Setka42.ru

Сетка №42
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Изготовление цементного раствора: пропорции

Изготовление цементного раствора: пропорции

Приготовление цементного раствора

На сегодняшний день практически ни одно современное строительство не может обойтись без применения цемента. Простота использования и финансовая доступность делают данный материал незаменимым при большинстве строительных работ, в том числе и при строительстве фундамента.

Цементный раствор — это искусственный строительный материал, который складывается из цемента, песка и воды. Также в него часто добавляют дополнительные ингредиенты, улучшающие его свойства. Например, в воду добавляют моющее средство (самое обычное средство для мытья посуды либо жидкое мыло). Пропорции для фундамента: на 1 ведро цемента 50−100 гр средства.

Достаточно высокие требования выдвигаются к качеству компонентов цементной смеси. Это важно для того, чтобы приготовить хороший бетон для фундамента, который будет отвечать всем требованиям прочности и долговечной эксплуатации.

Основные требования к материалам для цементно-глиняных растворов

Цементы. На настоящем этапе работ с цементно-глиняными растворами для изготовления последних могут применяться:
1) портландцементы марок «200—300» (а в особых случаях, для получения весьма прочных растворов в короткие сроки, марки «400»);
2) шлако-портландцементы марок «150—300»;
3) пуццолановые портландцементы тех же марок;
4) алюминато-силикатные цементы марок № 3 (150 кг/см 2 ) и № 2 (250 кг/см 2 ).

Примечание. Остальные виды гидравлических вяжущих могут применяться лишь иа основании полных испытаний свойств раствора в отношении его прочности, морозостоикости, коэфициентов размягчения и т.п.

Цементы перед употреблением должны быть проверены для установления нижеследующих стандартных показателей:
а) сроков схватывания,
б) равномерности изменения объема,
в) марки цемента.

Заполнители тяжелые. К тяжелым пескам естественного или искусственного происхождения предъявляются различные требования в зависимости от того, для раствора какой марки они предназначаются:

1) Предельная крупность песка в целях получения возможно более тонкого шва (при кирпичной кладке) должна быть для растворов любых марок не более 2,5 мм.
При употреблении растворов для бутовой кладки или для другой кладки с толстыми швами предельную крупность заполнителя можно доводить до 5 мм и выше, учитывая, что прочность подобных кладок в сильной степени зависит от прочности раствора на сжатие. В этих случаях предельную крупность заполнителя следует назначать равной около 1/5 Д, где Д—средняя толщина швов бутовой кладки.
2) Для цементно-глиняных растворов марки «50» может применяться песок с содержанием глинистых и пылевидных примесей, определяемых отмучиванием, до 10% по весу (из них собственно глины, определяемой методом набухания, до 5—6%)
3) Для растворов марок «30» является допустимым применение песков с содержанием глинистых и пылевидных частей в количестве до 15% по весу, из них глины до 7—8%. при условии осуществления особо тщательного смешивания массы раствора и учета содержания в песке глинистых частиц при назначении дозировки глиняного молока, вводимого в раствор.
4) Для растворов более низких марок—15, и 8 кг/см 2 — можно допустить пески с содержанием глинистых и пылевидных частиц до 20% (из них глины до 10%).
5) Предельное содержание органических примесей в песке для всех случаев допускается в количестве, при котором колориметрическая проба давала бы цвет воды над испытуемым песком, совпадающий с цветом эталона.
Характеристики гранулометрического состава песков имеют главным образом экономическое значение, так как даже весьма мелкие пески позволяют при увеличенном, против нормального, расходе вяжущего получить раствор заданной марки. Наиболее желательным для кирпичной кладки является применение сравнительно крупных песков с предельной крупностью зерен около 2.5 мм.
По отношению к песку должны быть установлены испытанием нижеследующие показатели:
а) гранулометрический состав песка и, в частности, предельная крупность его;
6) содержание в нем пылевидных и особенно глинистых частиц;
в) степень загрязненности песка органическими примесями, устанавливаемая колориметрической пробой.
Испытания песка должны производиться методами, указанными в ОСТ 3518.

