что им важно понимать насколько оперативно нужно проводить устройство того или иного материала.

Жизнеспособность (время жизни)

Еще одна важная характеристика для отделочника или строителя. Жизнеспособность — это промежуток времени между затворением сухой смеси и ее использованием.

Растекаемость раствора

К сожалению, не все производители информируют о такой важной характеристики. Растекаемость раствора проверяется при помощи специального металлического кольца, в которое заливается сухая строительная смесь. После инструмент поднимается и наливной пол начинает растекаться по гладкой поверхности. Чем итоговый диаметр больше, тем удобнее с нивелиром будет работать.

Производитель

Безусловно, доверять ремонт и строительство лучше тем производителям, которые хорошо зарекомендовали себя на строительном рынке. Выбор более экономичных и сомнительных составов чреват переделкой и лишними затратами. Качественный наливной пол служит десятилетиями.

Как видите, нюансов выбора наливных полов достаточно много. Важно учитывать для какой конкретно задачи Вы приобретаете материал, чтобы сделать правильный выбор.

За консультацией, помощью с расчетами и выбором можете обратиться в нашу компанию. Специалисты отдела продаж предложат Вам несколько вариантов для решения конкретной строительной задачи, просчитают стоимость за квадратный метр покрытия. Наша компания работает только с проверенными производителями, которые отвечают за качество поставляемой продукции.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector