Назовите основные параметры цементного раствора

Свойства цементного раствора

Для надежной кольматации трещин и пор горных пород стенок скважин предварительно следует изучить их физико-механические свойства (в первую очередь минералогический и гранулометрический состав, величину раскрытия трещин), наметить цели кольматации и на. основании этого подобрать цемент с нужными параметрами, состав тампонажной смеси с параметрами, соответствующими свойствам горной породы и поставленной цели.

Марку портландцемента определяют по величине прочности цементного камня на сжатие при добавлении песка в соотношении 1:3 через 28 суток после затворения. Для приготовления тампонажной смеси выбирают сухой цемент, транспортируемый в специальных плотных упаковках. Для кольматации трещин в прочных скальных породах к марке цемента особых требований не предъявляется. Считается, что для кольматации трещин цементный камень может иметь прочность на сжатие 3 МПа и даже меньше.

Тонкость помола определяют с помощью комплекта сит, установленных друг на друга. Размеры отверстий верхнего сита 0,2×0,2 мм (900 отверстий на 1см 2 ), а нижнего 0,09×0,09 мм (3900 отверстий на 1 см 2 ). Тонкость помола влияет на все свойства цементного раствора: плотность, водоцементное отношение, растекаемость, стабильность, проникаемость и т.д.

Плотность цементного раствора выбирают в соответствии с пластовым давлением в скважине.В скважинах с аномально высоким пластовым давлением (АВПД) применяют тяжелые цементные растворы и наоборот в скважинах с аномально низким пластовым Давлением (АНДП) – легкие цементные растворы.

Для нормальных растворов из портландцемента ПЦТ ДО и ПТЦ Д20 водоцементное отношение принимают равным 0,4-0,6; для легких цементных растворов (на основе ПТЦ_лсг) m=1,3-1,5, облегченных растворов (на осно­ве ПЦТ_обл) т=0,6-1,3, утяжеленных (ПЦТ_ут) m=0,3-0,4.

Нормальным цементным раствором при кольматации трещин для всех цементов (кроме ПЦТ ДО и ПТЦ Д20) считается раствор с растекаемостыо 18-22 ей. Если растекаемость раствора окажется менее 18 или более 22 см, то водоцементное отношение изменяют (увеличивают при m 22) до указанных пределов. Определяют растекаемость на приборе “Конус АзНИИ”.

С целью предотвращения размывания цементного раствора промывочной жидкостью используют буферные жидкости.

Устойчивость цементного раствора к агрессии подземных вод. На твердение раствора в процессе тампонирования трещиноватой зоны могут оказывать вредное влияние агрессивные подземные воды. В результате взаимодействия ионов солей с составными элементами цемента затвердевание может не произойти.

Различают сульфатную, сероводородную, магнезиальную, углекислотную и общекислотную агрессии.

Сульфатная агрессия характеризуется повышенным содержанием в воде сульфат-анионов SO₄ 2- (подробнее будет рассмотрена ниже).

При угяекислотной агрессии под воздействием углекислоты, СО₂ происходит выщелачивание и вымывание составных частей цемента, главным образом извести СаО:

Общекислотная агрессия обусловлена наличием в подземных водах ионов водорода, способных вытеснять в минералах цемента другие катионы или нейтрализовать щелочь и таким образом ухудшать качество цементного раствора:.

Допустимый показатель рН подземных вод должен быть не менее 5. При сероводородной агрессии образуются сульфиды кальция, алюминия, железа, например,

Пластическая прочность характеризует прочность структуры раствора при его пластично-вязком разрушении пол воздействием, конуса. Она характеризует устойчивость раствора к размывающему действию циркулирующей промывочной жидкости. Это величина не постоянна. С течением времени пластическая прочность возрастает сначала весьма интенсивно, затем более плавно, а через некоторый промежуток времени темп повышения прочности резко падает. Пластическая прочность в момент снижения темпа упрочнения раствора должна быть достаточной, чтобы выдержать размывающее действие потока циркулирующей промывоч-
ной жидкости.

Замеряют пластическую прочность на приборе Вика, в котором вместо иглы в нижней части стержня закреплен конус.

Начало схватывания выбирают в зависимости от глубины скважины и скорости закачивания раствора (от нескольких минут до нескольких часов), а конец схватывания в зависимости от ширины раскрытия трещин, скорости циркуляции подземных вод и др.

Сроки схватывания зависят от тонкости помола цемента, водоцементного отношения, активности цементных частиц и температуры. Определяют сроки схватывания на приборе Вика.

Время загустевания раствора необходимо знать для более точного определения резерва времени закачивания тампонажной смеси. Его определяют на консистометре КЦ-5 (для нормальных температур в скважине) и консистометре КЦ-3 (для повышенных температур). На время загустевания оказывают влияние те же характеристики раствора; активность цементных частиц, водоцементное отношение, тонкость помола, давление, температура.

Существенное влияние на эффективность тампонирования трещиноватых пород имеет и проникаемость раствора, т.е. глубина проникновения тампонажной смеси в трещины пласта. При незначительной глубине проникновения под воздействием бурильной колонны и давления циркулирующей промывочной жидкости цемент разрушается и вымывается из трещин. Требуется повторное тампонирование.

Проникаемость тампонажного раствора зависит от величины раскрытия трещин, гидрофильности горных пород и растекаемости раствора. Определяют проникаемость на щелевом имитаторе.

Водные растворы тампонажного цемента довольно широко применяют для предупреждения потерь промывочной жидкости. Однако закупоривающая способность их при наличии циркулирующих подземных вод весьма низка, так как в течение; длительного времени в них отсутствует кристаллическая структура, вследствие чего под. действием циркулирующей жидкости незатвердевший раствор продавливаете в трещдны. Такие растворы требуют специальной обработки. Закупоривающую способность тампонажных смесей определяют на щелевом имитаторе. Один из таких имитаторов представляет систему дисков с регулируемыми зазорами, через Которые продавливается тампонажный раствор.

Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.007 сек.)

Источник

Цементный раствор.

Цементный раствор – это, наверное, самый важный элемент в качественном строительстве. На первый взгляд кажется, что приготовить такую смесь проще простого. По большому счету, это верное предположение. Но, для получения первоклассного цементного раствора стоит очень внимательно подойти к подбору компонентного состава и оптимальной пропорций. Перед тем как познать тонкости получения подобного стройматериала, давайте выясним функции каждого из компонентов в его образовании. Онлайн расчет состава цементного раствора.

Цементно-песчаный раствор.

С технической точки зрения, основу раствора составляет вода. Поэтому, лучше брать чистую без содержания каких-либо примесей воду. Наполнителем в растворе выступает песок, а связывает все компоненты воедино цемент. В процессе получения цементного раствора нужно тщательно подойти к вопросу качества песка. Во-первых, стоит убедиться в отсутствии глины и других пород, мусора. Во-вторых, подобрать правильный посев песка. Например, мелкодисперсный песок лучше использовать для кирпичной кладки, а грубый песок в штукатурных работах может стать причиной дополнительной шлифовки или выравнивания.

Выбирая цемент нужно учитывать некоторые его особенности. Во-первых, при долгом хранение даже нераспечатанный цемент может закаменеть и стать непригодным к работе. Поэтому, разумнее будет купить цемент перед стартом работ. Во-вторых, цемент должен быть только в бумажной упаковке. Немаловажно подобрать правильную марку цемента в зависимости от вида строительных работ. Например, для фундамента нельзя использовать цемент с маркой ниже М300.

Свойства цементных растворов.

При работе с кирпичом, например, марки 75 отлично подойдет цементный раствор марки 75 (рабочие пропорции 1:5:3.) Кирпичной кладке можно также придать некий цвет, добавив в раствор сажу. При этом нужно учитывать, что большое количество сажи приводит к уменьшению прочностных характеристик цементного раствора.

Нередко возникает проблема, когда после внесения нужной пропорции воды в цементный раствор он очень сильно теряет в плотности массы. Для повышения вязкости такой смеси нужно добавить немного цемента и песка, сохраняя соотношение их частей.