Читайте так же:
Правила безопасности при производстве цемента

Заполнители легкие. К легким заполнителям естественного или искусственного происхождения предъявляются те же требования, что и для случаев применения их в обычных смешанных (цементно-известковых) растворах.

Глины. По отношению к глинам, применяемым в цементно-глиняных растворах, должны быть установлены нижеследующие показатели:
1) содержание глинистых частиц, определяемое методом набухания;
2) содержание песчаных частиц (размером более 0,15 мм);
3) степень загрязненности вредными примесями (растворимые соли, пирит, органические вещества);
4) общая степень однородности качества применяемой глины, устанавливаемая исследованием ряда проб глины.
В цементно-глиняных растворах могут быть применены глины с разнообразным гранулометрическим составом, начиная от разновидностей глин, состоящих в основном из частиц с размерами меньше 0,01 мм и кончая песчанистыми глинами с содержанием, глинистых частиц в количестве 30—35%. Наилучшие результаты обычно дают так называемые рядовые кирпичные глины, содержащие от 40 до 60% частиц мельче 0,01 мм и увеличивающие объем при набухании в 1,50—2.25 раза.

Типы цементных растворов

Клинкерное тесто применяется для кладки стен, облицовки поверхностей и выравнивания полов.

Кладочные смеси приготавливаются из цемента, песка и гашеной извести. Пропорции компонентов зависят от цементной маркировки:

  • Ц:П:И 1:3:0.2 – для М 500;
  • Ц:П:И 1:2,5:0.3 – для М 400.

Клинкер тщательно перемешивается с наполнителем и заливается водным раствором гашеной извести. Готовый материал наносится на кирпичи при возведении порядовой кладки. Марка готового раствора должна совпадать с маркой кирпича.

При проведении штукатурных работ строители используют различные составы для набрызга, грунтовки и отделочного слоя:

  • цемент: наполнитель (песок/гипс) 1:4 – подготовительный слой;
  • Ц:Н 1:3 – для грунтовки;
  • Ц:Н 1:2 – для отделки.

Допускается добавление в гипсовые составы 0.1 части гашеной извести для повышения его прочностных характеристик.

Состав цементного раствора

Материал для укладки кафеля и напольных плит отличается повышенной вязкостью. При его производстве используются цемент, песок и клеевые добавки (ПВА) в соотношении 1:5:0.5 для клинкеров М 400, либо 1:6:0,6 для 500 марки.

Читайте так же:
Прейскурант ремонта цементной промышленности

Составы для выравнивания полов изготавливают с учетом эксплуатационных характеристик поверхности. Для помещений с высокими нагрузками и большим механическим воздействиям используют цементно-песчаные растворы с пропорциями 1:4. Для жилых домов допустимо использовать 1 часть портландцемента и 3 части речного песка. При уменьшении доли наполнителя снижаются прочностные характеристики заливки, что провоцирует растрескивание и неравномерную усадку пола.

Некоторые строители рекомендуют добавлять в стяжку пластификаторы и полипропиленовое фиброволокно. Волокна снижают пластическую усадку полотна и предотвращают его деформацию.

Основные технические характеристики

Тампонажный в мешках

Свойства тампонажного портландцемента строго регламентированы государственным стандартом, которым должны руководствоваться производители вяжущей смеси.

Основными техническими показателям ТП по ГОСТу 26798.1-96 являются:

  • Удельная насыпная плотность — 800 -1200 кг/м.
  • Насыпная поверхность — 250-1500 м2/кг (зависит от тонкости помола, минералогического состава раствора и добавок, включенных в раствор).
  • Подвижность около 18-25 см при в/ц=0,5. Нижний уровень — 16 см, когда смесь сохраняет пластичность.
  • Водосодержание — 0,35 -0,4 (практически). Теоретически — 0,2 — 0,25. Чтобы получить пластичный раствор, нужно добиться 18 см расплыва материала по АзНИИ-конусу. Это означает, что для каждой партии цемента и раствора количество жидкости больше нормы.
  • Сроки схватывания на начальной стадии — не раньше 1 часа 45 минут. Окончание затвердевания — не позднее 10 часов.
  • Прочность — 27-62 кг/см2.
  • Усадка — не допускается.
  • Водоотделение — не больше 7,5-10 мл.

