Цемент расширяющий – что это такое и виды марок, применение продукции в мешках по 50 кг, расширяющиеся и цементно-напряженные смеси

Содержание

Расширяющийся цемент — это… Что такое Расширяющийся цемент?

Расширяющийся цемент: собирательное название группы Цементов, обладающих способностью увеличиваться в объёме в процессе твердения. У большинства Р. ц. расширение происходит в результате образования в среде гидратирующегося вяжущего вещества (см. Вяжущие материалы) высокоосновных гидросульфоалюминатов кальция, объём которых вследствие большого количества химически связанной воды значительно (в 1,5—2,5 раза) превышает объём исходных твёрдых компонентов. Полное расширение Р. ц. составляет 0,2—2%. Прочность Р. ц. 30—50 Мн/м². В СССР наибольшее распространение среди Р. ц. получили водонепроницаемый Р. ц., расширяющийся Портландцемент, гипсоглинозёмистый Р. ц., а также Напрягающий цемент. Все Р. ц. лучше твердеют и показывают большее расширение во влажных условиях. Благодаря высокой водонепроницаемости Р. ц. применяются для заделки стыков сборных железобетонных конструкций, создания надёжной гидроизоляции при возведении некоторых гидротехнических сооружений, производстве напорных железобетонных труб и т.п.

Расширяющаяся вселенная
Расшифровочная машина

Смотреть что такое «Расширяющийся цемент» в других словарях:

РАСШИРЯЮЩИЙСЯ ЦЕМЕНТ — название группы цементов, обладающих способностью увеличиваться в объеме (на 0,2 1%) в процессе твердения. Применяют для заделки стыков сборных железобетонных конструкций, устройства гидроизоляционных покрытий и т. п … Большой Энциклопедический словарь
расширяющийся цемент — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN expanding cement … Справочник технического переводчика
расширяющийся цемент — название группы цементов, обладающих способностью увеличиваться в объёме (на 0,2 1%) в процессе твердения. Применяют для заделки стыков сборных железобетонных конструкций, устройства гидроизоляционных покрытий и т. п. * * * РАСШИРЯЮЩИЙСЯ ЦЕМЕНТ… … Энциклопедический словарь
расширяющийся цемент — plėtrusis cementas statusas T sritis chemija apibrėžtis Cementas, kuris kietėdamas išsiplečia &GT;0,25%. atitikmenys: angl. expanding cement; expansive cement; self expanding cement rus. расширяющийся цемент … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
РАСШИРЯЮЩИЙСЯ ЦЕМЕНТ — собирательное назв. группы цементов, обладающих способностью увеличиваться в объёме в процессе твердения. У большинства Р. ц. расширение происходит в результате образования в среде гидратирующегося вяжущего в ва (см. Вяжущие материалы)… … Большой энциклопедический политехнический словарь
Цемент водонепроницаемый безусадочный — получается при тщательном смешивании гашеной извести, полуводного гипса и глиноземистого цемента. Схватывается от 1 до 5 минут с момента смешивания с водой. Водонепроницаемый безусадочный цемент применяется для устройства гидроизолирующей… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
ЦЕМЕНТ — (нем. Zement, от лат. caementum щебень, битый камень) собират. назв. большой группы гидравлич. вяжущих материалов; один из важнейших строит. материалов. В состав Ц. входят силикаты и алюминаты кальция продукты высокотемпературной обработки… … Большой энциклопедический политехнический словарь
ЦЕМЕНТ — (от латинского caementum щебень) собирательное название большой группы гидравлических вяжущих материалов. В состав цемента входят силикаты и алюминаты кальция продукты высокотемпературной обработки известняка, глины, боксита и др. Основные виды… … Металлургический словарь
Цемент расширяющийся — – группа цементов, у которых линейное расширение цементного камня составляет от 0,15 % до 4,0 %. [Терминологический словарь по бетону и железобетону. ФГУП «НИЦ «Строительство» НИИЖБ и м. А. А. Гвоздева, Москва, 2007 г. 110 стр.] Цемент… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Цемент водонепроницаемый расширяющийся — – применяют при восстановлении разрушенных бетонных и железобетонных конструкций, для гидроизоляции туннелей, стволов шахт, в подземном и подводном строительствах. Это быстросхватывающееся и быстротвердеющее гидравлическое вяжущее вещество … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Типы расширяющегося цемента

Для строительства бассейнов, подземных сооружений, насосных станций, а также в случаях, когда конструкция подвергается влиянию воды (безнапорные трубы, кровля) нередко применяется расширяющийся (РЦ). Этот материал обладает способностью увеличиваться в объеме во время затвердевания.

Приобрести качественные стройматериалы Вы сможете на сайте atlant-shop.com.ua

График роста прочности при водном хранении.

Благодаря РЦ удается добиться большей герметичности, плотности и предотвратить просачивание воды из емкости, где она должна находиться.

Существует несколько видов этого строительного материала.

Достоинства данных стройматериалов

Удерживает стабильность характеристик в условиях резких и частых температурных колебаний. По этой причине он нередко применяется в строительстве в зимнее время года. Расширяющийся цемент можно использовать даже при температурах порядка -30°С, причем сохраняются эластичные свойства материала;
Отсутствует усадка при затвердевании. Прекрасные адгезионные свойства позволяют плотно заделывать швы. Благодаря постепенному расширению можно добиться равномерности заполнения полостей, поэтому РЦ хорошо подходят для гидроизоляции.

Отлично подходит для восстановления поврежденных конструкций. В процессе расширения заделываются все трещины и нарушения целостности, в результате сооружение приобретает устойчивость и надежность.

Разновидности

Схема тампонирования скважины расширяющимся цементом.

Гипсоглиноземистый. Этот материал изготавливают на основе совместного смешивания природного двухводного гипса и высокоглиноземистого шлака или клинкера. Расширяющиеся материалы используются для приготовления водонепроницаемых, безусадочных бетонов и растворов, которые подходят для гидроизоляции шахт, штукатурок и зачеканки швов. Получаемые гипсоглиноземистые относятся к цементам 500 и 400 марки и обладают морозостойкостью до 200 циклов.

РПЦ – расширяющийся портландцемент. Для получения такого вещества требуется клинкер (58-63%), гипс (7-10%), глиноземистый клинкер или шлак (5-7%) и гранулированный доменный шлак либо иная минеральная активная добавка (23-25%). Расширяющий портландцемент отличается более медленной скоростью затвердевания по сравнению с гипсоглиноземистым. Если необходимо достичь более высокой скорости, используется кратковременное пропаривание. Хорошо предотвращает проникновение воды и характеризуется высокой плотностью. Общая длительность увеличения достигает 30 суток. В зависимости от необходимых условий, может обладать небольшой степенью увеличения в объеме, 0,3%, либо сильной расширяемостью (1,5-2,5%).

Водонепроницаемый. Для его изготовления требуется полуводный гипс, в который добавляется высокоосновный алюминат кальция (4СаО-Аl2О3) и цемент глиноземистый. Получаются таким образом марки 600, 500, 400. Материал начинает схватываться не раньше 4 минут и не позже 10 минут. Этот процесс может быть замедлен с помощью ингибитора (буры, уксусной кислоты, СДБ). Водонепроницаемый материал подходит для восстановления железобетонных или бетонных конструкций, гидроизоляции стволов шахт и туннелей при необходимости сделать швы водонепроницаемыми.
Антикоррозионный. Он готовится на базе стандартного портландцемента, в который добавляют сернокислый глинозем и азотистый кальций. Эти элементы способны противодействовать коррозии металлической арматуры и закладных деталей.

Напрягающие. Его главная особенность заключается в том, что такие расширяющиеся цементы в первую очередь твердеют и становятся прочным, а лишь после этого расширяются и создают напряжения для железобетона. Для получения такого расширяющегося цемента требуется 65-75% портландцемента, 6-10% гипса и 13-20% глиноземистого. Схватываться этот материал начинает не раньше 30 минут и не позднее 4 часов вслед за затвердеванием. Через одни сутки прочность напрягающего расширяемого состава достигает 15 МПа, а через месяц составляет 50 МПа. Такой стройматериал хорошо подходит для создания напорных труб, создания емкостей под горючие материалы, спортивных конструкций и резервуаров для воды.

http://www.youtube.com/watch?v=HBssnUpnORw

Области использования

Дорожное строительство. Такой материал подходит для создания покрытия на стадионах, дорогах, автомобильных мостах, взлетно-посадочных полосах, аэродромах.
Расширяющиеся цементы для использования в бытовых постройках. Рассматриваемые стройматериалы часто применяются для настила в подсобных помещениях, сараях, подвалах, для создания дорожек.
Применение в промышленности. Расширяющиеся нередко применяются для обустройства промышленных помещений (заводов, тампонирования скважин нефтяных и газовых, ограждающих конструкций, метрополитенов).
Обустройство гидротехнических построек.
Выравнивание кирпичных и бетонных коробок и устранение трещин и полостей с помощью расширяемых цементов.

Степень расширения зависит от разных факторов, среди которых тип исходного цемента, его минеральный и химический состав, тип расширяющейся добавки, а также соотношение этих элементов в составе, степень помола и условия внешней среды (влажность, температурный режим) при которых твердеет расширяющийся цемент.

Загрузить ещё

особенности составов, свойства и назначение.

Расширяющиеся цементы относятся к числу смешанных цементов. Наиболее эффективный расширяющий компонент — трехсульфатный гидросульфоалюминат кальция.