Для работ по плиточной отделке оптимальный цементно-песчаный раствор соотношением 1:2,4:0,4. При выполнении таких работ важно контролировать плотность смеси. Сделать это весьма просто. Малый объем раствора выкладываем равным слоем на тыльную сторону плитки и пробуем его стряхнуть. Если после таких манипуляций на плитке остался слой толщиной больше 3 мм, то приготовленный высококачественный раствор. При полном отваливании смеси от поверхности стоит немного повысить ее плотность (просто добавить песок и цемент согласно выбранной пропорции). Также технологично правильно увлажнить рабочую сторону плитки цементным молоком (1 часть цемента к 3-4 частям воды).

Цементно-известковый раствор.

Для приготовления цементно-известкового раствора используются цемент и известь (вяжущие компоненты), песок (наполнитель), вода. Очень важно брать свежий цемент, поскольку при долговременном сбережении значительно ухудшаются его свойства. Так, например, после месяца хранения марка М500 понижается в характеристиках до М450. Причем, за полгода хранения цемент может утратить до ¼ своих полезных качеств. Фракция песка должна быть 3-5 мм. При этом подойдет как речной, так и карьерный песок. Например, для штукатурки песок с карьера предпочтительней, поскольку содержащаяся в нем примесь глины делает смесь намного мягче. Чтобы повысить упругость раствора нередко практикуют добавление клея ПВА в соотношении 0,5 л клея на 20 л рабочего раствора. Вместо клея добавлять можно жидкое мыло (0,2 л на 20 л раствора), пластификаторы.

Стоить отметить, что на соотношение компонентов цементно-известкового раствора влияет вид выполняемых работ. Например, штукатурить лучше цементным раствором с пропорцией 1:1:6 или 1:2:9.

Раствор кладочный цементный.

Значительно облегчает подсчет объема компонентов для цементного раствора и выбор соответствующей марки цемента специальные таблицы. Такие таблицы существуют и для приготовления песчано-цементного раствора с учетом типа грунта и их без проблем можно найти на просторах сети.

Таблица содержит соотношения компонентов для различных цементно-известковых растворов.

Для получения качественного кладочного цементного раствора оптимально использовать заранее просеянный песок. Просев на специальном строительном сите позволяет избавится от ненужных камней, грунта и прочих ненужных примесей.

Значительно облегчает процесс получения цементного раствора бетономешальные машины. Последовательность добавления компонентов в мешалку таков: сперва добавляем часть от нужного объёма воды, а дальше, последовательно, цемент и песок. В конце выливаем оставшуюся воду. Сам процесс смешивания длится не меньше 2 минут. По прошествии этого времени можно переливать раствор в ведро или другой рабочий сосуд. Нужно помнить, что цементный раствор быстро затвердевает, поэтому не стоить приготовлять очень большое его количество. Оптимально такое количество цементного раствора, которое можно израсходовать за несколько часов работы. И также не стоит забывать про периодичное перемешивание кладочного цементного раствора во избежании его расслоения.

Источник

Основные свойства цементных растворов

В этой публикации мы постараемся обойтись без сложных терминов и формул химических процессов. Мы рассмотрим свойства с практической стороны применения в строительных и отделочных работах. Так как в большинстве случаев применяется общестроительный портландцемент, то будем рассматривать преимущественно этот цемент.

Марочная прочность

Цементы подразделяются на классы прочности: 22,5 (М300); 32,5 (М400); 42,5 (М500); 52,5 (М600). Класс прочности означает минимальную прочность на сжатие в 28 суточном возрасте (для нормальнотвердеющих цементов) и соответствует усреднённой марочной прочности в скобках. Марочная прочность проверяется в лабораториях и соответствует нагрузке в кг/см².

На практике же строители зачастую не знают какие пропорции песка и цемента соблюдать для получения нужной марки. Некоторые считают, что если заведут раствор из цемента М400 в пропорции 1 к 2, то получат марку М200. Логика есть, но это неверные рассуждения! Ведь этот же раствор заводят в лабораториях 1 к 3 и получают марку 400.

*Примечание: данные основаны на таб. 4 из СП 82-101-98. Насыпная плотность песка принята 1700 кг/м³.

Рабочее время и схватывание

Набор прочности

Принято считать, что смеси на основе цемента (нормальнотвердеющие цементы) набирают около 55% прочности через неделю и полную прочность через 28 суток после затворения водой. То есть процесс твердения более активен в начале и постепенно снижается. Если быть более точным, то на самом деле твердение продолжается долгие годы, 28-суточный срок принят как проектный.