Указанные технические характеристики должны содержаться в сертификате наряду со сведениями о партии и дате изготовления.

Как и у обыкновенного, у тампонажного сохраняются все свойства в течение 6 месяцев. Активность раствора теряется при взаимодействии с влагой и контакте с открытым воздухом. Сроки затвердевания после затворения жидкостью зависят от температурного режима в скважине, количества натрия хлора, хлористого калия в составе смеси. Если температура выше 60 °С, диапазон колеблется от 10 минут до 10 часов. Если ниже — от 2 до 12 часов.

Применение расширяющихся тампонажных материалов для ремонтно-изоляционных работ на месторождениях ПАО «Газпром Нефть»

Причинами обводнения скважинной продукции при эксплуатации нефтяных скважин становятся негерметичность эксплуатационной колонны (НЭК), заколонная циркуляция (ЗКЦ), прорыв нагнетаемой воды по наиболее проницаемым пропласткам При этом проведение работ (РИР) часто осложняется различными факторами, такими как большой интервал изоляции (при отключении пластов и интервалов негерметичности), отсутствие количественной и качественной оценки доли поступления водопритока из нецелевого интервала, наличие неоднородного цементного камня за эксплуатационной колонной, высокие перепады давления, а также сложная инклинометрия скважины. Все эти факторы влияют на выбор водоизоляционного состава для проведения ремонтных работ.

В предлагаемой Вашему вниманию статье представлен опыт применения расширяющегося тампонажного материала (РТМ) при проведении РИР в осложненных условиях.

На сегодняшний день существует большое количество составов для РИР. Эффективность каждого состава зависит от пластовых температур, давлений и приемистости интервала изоляции.

Читайте так же:
Разгрузка с силоса цемента

Основной объем работ по устранению заколонных перетоков выполняется с применением тампонажных портландцементов, отверждение которых в результате химической реакции минералов с водой сопровождается эффектом контракции, то есть уменьшения абсолютного объема продуктов реакции по сравнению с объемом исходных веществ.

Также при проведении РИР используются различные растворы на основе микроцементов, гелеобразующие и вязкоупругие составы, смолы

С целью повышения качества РИР рабочая группа экспертов Центра «Газпром нефть», проведя предварительное исследование литературы по данному вопросу, приняла решение об испытании расширяющегося тампонажного материала (РТМ) и проведении работ (ОПР) на активах П и СП «Салым Петролеум Девелопмент Н.В.».

РАСШИРЯЮЩИЙСЯ ТАМПОНАЖНЫЙ МАТЕРИАЛ (РТМ)

Расширяющийся тампонажный материал — это смесь стандартного портландцемента с расширяющей добавкой, а также различными химическими и минералогическими добавками. В отличие от стандартного цементного раствора РТМ не дает усадки.

Есть два основных способа получения РТМ. При первом способе внутри образующейся структуры цементного камня возникает химическое соединение больше исходного, что приводит к «раздвижению» кристаллов твердеющего цемента и, соответственно, к увеличению его объема. Получение РТМ по первому способу осуществляется путем ввода в тампонажный состав различных добавок: хроматного шлама, каустического магнезита, раствора бишофита, хлористого натрия и хлористого кальция, смеси гипса и глиноземистого цемента, сульфата натрия, высококальциевых зол, оксида алюминия, пилиоксихлорида алюминия, негашеной извести, а также смеси оксида и феррита кальция [1].

Второй способ заключается в увеличении объема тампонажного цемента за счет газообразования. В тампонажном составе в результате химической реакции выделяется газ, пузырьки которого равномерно распределяются по объему цементного раствора, вследствие чего увеличивается общий объем тампонажного состава [2].