Водонепроницаемый расширяющийся цемент (ВРЦ) — является быстросхватывающимся и быстротвердеющим гидравлическим вяжущим

Расширяющийся портландцемент (РПЦ) – отличается способностью расширяться в водных условиях при постоянном увлажнении в течение первых 3 суток

Напрягающий цемент (НЦ) – затворенный водой сначала твердеет и набирает прочность, затем расширяется и напрягает железобетон. Применяется в напорных трубах, резервуарах для воды, подземных сооружениях.

Состав отличается высоким содержанием глиноземистого клинкера и природного гипса.

3CaOAl₂O₃*3CaSO₄*32H₂O – эттрингит – компенсирует пустоту, за счет него – прирост объема до 4%.

49. Методика определения истинной плотности материала.

Истинной плотностью (р) называется масса единицы объема материала в абсолютно плотном состоянии, т.е. без учета пор и пустот.

Истинная плотность определяется по формуле: ρ=m/Va, [г/см³],

где m — масса образца, г; Va — объем образца в абсолютно плотном состоянии, см³.

Для расчета истинной плотности материала его нужно получить в абсолютно плотном состоянии (без пор). Простейший способ добиться этого – измельчить материал так, чтобы каждая его частица не имела внутри себя пор. Чем выше тонкость измельчения, тем точнее будет определение плотности вещества, из которого состоит материал.

Для определения истинной плотности отвешивают около 200 г тщательно перемешанной средней пробы материала. Навеску высушивают в сушильном шкафу и тонко измельчают.

При определении плотности погрешность взвешивания не более 0,01 г. Температура помещения при испытании (20±2)°С.

Для получения достоверного результата проводится не менее трех испытаний и за окончательный результат принимается среднее арифметическое значение.

50. Методика определения средней плотности материала.

Средней плотностью (р_о) называют массу единицы объема материала в естественном состоянии, т.е. вместе с порами и пустотами. Средняя плотность определяется по формуле: р₀=m/Ve, [г/см³],

где m — масса образца, г; Ve — объем образца в естественном состоянии, см³.

Образцы материала правильной геометрической формы.

Объем образца определяют, пользуясь штангенциркулем или металлической линейкой.

Зная массу и объем образца, вычисляют его среднюю плотность по формуле.

Образцы неправильной геометрической формы. Среднюю плотность таких образцов определяют методом гидростатического взвешивания или с помощью объемомера.

Метод гидростатического взвешивания основан на использовании закона Архимеда: на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, направленная вверх и равная весу вытесненной им жидкости. Чтобы определить выталкивающую силу, образец взвешивают на воздухе и в жидкости; разность этих весов дает значение выталкивающей силы. Зная плотность жидкости, по выталкивающей силе можно вычислить объем вытесненной образцом жидкости, т. е. объем образца.

51. Методика определения насыпной плотности материала.

Насыпная плотность (р_н) – масса единицы объема вещества в рыхлом состоянии. Насыпная плотность определяется по формуле: р_н=m/Vс, [г/см3], где m — масса образца, г; Vс — объем образца в рыхлом состоянии, см³.

Насыпную плотность материалов определяют, измеряя их объем мерными цилиндрическими сосудами вместимостью от 1 до 50 л.

За объем материала в этом случае принимают объем сосуда, т.е. в измеряемый объем входят пустоты между частицами материала.

Крупнозернистые материалы (зерна более 5 мм) засыпают в мерные сосуды вместимостью 5, 10, 20 и 50 л совком или лопаткой с высоты 100 мм без последующего уплотнения.

Мелкозернистые материалы (зерна менее 5 мм) насыпают в мерный сосуд вместимостью 1 л с помощью воронки.

Под трубку устанавливают мерный сосуд.

52 (53). Методика определения водопоглощения по массе (по объему) материала.

Водопоглощение (В) – способность материала поглощать и удерживать в себе воду при полном в нее погружении в течение установленного времени.

Испытание проводят на двух или трех образцах.

Образцы высушивают до постоянной массы и записывают массу сухого образца.

Высушенные и охлажденные до комнатной температуры образцы погружают в воду так, чтобы над ними был слой воды не менее 2 и не более 10 см, и выдерживают в течение некоторого времени.

После насыщения образцы вынимают из воды, обтирают влажной мягкой тканью и каждый образец немедленно взвешивают (массу воды, вытекающей из пор образцов на чашку весов, включают в массу образца).

Зная массу сухого образца и его массу после насыщения водой, вычисляют по формуле водопоглощение по массе для каждого образца.

По объему: все то же самое, но необходимо найти объем материала в естественном состоянии.

Водопоглощение материала принимают как среднее арифметическое результатов испытания всех образцов.

по массе: В_мас =

по объему: В_об=

54. Методика определения прочности при сжатии горной породы.

Прочность (R) – способность материала сопротивляться разрушению от напряжений, возникающих при действии внешних сил.

Образец измеряют, а затем изолируют от жидкости.

Сущность метода заключается в определении максимальной разрушающей силы, приложенной перпендикулярно к нему, в результате чего в образце возникают растягивающие напряжения, приводящие к его разрушению в плоскости продольного сечения.

Нагружение производится между плоскими шлифованными стальными плитами пресса. Скорость выбирается в зависимости от прочности породы в пределах 0,1-0,3 МПа/с и поддерживается постоянной до разрушения образца.

R_сж = P_разруш/S

где Р – максимальная нагрузка до разрушения, S — площадь приложения давящей силы

55. Методика определения открытой пористости материала.

Пористость (П) – степень наполнения материала порами.

Пористость бывает бывает общей (истинной), закрытой, открытой.

Открытыми называются поры, сообщающиеся с окружающим миром и между собой, образуя сплошную капиллярно-пористую структуру.

Для определения открытой пористости строительных материалов их высушивают до постоянной массы, насыщают жидкостью, чаще всего водой, и взвешивают. Разность масс сухого и водонасыщенного материала дает массу воды, заполнившей поры материала.

Величину массы воды, заполнившей поры, принимают за объем открытых пор.

П_откр =

56. Методика определения закрытой пористости материала.

Пористость (П) – степень наполнения материала порами.

Пористость бывает бывает общей (истинной), закрытой, открытой.

Закрытыми называются поры, не сообщающиеся с окружающим миром и между собой.

Закрытую пористость вычисляют как разность между общей и открытой пористостью.

П_общ=

П_откр =

П_закр =

57. Методика определения истираемости горных пород.

Истираемость (G) горных пород — свойство частиц горных пород уменьшаться в объёме и массе под действием трения.
Истираемость зависит от твёрдости и плотности горной породы. Параметры её определяются на специальных кругах истирания, на которых испытываемый образец подвергается трению о вращающийся абразивный диск.
Испытания проводятся на одном и том же образце несколько раз до получения устойчивых средних результатов.
Показателем истираемости является потеря массы (г) испытуемого образца правильной формы, отнесённая к площади истирания (в см²) при постоянной нагрузке на образец.

G =

где m1 — масса образца до истирания, m2 — масса образца после истирания (г), S — площадь истирания (см²)

58. Методика определения водопоглощения керамического кирпича.

Водопоглощение определяют не менее чем на трех образцах.

Образцы керамических изделий предварительно высушивают до постоянной массы.

Образцы укладывают на решетку в сосуд с водой, нагревают и доводят до кипения, кипятят и оставляют на 16-19 ч остывать до температуры помещения.

Образцы выдерживают в воде 48ч.

Насыщенные водой образцы вынимают из воды, обтирают влажной тканью и взвешивают. Массу воды, вытекшей из образца на чашку весов, включают в массу образца, насыщенного водой.

После взвешивания образцы силикатных изделий высушивают до постоянной массы

Водопоглощение образцов по массе в процентах вычисляют по формуле:

В_мас=

За значение водопоглощения изделий принимают среднее арифметическое всех испытаний.

59. Методика определения марки кирпича по прочности.

Определение прочности кирпича на сжатие.

Образец помещается на центр нижней плиты пресса и прижимается верхней плитой. Нагрузка на образец должна подаваться равномерно и непрерывно, обеспечивая его разрушение через 20-60 сек. после начала испытания.

Предел прочности образца определяется по формуле:

R_сж=P/S, где Р – наибольшая нагрузка на образец, а S – площадь поперечного образца.

Определение прочности кирпича при изгибе.

Образец устанавливают на двух опорах пресса. Нагрузку прикладывают в середине пролета и равномерно распределяют по ширине образца. Нагрузка на образец должна возрастать непрерывно со скоростью, обеспечивающей его разрушение через 20 — 60 с после начала испытаний.

Предел прочности при изгибе определяется по формуле:

R_изг=3/2 * P*l/ b* h²

Марку кирпича устанавливают по наименьшему значению предела прочности при изгибе или при сжатии.

60. Методика определения нормальной густоты гипсового теста.

Нормальная густота гипсового теста – показывает оптимальный объем воды для затворения, чтобы получилось нормальное по концентрации тесто.

Отвешивают 300 г гипса, всыпают его в сферическую чашку с заранее отмеренным количеством воды (150-220 мл) и ручной мешалкой перемешивают в течение 30 с, начиная отсчет времени от начала всыпания гипса в воду.

После окончания перемешивания цилиндр, установленный в центре стекла, заполняют гипсовым тестом, излишки которого срезают металлической линейкой. Через 45 с, считая от начала всыпания гипса в воду или через 15 с после окончания перемешивания, цилиндр быстро поднимают вертикально и отводят в сторо-ну. При этом гипсовое тесто расплывается на стекле в лепешку.

Диаметр расплыва определяют по концентрическим окружностям или замеряют линейкой в двух перпендикулярных направлениях с погрешностью не более 5 мм.

Нормальная густота характеризуется диаметром расплыва гипсового теста, равного 180±5 мм. Если диаметр расплыва теста не соответствует 180±5 мм, испытания повторяют с измененной массой воды (на 1-2%).

Нормальную густоту гипсового теста выражают числом миллиметров воды, приходящихся на 100г гипса.

61. Методика определения сроков схватывания гипсового вяжущего.

Сроки схватывания определяются началом и концом схватывания.

Определение сроков схватывания гипсового теста производится с помощью прибора Вика.

200г порошка затворяют водой и готовят нормальное по густоте тесто.

После этого тесто наливают в кольцо прибора, встряхивают, избыток его срезают ножом и поверхность выравнивают.

Затем кольцо помещают под иглу, приводят ее в соприкосновение с поверхностью теста в центре кольца, и закрепляют стержень стопорным устройством. Через каждые 30с (60с) иглу опускают так, чтобы она погружалась в новое место. После каждого погружения иглу тщательно вытирают.

При этом отмечают два момента: первый, когда игла начинает не доходить до дна, и второй, когда игла опускается в тесто не более, чем на 0,5 мм.

В соответствии с этим время от начала затворения гипсового теста (всыпания гипса в воду) до момента, когда игла начинает не доходить до дна, считают началом схватывания, а время от начала затворения гипсового теста до тех пор, когда игла опускается в тесто не более, чем на 0,5 мм, — концом схватывания.

62. Методика определения водостойкости гипсового камня.

Водостойкость (коэффициент размягчения — К) – способность материала сопротивляться длительному воздействию воды.

Степень водостойкости искусственного камня на основе гипсовых вяжущих веществ оценивают по коэффициенту размягчения.

Чтобы узнать коэффициент водостойкости испытывают с определением прочностных показателей три образца из гипса, высушенных до постоянной массы при температуре не выше 60 °С, и три идентичных образца – в водонасыщенном состоянии. Насыщают образцы гипса, выдерживая их в воде в течение 2 ч, предварительно высушив до постоянной массы при температуре не выше 60 °С.

Коэффициент размягчения вычисляют как частное от деления предела прочности при сжатии водонасыщенных образцов на предел прочности при сжатии образцов в сухом состоянии.

K = Rсж.насыщ/Rсж.сух

0<К<1, чем больше коэффициент, тем выше водостойкость

63. Методика определения тонкости помола гипсового вяжущего и портландцемента.

50г гипса, предварительно высушенного в сушильном шкафу просеивают сквозь сито с сеткой №02. Сито должно быть сухим и после просеивания тщательно прочищаться.

Просеивание гипса считается законченным, если в течение 1 мин сквозь сито проходит не более 0,05 г гипса. Контрольное просеивание производят на бумагу при снятом с сита донышке.

Тонкость помола гипса (Т) вычисляется как остаток гипса на сите с сеткой №02 в процентах от массы просеиваемого порошка по формуле:

T=(m·100)/M

где m — масса остатка гипса на сите с сеткой №02, г

M — масса первоначальной навески гипса, г

64. Методика определения марки по прочности гипсового вяжущего.

Сущность испытания заключается в определении напряжений, разрушающих стандартный образец — балочку размером 40×40×160 мм, которую испытывают на изгиб, а образовавшиеся половинки балочки — на сжатие.

Образцы формуют из теста нормальной густоты.

Для этого берут 1200 г гипсового вяжущего и воду в количестве, необходимом для получения теста нормальной густоты. Вяжущее всыпают в воду и интенсивно перемешивают в течение 60с. Образцы формуют в трехгнездных формах, смазанных маслом. Все три гнезда формы заполняют одновременно, для чего чашку с гипсовым тестом равномерно продвигают над формой. Для удаления воздуха заполненную форму встряхивают несколько раз.

Через 15 мин после конца схватывания образцы извлекают из формы, маркируют и хранят в помещении для испытаний.

Испытания начинают через 2 ч после начала перемешивания. Образцы испытывают на изгиб на машине, развивающей усилие до 5 кН. Балочки устанавливают на опоры таким образом, чтобы те грани, которые были горизонтальными при изготовлении, при испытании находились бы в вертикальном положении.

Предел прочности при изгибе определяется по формуле:

Rизг=3/2 * P*l/ b* h²

Половинки балочек (шесть штук), получившихся после испытания на изгиб, используют для определения предела прочности при сжатии. Для этого образцы помещают между двумя стальными пластинками. Образец вместе с пластинками подвергается сжатию на прессе, развивающем усилие 50 кН. Время от начала нагружения образца до его разрушения должно составлять от 5 до 30с (скорость нарастания нагрузки около 2,5 кН в секунду).

Rсж=P/S, где Р – наибольшая нагрузка на образец, а S – площадь поперечного образца.

Марку гипсового вяжущего устанавливают по наименьшему значению предела прочности при изгибе или при сжатии.

65. Методика определения активности воздушной извести.

Активность – количество активных оксидов MgO и CaO в извести.

Взаимодействие извести с водой (гашение) сопровождается интенсивным выделением теплоты, поэтому характеристикой скорости гашения может служить время достижения смесью максимальной температуры.

Пробу извести помещают в колбу от бытового термоса (чтобы не было потери тепла) вместимостью 250-500 мл, куда вливают 25 мл воды температурой 20^оС. Смесь быстро перемешивают деревянной отполированной палочкой. Колбу закрывают пробкой с плотно вставленным термометром и оставляют в покое. Ртутный шарик термометра должен быть полностью погружен в реагирующую смесь. Температуру смеси определяют через каждую минуту, начиная с момента добавления воды.

Испытание считается законченным, если в течение 4 мин температура не повышается более чем на 1°С. За время гашения принимают время с момента добавления воды к извести до начала периода, когда рост температуры не превышает 0,25°С в минуту.

Испытуемая известь считается быстрогасящейся, если время ее гашения составляет не более 8 мин, среднегасящейся, если время гашения — не более 25 мин, и медленногасящейся, если время гашения — более 25 мин.

66. Методика определения содержания в извести непогасившихся зерен.

Количество непогасившихся зерен – показывает пережог, недожог, примеси.

Для определения количества непогасившихся зерен извести предварительно приготовляют известковое тесто, всыпая 1 кг негашеной извести в 3,5–4 л нагретой до температуры 80–85ºС воды, и выдерживают его 2 часа.

Затем это тесто разбавляют водой до консистенции известкового молока и переносят на сито с сеткой 0,63, одновременно промывая его слабой струей воды, слегка растирая мягкие кусочки стеклянной палочкой с резиновым наконечником.

Остаток на сите собирают в фарфоровую чашку, высушивают в сушильном шкафу до постоянной массы и взвешивают. Полученное значение остатка, деленное на 100, дает содержание непогасившихся зерен в процентах.

67. Методика определения нормальной густоты цементного теста.

Для приготовления цементного теста отвешивают 400г цемента, высыпают в чашу, затем в цементе делают углубление, в которое вливают в один прием воду в количестве 80–120 мл, необходимом для получения цементного теста нормальной густоты.

Углубление засыпают цементом и через 30 с после приливания воды сначала осторожно перемешивают, а затем энергично растирают тесто лопаткой. Продолжительность перемешивания и растирания составляет 5 мин с момента приливания воды.

После окончания перемешивания кольцо быстро наполняют в один прием цементным тестом и 5–6 раз встряхивают его, постукивая пластинку о твердое основание. Поверхность теста выравнивают с краями кольца, срезая избыток теста ножом, протертым влажной тканью.

Сразу после этого приводят пестик прибора в соприкосновение с поверхностью теста в центре кольца и закрепляют стержень винтом, затем быстро отвинчивая винт 5, освобождают стержень и дают пестику возможность свободно погружаться в тесто. Через 30с снимаем показания со шкалы.

Нормальной густотой цементного теста считают такую его консистенцию, при которой пестик прибора Вика, погруженный в кольцо, не доходит на 5–7 мм до пластинки, где установлено кольцо.

68. Методика определения сроков схватывания портландцемента.

Сроки схватывания определяются началом и концом схватывания.

Началом схватывания цементного теста условно называют промежуток времени от начала затворения вяжущего вещества водой до момента плавного погружения стандартных размеров иглы Вика в тесто на глубину 38-39 мм.

Концом схватывания называют время от момента затворения цемента водой до момента проникания той же иглы в тесто на глубину не более 1 мм.

Начало должно быть не ранее 45 мин и конец не позже 10ч.

Рекомендуемые страницы:

Расширяющиеся тампонажные цементы

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 20Следующая ⇒

Цементный камень имеет тенденцию к деформациям усадки, что нежелательно для тампонажных работ. Поэтому целесообразно было бы придать различным по составу тампонажным цементам свойство расширения при затвердевании. Важно отметить, что величина расширения тампонажных цементов должна быть значительно большей по сравнению, например, со строительными. Поперечное сечение цементного камня в конструкциях скважин сравнительно невелико. Для эффективного уплотнения фильтрационной корки промывочных жидкостей на пористых горных породах и контакта с рыхлыми породами величина расширения камня зависит от соотношения толщин цементного камня и фильтрационной корки.

Цементный камень представляет собой пористое тело. Изменение его внешнего объема может происходить без изменения истинной плотности отдельных фаз за счет изменения соотношения объемов фаз с различной плотностью, а именно, за счет увеличения объема порового пространства. Такое расширение цементного камня может быть следствием действия собственных напряжений, вызывающих деформацию структуры. Если эти напряжения возникают в достаточно малых объемах и дезориентированы, то происходит равномерное всестороннее раздвижение элементов структуры цементного камня, называемое расширением.

Проблема получения расширяющегося цементного камня сводится к созданию и регулированию его напряжений. Для того, чтобы собственные напряжения привели к значительному расширению без ухудшения свойств цементного камня, последний должен быть способен к своеобразной пластической деформации, при которой нарушенные смещением контакты между элементами структуры восстанавливались бы в ходе последующего твердения. По мере гидратации исходного вяжущего вещества количество и прочность структурных связей возрастают и одновременно уменьшается способность к подобной пластической деформации. В то же время давление расширения зависит от прочности структуры: давление тем выше, чем выше прочность цементного камня.

Таким образом, если структура цементного камня имеет большую прочность и малую пластичность, она способна без разрушения воспринимать лишь незначительное расширение, но должна оказывать при этом на окружающую среду большое давление. Напротив, малопрочная и пластичная структура цементного камня (на ранней стадии твердения) может не только воспринимать значительно большую величину расширения, но и способна к самозалечиванию микроразрывов, если они возникают при расширении. Из этого следует, что значительное расширение при небольшом давлении расширения может быть получено на определенной стадии твердения цементного камня.

Известны два способа придания цементному камню свойства расширения. По первому способу в состав цементного раствора можно ввести вещества, образующие при химической реакции между собой или с веществами цементного раствора газообразные продукты. Увеличение количества газа в ходе реакции (а также повышение температуры) вызывает расширение пузырьков газа и возникновение собственных напряжений. Этот путь широко используется для цементов, твердеющих на поверхности, однако при применении тампонажных растворов на большой глубине расширению пузырьков газа, как правило, препятствует гидравлическое давление. Исключение составляют некоторые случаи цементирования зон поглощений, где такое расширение возможно.

По второму способу вводят вещества (расширяющие добавки), которые при химической реакции между собой или с другими веществами цементного раствора образуют кристаллические продукты. Рост кристаллов этих веществ в порах цементного камня является причиной появления собственных напряжений, вызванных кристаллизационным давлением. На ранней стадии твердения цементному камню присуща открытая пористость, поэтому гидравлическое давление не препятствует деформации среды и существенно не влияет на расширение.

В большинстве строительных расширяющихся цементов используется кристаллизационное давление при образовании гидросульфоалюмината кальция в трехсульфатной форме (эттрингита). В этих цементах расширяющей добавкой могут быть гипс (в гипсоглиноземистом цементе), смесь гипса с высокоглиноземистым шлаком, смесь гипса со специально приготовленным алюминатом кальция, специально приготовленный безводный сульфоалюминат кальция.

Реакция образования эттрингита для получения тампонажных цементов осложняется тем, что они обладают низкой термостойкостью (£ 100 °С) и быстрым твердением.

Для тампонажных цементов значительно больше подходят расширяющие добавки на оксидной основе. Они создают кристаллизационное давление в результате кристаллизации труднорастворимых гидроксидов при гидратации оксидов. Расширение, вызванное оксидами, сопровождается трещинообразованием и снижением прочности цементного камня. Однако простая бимолекулярная реакция гидратации оксидов легко поддается регулированию, и ее скорость можно подобрать такой, чтобы реакция закончилась на нужной стадии твердения цементного камня. Скорость гидратации оксидов кальция и магния технологически достаточно просто регулируется температурой их обжига при получении из соответствующих карбонатов и дисперсностью (степенью измельчения).

Таким образом, задача получения расширяющихся тампонажных цементов с большой величиной расширения и достаточным давлением расширения сводится к подбору расширяющих добавок, скорость воздействия которых должна быть согласована со скоростью твердения соответствующего основного тампонажного материала. Трудность заключается в том, что тампонажные цементы, которые применяются при различных температурах, имеют в этих условиях разную скорость структурообразования, т.е. скорость схватывания и последующего твердения. Период пластичности по продолжительности может быть различным, поэтому трудно рассчитывать на подбор одной расширяющей добавки к цементам различного температурного интервала применения. Необходимо подбирать добавки, дающие наибольшие расширения на стадии пластичности основного тампонажного материала при данной температуре. При этом должны быть сохранены остальные технологические свойства тампонажного материала.

Составы расширяющихся тампонажных цементов. В строительной практике применяются различные виды расширяющихся цементов, главным образом на сульфоалюминатной основе. Известны водонепроницаемый расширяющийся цемент (ВРЦ) и напрягающий цемент (НЦ). ВРЦ изготовляется путем тщательного смешения или совместного помола глиноземистого цемента (68-71 %), полуводного гипса (20-22 %) и высокоосновного гидроалюмината кальция 4СаО^{×^{А1₂О_з^{×^{13Н₂О (10-11 %). Высокоосновный гидроалюминат находится в продукте, особым образом получаемом из смеси глиноземистого цемента с гидратной известью. НЦ изготовляют путем тонкого совместного помола портландцементного клинкера, глиноземистого шлама (или глиноземистого цемента) и гипсового камня, обычно в соотношении 70^{:^{15^{:^15.}}}}}}}