Именно по вышеописанной причине цементно-песчанные стяжки не рекомендуется заливать слоями тоньше 3-4 см. Если же обеспечить влажность, то ограничений в толщине слоя нет. Во многие готовые смеси с этой целью добавляются различные добавки, которые удерживают воду в растворе и не дают ей испариться.

Адгезия цементных растворов

Несмотря на хорошую адгезию цемента к минеральным основаниям, в последние годы на строительных рынках активно пропагандируются грунты глубокого проникновения и так называемый “бетонконтакт”. На самом же деле толк от них стремится к нулю.

Существует два основных приёма для улучшения адгезии цементных растворов к минеральным основаниям: адгезионный слой и набрызг.

Адгезионный слой представляет из себя более жидкий, тонкий слой того же раствора, который наносится на основание. Жидкая смесь хорошо проникает в поры основания и обеспечивает хорошее сцепление с основным слоем. Основной слой укладывается на НЕсхватившийся адгезионный для образования единого монолита. Данный приём больше подходит для горизонтальных поверхностей, когда сверху располагается основная масса. На вертикальных поверхностях велика вероятность оплываний, хотя всё зависит от конкретной ситуации.

Более современным вариантом набрызга и адгезионного слоя является плиточный клей, нанесённый на основание гребенчатым шпателем. Благодаря химическим добавкам, плиточный клей имеет немногим большую адгезию и им удобнее работать. Соответственно адгезионный слой предполагает нанесение основной массы сразу после нанесения клея, при аналогии с набрызгом нужно дождаться схватывания клея. При работе с набрызгом нужно помнить, что марочная прочность наносимого основного слоя должна быть меньше, чем у клея.

Влагостойкость и водостойкость цемента

Как избежать трещин на цементно-песчаном растворе

Для появления трещин существует несколько причин, рассмотрим их по отдельности.

На этом предлагаю закончить, статья будет дополняться.

ГОСТ 30515-2013 Цементы. Общие технические условия

СП 82-101-98 Приготовление и применение растворов строительных

Источник

Цементные растворы, их виды и свойства

Цемент — удивительное вещество, которое позволяет изготавливать различные смеси и растворы для любых типов строительных, отделочных и ремонтных работ.

Цемент — порошкообразное вяжущее вещество водного твердения. Это означает, что только в присутствии воды в нем происходят реакции гидратации, необходимые для химического преобразования порошкового компонента в твердый материал, имеющий кристаллическую структуру. Поэтому для работы с цементом из него замешивают растворы и смеси с добавлением воды.

Основными типами таких материалов являются бетонные смеси и цементные растворы.

Чем отличается цементный раствор от бетонной смеси

Главное отличие этих типов строительных материалов — состав, который и обуславливает различие их качеств и разные области их применения. Есть у них и общие черты: использование цемента как вяжущего позволяет получить материалы, отличающиеся особой прочностью.

Фактически, бетон можно назвать композитным материалом. Если для изготовления бетонной смеси, помимо цемента, воды и песка, требуется еще и крупный заполнитель, к примеру, гравий или щебень с разным размером фракций, то в цементный раствор добавляется только мелкий заполнитель — песок.

Таким образом, в состав цементного раствора входят:

Различается и область применения. Бетон используется для изготовления крупных изделий и конструкций, например, монолитных стен и плит перекрытий, дорожного полотна, стяжек, а также мелкоштучных, но требующих высокой прочности изделий, к примеру, тротуарной плитки.

Цементные растворы применяются как материал для заполнителей швов и соединения строительных элементов (кладочные растворы) либо для обработки поверхностей (например, различные виды штукатурных растворов с использованием цемента).

Цемент и смеси на его основе употребляются в строительстве со времен Древнего Рима, но современные строительные материалы существенно отличаются от древних образцов благодаря достижениям химии. Любые типы бетонных смесей и цементных растворов нуждаются в применении специальных химических добавок, которые могут сообщать им дополнительные свойства:

и другие характеристики, которые могут быть необходимы в том или ином конкретном случае. Благодаря применению химических добавок можно получать действительно безупречные изделия из цемента.

Советуем изучить: Каталог добавок Cemmix

Виды цементных растворов

Популярность цементных растворов в строительных, отделочных и ремонтных работах объясняется их прочностью и доступностью.

Можно говорить о классификации цементных растворов по их составу и назначению.

По составу цементные растворы делятся на следующие виды:

Виды цементных растворов по назначению:

В зависимости от назначения раствора, выбирается марка цемента, состав раствора и пропорции основных компонентов. Растворы для оштукатуривания должны быть более пластичными, чем кладочные, что достигается применением различных добавок: гашеной извести либо специальных пластификаторов.

Обычный цемент имеет серый цвет, но для отделочных работ существует белый. Его применяют для замешивания штукатурных растворов, а также смесей для изготовления цветной тротуарной плитки, поскольку серый цемент не позволяет получать яркие красивые оттенки. Белый цемент дороже обычного, поэтому часто его используют для раствора, который применяется на поверхности (верхний слой штукатурки или брусчатки).

Какую марку цемента выбрать

Сегодня маркировка вяжущего порошка начинается с вида цемента ЦЕМ, после чего указывается процентное содержание и тип добавок. Далее отмечается класс прочности и скорость схватывания. Например, ЦЕМ II/В-Ш 22,5Н — портландцемент с гранулированным доменным шлаком 21-35 %, класс прочности 22,5, с нормальной скоростью твердения.

Тем не менее, до сих пор многие потребители пользуются старой классификацией, поэтому некоторые производители наносят на мешки с цементом обе маркировки (по старой и новой классификации).

При реализации работ важно выбрать оптимальный по прочности цемент, чтобы, с одной стороны, получить достаточную прочность изделий, с другой стороны, не переплачивать за более дорогие расходные материалы.

Вот почему правильный выбор оптимальной марки цемента так важен:

Как приготовить цементный раствор

Цементный раствор вполне можно изготовить самостоятельно, и это будет дешевле, чем покупать готовый. К тому же, в частных строительных и ремонтных работах самостоятельное замешивание удобнее.

Замешивают цементные растворы в небольших бетономешалках либо при помощи строительного миксера, а если раствора нужно немного, то и вручную.

Обычно вначале рекомендуют перемешать сухой цемент с песком, а затем добавлять воду с химическими добавками до требуемой густоты или, если используется гашеная известь, ее водный раствор. Хотя некоторые мастера предпочитают другой порядок замеса.

Консистенция раствора подбирается в зависимости от целей и может быть как полусухой, так и пластичной, и даже литой.

Любые химические добавки вводятся в раствор с водной составляющей.

Видео: Как правильно замешивать цементный раствор

Пропорции компонентов для цементных растворов

Какие количества цемента, песка и воды использовать, зависит от назначения цементного раствора.

Таблица 1. Пропорции штукатурных растворов

Таблица 2. Пропорции растворов для стяжек

Таблица 3. Пропорции кладочных растворов

Расход цемента

Поскольку самый дорогостоящий компонент цементного раствора — цемент, а также потому, что он должен быть свежим, необходимо точно рассчитать, какое количество цемента потребуется.

Зная пропорции раствора, несложно подсчитать, сколько цемента нужно для замеса одного кубометра материала.

Для оштукатуривания и кирпичной кладки количество раствора смотрят в таблицах.

Таблица 4. Расход штукатурного раствора с учетом потерь

Для стяжки можно самостоятельно посчитать количество раствора. Для этого ширину и длину помещения умножают друг на друга и на толщину стяжки (в метрах). Если помещение имеет неправильную форму, отдельно подсчитывается площадь каждого участка, а при значительной неровности пола (когда стяжка будет иметь разную толщину на разных участках) берется среднее значение толщины стяжки.

Например: дано помещение 10 на 10 м, толщина стяжки — 5 см (0,05 м). Значит, потребуется 5 кубов раствора.

Важные компоненты цементных растворов — специальные добавки, к которым относятся:

Важно не пренебрегать добавками для бетона и не заменять их подручными компонентами (мылом, солью), точные пропорции которых и эффект невозможно просчитать. Готовые химические добавки испытаны в лабораторных условиях, их возможно точно дозировать, а эффект от них предсказуем.

Источник