Для ОПР было принято решение о применении в качестве расширяющей добавки гидроксида кальция Ca(OH)2, или гашеной извести, исходным сырьем для которого служит , образующаяся в результате сжигания твердого топлива на ТЭЦ. По химическому, гранулометрическому и составам во многом идентична природному минеральному сырью, представляющему собой тонкодисперсный материал из частиц размером 3–315 мкм.

Тампонажный материал с добавлением гидроксида кальция после гидратации и размещения в запланированном интервале в заколонном пространстве скважины расширяется в процессе образования структуры цементного камня.

МЕХАНИЗМ РАСШИРЕНИЯ

Твердеющая цементная суспензия представляет собой смесь водной фазы и зерен исходного цемента, а также кристаллов новообразований, формирующих пространственный кристаллический каркас. При добавлении в цемент извести (СаО) происходит ее реакция с водой с образованием кристаллов гидроксида кальция Са(ОН)2 (портландита) призматической вытянутой формы. Последние обладают свойством достаточно быстро увеличиваться в объеме, удлиняясь.

Растущие кристаллы раздвигают другие элементы образующейся структуры, приводя к изменению внешних размеров системы. Поскольку кристаллы Са(ОН)2 (портландит) расположены хаотично, то и свободное расширение системы, не ограниченное внешними факторами, происходит равномерно разнонаправленно. При этом несколько возрастает общая пористость системы.

Постепенно прочность пространственного каркаса увеличивается, в нем начинают возникать напряжения, создающие в скважинных условиях кристаллизационное давление цементного камня на ограничивающую поверхность. Возникает механическое давление твердеющего цементного камня на обсадную колонну и стенки скважины.

Читайте так же:
Растворы цементные марка 100 морозостойкость

После набора структурой определенной прочности, а также вследствие значительного снижения скорости реакции гидратации СаО, расширение прекращается. Величина механического давления расширения на ограничивающую поверхность в зависимости от степени обжига извести составляет от 0,6 до 0,8 МПа. Эти данные хорошо согласуются с данными по прочности цементного камня в момент, когда расширение прекращается.

Наглядно процесс расширения стандартного портландцемента можно увидеть на микрофотографиях, предоставленных специалистами Группы Компаний «Сервис Крепления Скважин» (рис. 1, 2).

На рис. 1 представлена поровая структура на основе ПЦТ в возрасте 48 часов, на рис. 2 — процесс расширения: вытянутые кристаллы Са(ОН)2 «раздвигают» кристаллы цементного камня (10 ч твердения). На рис. 3 показана микроструктура цементного камня РТМ в возрасте 48 часов. Отчетливо видны крупные кристаллы портландита, заполнившие поровое пространство цементного камня.

УСЛОВИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ОПР

В период с октября 2016 по январь 2017 года на скважинах добывающего фонда филиала проводились ОПР с подтверждением наличия ЗКЦ по результатам геофизических исследований скважин (ГИС). Всего были выполнены пять . По данным ГИС после проведения РИР было подтверждено отсутствие ЗКЦ на всех пяти скважинах.

Работы проводились в скважинах с умеренными температурами (51–100°С), с линейным расширением тампонажного состава от 8 до 13%. Был подобран состав РТМ с оптимальными реологическими параметрами и положительными показателями, простой в приготовлении в полевых условиях в процессе затворения.

ОПР НА СКВАЖИНЕ СУТОРМИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

В скважине Суторминского месторождения с перфорацией пласта БС7 в интервалах 2512–2516 и 2524–2528 м по результатам исследований (ПГИ, азотирование) отмечалось поступление воды через верхние перфорационные отверстия с перетоком с глубины 2457,6 м. Мощность непроницаемых интервалов сверху между верхними водоносным пластом и кровлей пласта БС7 составляет 10 м. Гидроразрыв пласта (ГРП) в скважине не проводился.

Подвижность (П)

Подвижность рассчитывается по осадке конуса. То есть, это способность бетона расплываться и заполнять форму, в которую она помещена. В этом случае материал может быть жестким (малоподвижным – П1), подвижным (П2), сильноподвижным (П3), литым (П4) или текучим (П5).