Расширение ВРЦ и НЦ происходит вследствие образования в них вначале моногидросульфоалюмината кальция, а затем высокосульфатной формы гидросульфоалюмината кальция 3СаО^{×^{Аl₂О₃´ ´ 3СаSО₄^{×^{31(32)Н₂О. Последний, образующийся через 1-3 сут твердения расширяющегося цемента, т.е. когда камень еще не затвердел, способствует равномерному расширению всей цементной системы.}}}}

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент медленнее схватывается, чем ВРЦ. Он получается в результате совместного помола природного двухводного гипса и продуктов обжига до плавления или спекания сырьевой смеси из боксита и известняка в соотношении 70^{:^{30. Для его изготовления применяют также высокоглиноземистые шлаки, содержащие не более 11 % SiO₂ и 38-41 % СаО. В составе глиноземистой части вяжущего вещества должен преобладать моноалюминат кальция, а содержание высокоосновных алюминатов кальция должно быть минимальным. Относительная величина линейного расширения через 28 сут твердения в воде должна быть не менее 0,3 и не более 1 %.}}

Известен расширяющийся цемент на основе портландцемента. Его состав, %: 60-65 портландцемента, 5-7 глиноземистого цемента, 7-10 двухводного гипса, 20-25 гидравлической добавки. Расширение образцов при твердении в воде в течение суток составляет 0,15 %, а через 28 сут до 0,3-1 %. Начало схватывания без специальной корректировки наступает через 30 мин.

Тампонажный цемент с добавками магнезита и доломита представляет собой смесь тампонажного портландцемента с магнезитом (МgСО₃) или доломитом (СаСО₃^{×^{МgСО₃), обожженными при температуре 700-900 °С. Добавки к цементам обожженных магнезита и доломита, соответственно 5-10 и 10-20 %, обеспечивают расширение цементного камня в течение 48 ч до 0,5 %.}}

Расширяющиеся тампонажные цементы (РТЦ) с большой величиной расширения получают введением добавок молотых негашеной извести и периклаза, обожженных при определенных температурах.

В составе цемента для низких и нормальных температур предпочтительно применять медленногасящуюся известь, измельченную до удельной поверхности s = 250-350 м²/кг.

В зависимости от качества сырья, условий обжига и хранения негашеная известь может содержать различное количество активного СаО. При содержании его в цементе до 10 % и В/Т = 0,4-0,5 наблюдается линейная зависимость расширения и прочности от содержания СаО. При больших добавках расширяющего компонента расширение настолько велико, что структура цементного камня даже на ранней стадии развития не может самозаращивать микроразрывы и прочность камня резко снижается.

Ранняя прочность цементного камня из расширяющегося цемента несколько ниже прочности камня из исходного тампонажного цемента. Однако с течением времени в ходе твердения разница в прочности камней из расширяющегося и исходного цементов сокращается. Повышение водосодержания раствора уменьшает расширение.

Для получения расширения в пределах 16-20 % от момента затворения необходимо на 100 массовых долей портландцемента ввести 10-20 массовых долей молотой негашеной извести. При умеренно высоких температурах в эти цементы целесообразно дополнительно вводить измельченный кварцевый песок, добавка которого способствует замедлению загустевания и схватывания цементного раствора, а также повышению прочности в процессе твердения в результате реакции между СаО и SiO₂.

При температуре выше 75 °С процесс гидратации извести идет настолько быстро, что значительная часть оксида кальция превращается в гидроксид еще до появления структуры, не вызывая расширения.

Преимущество расширяющихся тампонажных цементов на базе клинкера, содержащего свободный СаО, состоит в том, что наряду с обеспечением большой величины расширения при высоких температурах значительно упрощается технологический процесс изготовления такого цемента. Он может быть легко получен на любом из цементных заводов без существенных изменений технологических процессов. Такие цементы обладают лучшей сохранностью, чем с добавкой молотой негашеной извести. Следует добавить, что предпочтительно применять этот клинкер в составе термостойкого песчанистого цемента.

Экономически эффективный способ получения расширяющихся цементов на основе оксида кальция заключается во введении добавки пылевидных топливных зол, содержащих свободный оксид кальция. Такие золы остаются после сжигания некоторых видов углей и сланцев в пылеугольных топках на электростанциях.

Для скважин с более высокими температурами целесообразно применять химически менее активную оксидную расширяющуюся добавку – оксид магния. Если оксид магния обжигать при 1200-1300 °С, то он может служить хорошей расширяющей добавкой в цементы для температур от 120 до 180 °С.

При температурах выше 160 °С расширяющей добавкой может служить оксид магния, обожженный при еще более высоких температурах. Оксид магния, обожженный при 1200 °С, содержится, например, в количестве до 36 % в хроматном шламе-отходе от переработки хромитовых руд.

Естественно, что в качестве вяжущей основы для высокотемпературных расширяющихся тампонажных цементов необходимо применять температуростойкие медленносхватывающиеся цементы: шлакопесчаный цемент, БКЦ или цемент на основе саморассыпающегося шлака от производства рафинированного флюсового феррохрома.

Тампонажные материалы