Подвижность и жесткость бетонной смеси

Её определяют опытным путем. Смесь заливается в конус высотой 30см. После снятия конуса измеряют величину осадка. Если форма сохранилась практически без изменений (осела на 1-5см) то такая смесь называется жёсткой.

Марки бетона по осадке конуса (по ГОСТу 7473-2010):

ПодвижностьКатегорияОсадка конуса, см
П1Малоподвижная1 – 4
П2Подвижная5 — 9
П3Сильноподвижная10 — 15
П4Литая16 — 20
П5ТекучаяБолее 20

Применение:

  • П1 — наиболее густой состав, который часто используется при изготовлении монолитных лестниц.
  • П2 и П3 — применяют для стандартных построек.
  • П4 — используется для работ с плотным армированием — высокий фундамент, колонны.
  • П5 — заливаются исключительно в практически герметичные опалубки.
Читайте так же:
Расчет выбросов загрязняющих веществ при производстве цемента

Факторы, влияющие на подвижность бетонной смеси:

  • вид используемого цемента;
  • количество воды;
  • водо-цементное отношение (В/Ц);
  • вид пластификаторов;
  • тип, качество и размеры наполнителей.

Водоцементное соотношение (В/Ц) – это главный фактор в рецептуре такой смеси. Поэтому её категорически недопустимо разбавлять водой для придания ей повышенной подвижности: нарушитcя качество бетона. Его прочность может снизиться на несколько классов.

Как сделать добавки своими руками

Если есть желание сэкономить, то вместо заводских добавок для пластичности в цементный раствор можно внести пластификаторы, приготовленные своими руками:

  • Гашеная известь: кроме увеличения эластичности, обладает бактерицидными свойствами и предохраняет от появления грибка, увеличивает адгезию и трещиностойкость. При отделке кирпичных домов, построенных еще в советское время, использовалась именно известь-пушонка.
  • Жидкое мыло или растворенный в воде стиральный порошок. Продлевают время схватывания.
  • Клей ПВА: также увеличивает водостойкость и прочность бетонных смесей.

пушонка

Наиболее часто в домашних условиях для пластичности в цементный раствор добавляют гашеную известь (пушенку). Ее добавляют в сухую смесь в пропорции не более 20% от веса цемента. Работать с цементно-песчаным раствором становится гораздо легче, он становится более подвижным и легко распределяется по поверхности.

Если известь вводится в виде теста, то ее вначале разводят до состояния известкового молока. Песок и цемент смешиваются в сухом виде, а затем к ним добавляется молоко до нужной консистенции.

При применении извести-пушонки все компоненты перемешиваются в сухом виде, а потом заливаются водой.

Еще один способ: густое известковое тесто смешивается вначале с 1/2 части песка, цемент – со второй его частью. Затем обе смеси объединяют, и в нее добавляется вода.

Важно! Известь в растворах используют только гашеную. Подготовить ее нужно заранее, хотя бы за сутки. В противном случае она, вступая в реакцию с водой, снизит прочность бетона.

Использование моющих средств в качестве пластификаторов

фейриВ отличие от извести, моющие средства в цементно-песчаный раствор вводятся в меньшей пропорции. Жидкого мыла или моющего средства на стандартный 50-килограммовый мешок цемента добавляют 200 мл. Стирального порошка на это же количество требуется всего 100-150 г. Если при смешивании с водой он начинает пениться, следует дождаться оседания пены.

Все мыльные составы добавляются в раствор только в самом начале его приготовления. В противном случае при перемешивании они начнут вспениваться, и эффекта от их добавления просто не будет. Не следует и увеличивать количество мыльных веществ выше указанного. В противном случае на поверхности бетона будут образоваться высолы. Плюс из-за изменения процессов связывания с водой может ухудшиться морозо- и водостойкость бетона.

В каких пропорциях лучше добавлять пластификатор показано в видео:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector