Rubber-way.ru

Рубер Вэй
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Бетон на основе расширяющегося портландцемента для замоноличивания стыков сборных сооружений

Стыки сборных железобетонных резервуаров, напорных труб, тюбингов и др. должны обладать не только повышенной прочностью сцепления, но и высокой водонепроницаемостью. Для обеспечения этих требований рекомендуется применение специальных строительных материалов, в частности плотных бетонов на основе расширяющихся цементов.

Расширяющиеся цементы обладают рядом ценных строительных свойств; увеличением объема цементного камня при твердении, высокой прочностью и плотностью. Наибольшее распространение в нашей стране получили два вида цемента: водешепролнцаемый расширяющийся цемент ВРЦ и гипсоглицоземнетый расширяющийся цемент.

Однако водонепроницаемый расширяющийся цемент изготовляется по сложной технологии, схватывается в короткие сроки, что затрудняет его применен не для замоноличивания стыков. Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент не обеспечивает защиту арматуры от коррозии при строительстве шаземиых железобетонных сооружений [2, 3], не дает расширения в воздушно-влажтых условиях твердения, даже при повышенных значениях относительной влажности окружающей среды.

Для замоно.шчмвания стыков и гидроизоляционных работ при сооружении сборных железобетонных резервуаров в лаборатории спец.чатериалов ВНИИСТа разработан новый состав расширяющегося портландцемента (МРТУ 51-185-66), который -устойчиво расширяется как в нормально-влажных, так и в воздушно- влажных, условиях твердения. Опытно- производственные партии такого портландцемента выпущены заводом расширяющегося цемента в г. Электросталь. На строительных объектах его можно получать путем тщательного перемешивания в смесительных аппаратах портландцемента М400 и ныше (75—80%) и гипсоглиноземнетого цемента (25— 20%), выпускаемого Пашниским цементно-металлургическим заводом.

Расширение этого цемента при твердении в значительной степени определяется кинетикой образования высокосульфатноя формы кальция в среде, насыщенной гидратом окиси кальция в основном заканчивается через 1—3 сут. с момента затвердение.


Кинетика загустевавня бетонной смеси па расширяющемся портландцементе мало отличается от кинетики бетонной смеси на обычном портландцементе. Допустимый срок выдерживания бетонной смеси с момента приготовления до укладки в Дело составляет около 1 ч.

Перевозка, укладка я уплотнение бетонной смеси осуществляются, так же как и бетонной смеси, на обычном поpтландцементе.

Влияние водоцементного фактора па прочность и интенсивность твердения бетона изучено на расширяющемся портландцементе, приготовленном на портландцементе марки 400 (ГОСТ 10178—02) Белгородского завода цементе марки 400 цементно-металлургического завода. Результаты этих исследований (табл. 2) говорят об идентичности прочности и интенсивности ее роста бетонов ма обычном и расширяющемся портландцементах.

Линейное расширение образцов-балочек 40X40X160 мм при твердении в воздушно-влажных условиях в возрасте 3 сут. составило: из раствора состава 1:2 (по весу) бетонных образцов с Ч/Ц — 0,45—0,43 мм/м (.рис. 1).

Сохранность арматуры изучалась при твердевши бетонов в воздушно-влажных, нормалвно-нлажцых условиях твердения я ,в морской воде. При визуальном осмотре арматуры, извлеченной нз бетонных образной через 2 года твердения н указанных выше условиях, на ее поверхности не обнаружено следов коррозии при толщине защитного слоя 1,5 г.н.


В ряде случаев применение расширяющего портландцемента для бетона стыка позволяет отказаться от предварительной обработки стыкуемых поверхностей. Результаты исследований (рис. 3) свидетельствуют о практически одинаковой прочности сцепления при использовании для бетона стыка обычного портландцемента с пескоструйной обработкой элементов и расширяющегося портландцемента без предварительной обработки поверхностей.

Низкая проницаемость бетона на основе расширяющегося портландцемента, высокая прочность сноп лоция его го старым бетоном, отсутствие коррозии арматуры позволили в 1966 г. его для замоноличивання стыков сборного железобетонного резервуара мод нефть емкостью 30 тыс. м (нефтепровод «Дружба»). При этом использовалась бетонная смесь состава 1 : 1,4 : : 2,5 (цемент, песок, щебень) по весу при водоцементном отношении 0,45 и расходе цемента 440 кг на 1 м3.

Подвижность бетонной смеси на участке укладки составляла 4—5 с,и. Уплотнение осуществлялось глубинным вибратором 1-Г-116. Гидравлические испытания резервуара показали падежность замоноличивания стыков бетоном на расширяющемся портландцементе. Применение его позволило сократить срок распалубки, исключить уход за свежеуложенным бетоном и значительно повысить качество работ.

Эффективно использование расширяющегося портландцемента при ремонтных работах по устранению дефектов, обнаруженных при гидравлических испытаниях резервуаров. Простота изготовления, наличие деформации расширения в воздушно-влажных условиях, повышенная водонепроницаемость открывают большие возможности для применения расширяющегося портландцемента в различных отраслях строительства.

Для замоноличивания стыков сбор, пых железобетонных конструкций и различного рода гидроизоляционных работ предлагается расширяющийся портландцемент. разработанный ВНИИСТ (МРТУ 51-185-66).

Расширяющийся портландцемент обладает нормальными сроками схватывания, повышенной степенью водонепроницаемости, дает деформации расширения в воздушно-влажных условиях твердения, обеспечивает сохранность арматуры от коррозии.


При использовании расширяющего;:! портландцемента для нового бетон; значительно увеличивается прочности сцепления его со старым (до 20% даже при воздушно-влажных условиях твердения нового бетона)

При отсутствии механической обработки стыкуемых поверхностей примете пне расширяющегося цемента для ново го бетона позволяет получить такую же прочность сцепления ИЛИ даже большую, чем п.рн использовании обычного портландцемента, но с писскоструйной обработкой элементов.

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.

Читайте так же:
Цемент смешать с масляной краской

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

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.

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.

Цель РИР — ликвидация заколонного перетока сверху (рис. 4).

Подготовка скважины к проведению РИР осуществлялась по следующему алгоритму:

  • спуск и райбирование эксплуатационной колонны (ЭК) в интервале 2400–2470 м под посадку пакера;
  • отсыпка интервала перфорации до глубины 2513 м;
  • опрессовка ЭК;
  • перфорация спецотверстий (СО) в интервале 2512–2513 м;
  • определение приемистости СО закачкой по ЭК;
  • спуск и посадка технологического пакера на глубине 2442 м.

Основные свойства тампонажного раствора приведены в таблице 1.

Читайте так же:
Цементные растворы для цоколя

ПГИ (азотирование) после проведения работ показали отсутствие ЗКЦ. После завершения ремонта скважина была запущена с дебитом нефти 8,1 т/сут и жидкости — 32,0 м³/сут. Дополнительная добыча нефти с момента проведения составила 3,5 тыс. т при продолжительности эффекта 458 суток.

ОПР НА СКВАЖИНЕ ВЕРХНЕСАЛЫМСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Далее ОПР были произведены на скважине Верхнесалымского месторождения с большим зенитным углом. По результатам трассерных исследований был выявлен заколонный переток вверх до глубины 3508 м и вниз до глубины 3696 м.

В связи с тем, что пласт AС11.2 перфорирован в интервалах 3608–3622 и 3627–3637 м (общая протяженность интервала перфорации составляет 24 метра) возникла необходимость в ликвидации заколонного перетока сверху и снизу.

Мощность непроницаемых интервалов сверху между верхним водоносным пластом и кровлей пласта AС11.2 составляет 16 м. Мощность непроницаемых интервалов снизу между нижним водоносным пластом и подошвой пласта AС11.2 — 5 м. ГРП на скважине не проводился (рис. 5).

Соответственно результатам ГИС работы были выполнены в два этапа по следующему алгоритму:

  • спуск и райбирование ЭК в интервале предполагаемых работ;
  • перфорация СО в интервале 3661–3662 м;
  • посадка на глубине 3657 м;
  • выполнение первого этапа РИР (ликвидация нижнего перетока);
  • ожидание затвердевания цемента, отбивка забоя; • установка на глубине 3598 м;
  • перфорация СО в интервале 3587–3588 м;
  • посадка на глубине 3550 м;
  • выполнение второго этапа РИР (ликвидация верхнего перетока);
  • ожидание затвердевания цемента;
  • нормализация забоя путем разбуривания цементного стакана и до глубины 3643 м;
  • опрессовка интервала изоляции на давление опрессовки колонны;
  • реперфорация существующих интервалов;
  • трассерные исследования.

Впоследствии на скважине выполнены работы по закачке РТМ по рецептуре . Цель работ — устранение заколонного перетока снизу через интервал СО. Всего было приготовлено и закачано 2,0 м³ раствора при конечном давлении 80 атм. Основные свойства цементного раствора представлены в таблице 2. График закачки представлен на рис. 6.

Далее проводились работы по закачке РТМ по рецептуре с целью устранения заколонного перетока сверху. Всего было приготовлено и закачано 2,5 м³ раствора при конечном давлении 130 атм. График закачки представлен на рисунке 7.

Результаты ГИС и опрессовки интервала подтвердили ликвидацию ЗКЦ.

После завершения ремонта скважина была запущена с дебитом нефти 44,8 т/сут и жидкости — 60 м³/сут.

На текущий момент эффект продолжается, заметного изменения основных параметров не выявлено.

ВЫВОДЫ

По результатам ОПР технология с применением РТМ для ликвидации заколонных перетоков признана успешной. При этом рекомендуется РТМ с линейным коэффициентом расширения от 8 до 13,5%. Процесс расширения состава не должен продолжаться после завершения загустевания.

На скважинах с заколонными перетоками в обоих направлениях рекомендуется проведение работ в два этапа.

Применение расширяющегося тампонажного материала на основе гидроксида кальция показало высокую эффективность на стадии ОПР, успешно проведенных на месторождениях П и СП «Салым Петролеум Девелопмент Н.В.».

Список сокращений для таблиц

ВСО — водосмесевое соотношение; Температура ст температура статическая; Температура дн температура динамическая;
Вс — единица измерения Бердена — измерение консистенции цементного раствора при определении на под давлением;
ДНС — динамическое напряжение сдвига;
СНС — статистическое напряжение сдвига;
ПВ — пластическая вязкость.

Улучшаем цементно-песчаный раствор. Какой модификатор выбрать?

Порой некоторые характеристики строительного раствора надо улучшить. Причина в специфики задачи и в результате, который мы хотим получить. Чтобы добиться необходимых технических качеств, используют модификаторы. Их история ведет начало еще с добавления в бетон растительного масла и куриных яиц. Сегодня технологии ушли далеко вперед. В этой статье мы рассмотрим основные ситуации, когда вам могут понадобиться специальные добавки.

МорозостойкостьРаботаем в холод

Модификатор, о котором пойдет речь, используют, когда холода застали стройку врасплох или надо завершать работы в ногу с первыми морозами. Антиморозная добавка снижает температуру замерзания воды в растворе. Это жидкая присадка, которую заливают в раствор в момент размешивания. Основная характеристика этого модификатора – до какой температуры можно использовать состав без потери качества. Добавка Оптимист позволяет вести работы до -15⁰С, Плитонит-Актив Антимороз – до -20⁰С. Расход модификатора зависит от концентрации антиморозной добавки. Так Плитонит Антимороз на 100 кг. цемента надо добавить 4-6 л., а Оптимиста – 16 л. Выгоднее приобрести Плитонит стоимостью 1100 руб. за упаковку 10 л., чем добавку Оптимист за 450 руб. в том же объеме. Выгодно при масштабных работах.

Увеличиваем прочность Фибра

Для такой цели в раствор добавляют фибру. Волокна производят из стали и полипропилена. Выбор в пользу стали отдают в случае армирования термостойких конструкций, поверхностей, которые будут нагреваться. В остальных случаях достоинства этих материалов в основном схожи. Используя их, вы уменьшите, а порой предотвратите, появление усадочных трещин. В случае со штукатуркой – усилите прочность основания. Полезно, когда вы собираетесь укладывать тяжелую плитку. Фибра волокна позволяют избавиться от части стержневой арматуры, которая утяжеляет конструкции. Увеличивает прочность суперпластификатор. Он снижает расход раствора, увеличивает морозостойкость и водонепроницаемость. Суперпластификатор – это одно из комплексных решений, которое повышает все характеристики раствора.

добавкаДелаем раствор более удобным для нанесения

Такая необходимость может появиться при кладочных работах, заливке фундамента или полов. Раствор может быть слишком густым. Из-за чего строительный процесс становится сложнее и занимает больше времени. Тогда в смесь добавляют пластификаторы. С такой добавкой состав будет более текучим, не нарушая правильного соотношения цемента с водой. Так происходит, потому что добавка снижает водопоглощения смеси. Невпитавшаяся вода оставляет раствор пластичным, не уменьшая его прочности. Помимо пластификатора в раствор добавляют клей ПВА. Добавляют именно модификатор, у которого нет ненужных для раствора примесей. В нем нет такого содержания крахмала как в клее ПВА для бумаги, и целлюлозы, как в ПВА для дерева.

Читайте так же:
Схема элеватора для цемента

Защищаемся от воды

Для строительства дорог, бассейнов, колодцев и всех сооружений, которые часто контактируют с водой, используют гидроизоляционный добавки для бетона. Например, проникающая гидроизоляция Пенетрон Адмикс создает водонепроницаемость бетона. К тому же она защищает его от кислот, солей и других агрессивных веществ. Такая добавка увеличивает срок использования конструкции. Для некоторых её применяют в обязательном порядке. В качестве гидроизоляции для растворов используют жидкое стекло. Оно не является аналогом Пенетрона, потому что со временем вымывается водой. Жидкое стекло правильно применять там, где конструкцию будут армировать. Добавка сохранит арматуру от коррозии. Но при использовании жидкого стекла надо учитывать, что жизнь раствора станет короче и наносить его придется быстрее, либо замешивать меньшими дозами.

затвердительКогда поджимает время

Если надо быстрее закончить работы, на помощь приходят ускорители набора прочности. Добавки сокращают технологический процесс, позволяя быстрее переходить к следующим этапам строительства. Ускоритель может быть в жидком или порошковом виде. Для ускорения схватывания используют добавки разных химических составов. Если вы решили сами подбирать добавки для бетона, надо обратить внимание на их совместимость.
Это потребует специальных знаний. Неправильно подобранные модификаторы улучшают растворы не в полную силу, а порой и ухудшают технические свойства раствора. Поэтому широкое применение получили модификаторы полифункционального действия. Они уменьшают отрицательное воздействие компонентов друг на друга, улучшая сразу несколько характеристик смеси.

Мы рассмотрели основные ситуации, когда надо улучшить раствор и с помощью каких добавок это сделать. Рассматривали конкретные ситуации, поэтому мы не стали расписывать все возможности применения добавок. Так, например, жидкое стекло используют и после нанесения раствора. От этого поверхность сильно не крошится, значит и не так сильно пылится, и на ней создается гидроизоляционный слой. Улучшать цементно-песчаную смесь надо, но без фанатизма.

Если у вас остались или появились новые вопросы, вы можете задать их нам, позвонив по номеру 8 (800) 333-55-77. Не сдавайтесь, стойтесь!

Расширяющиеся цементы

Расширяющиеся цементы – это особая группа вяжущих материалов, способных увеличиваться в объёме при затвердевании. Подобное явление обязано гидросуфоалюминату кальция (другое название – эттрингит), веществу, способному связать в 15-25 больше воды, нежели объём исходного дегидратированного реагента. Обычные цементы после затвердевания ощутимо усаживаются, что при некоторых работах недопустимо. Добавление эттрингита, в зависимости от количества, нейтрализует усадку или даёт эффект расширения на 0,2–2% от объема свежеприготовленного раствора.

Пуццолановый портландцементПромышленностью производится несколько различных модификаций расширяющихся цементов, каждый их которых обладает своими недостатками и преимуществами, и предназначен для определённых целей. Рассмотрим основные сорта:

  1. Гипсоглинозёмный

Сырьё: природный гипс, доменный шлак либо клинкер с высоким содержанием глинозёма. Выпускается два номинала прочности М400 и М500. Характерен низкой, почти нулевой усадкой, после полного высыхания сохраняет объём. Обладает следующими механическими параметрами:

  • прочность на сжатие – 28 МПа;
  • повышенная деформационная устойчивость;
  • морозоустойчивость – 200 циклов;
  • полное схватывание – около 4 часов.

Гипсоглинозёмный цемент применяется преимущественно для приготовления водонепроницаемых сортов бетона. Сфера применения:

  • гидроизоляция;
  • заполнение стыков гидросооружений из бетонных блоков;
  • бурение, заливка, тампонирование скважин.
  1. Портландцемент

Сырьё: клинкер портландцемента, глинозёмный и доменный шлак, а также природный гипс, служащий расширяющей присадкой. В зависимости от его количества варьируются также марки цемента от безусадочных до сильно расширяющихся (0,3–2,5%). Причём время полного расширения около 30 суток. За этот срок происходит плавное, без резких перепадов давления заполнение требуемого объёма.

Цемент этой марки характеризуется стабильностью механических параметров, сохраняя их при суточных и сезонных перепадах температуры, поэтому часто используется как дорожное покрытие, а также при ремонте и строительстве гидротехнических объектов.

  1. Водонепроницаемый цемент

Сырьё: глинозёмистый цемент, строительный гипс, эттрингит либо иная расширяющая присадка. Состав примечателен тем, что весьма быстро, всего за 10 минут, схватывается и обладает высокой скоростью отверждения. Благодаря таким свойствам он преимущественно используется для подводного или подземного строительства, а также для ликвидаций трещин, разрывов и других ремонтных или гидроизоляционных работах.

  1. Напрягающий цемент

Является разновидностью расширяющихся цементов, отличается составом и высокой твёрдостью, а также способностью длительное время противостоять деформации. Эта особенность используется для создания предварительно напряжённых конструкций: арок мостов, опор, резервуаров для жидкостей, а также чаш бассейнов.

Состав: 13-20% глинозёмистый щлак, 60–75% клинкера из портландцемента остальное – гипс и частично, а также частично известь. Обладает следующими механическими параметрами:

Цемент: характеристики, виды и свойства

Цементом называют порошкообразное вяжущее вещество, обладающее гидравлическими свойствами. Производится на основе клинкера, в который в качестве присадок добавляются минеральные добавки, содержащие сульфат кальция. Применяется в основном для приготовления строительных растворов и различных бетонов, которые имеют широкую сферу применения. Принципиальное отличие цементного раствора от других минеральных вяжущих – возможность набирания прочности даже во влажной среде, в то время как другим растворам (например, гипсовому), нужен сухой воздух.

Характеристики и свойства цементов

Для различных видов цемента присущи свои, уникальные характеристики, общими из которых считаются следующие свойства:

  • Стойкость цементного камня к коррозии – способность отвердевшего бетона противостоять агрессивному воздействию химических и щелочных сред. Для улучшения коррозиестойкости, при производстве в состав вводятся полимерные компоненты, снижающие пористость бетона.
  • Водопотребность: потребность сухого материала в определённом количестве воды для набирания необходимой подвижности готового раствора, обусловленной техническими условиями применения. При излишках воды в растворе, его поверхность получается недостаточно прочной, склонной к разрушению.
  • Тонкость помола – основная характеристика дисперсности цемента. Определяется количеством сухого остатка на сите после контрольного просеивания. Тонкость помола влияет на прочностные характеристики цементного камня и себестоимость производства.
  • Морозостойкость: устойчивость к отрицательным температурам, а также многоразовому замораживанию и оттаиванию. Качество цемента зависит от количества циклов, которое может выдержать отвердевший раствор без видимых разрушений. Для увеличения долговечности бетона используются различные минеральные присадки, увеличивающие его морозостойкость.
  • Прочность и предел прочности раствора определяется усилиями (измеряются в МПа), которые необходимо приложить для разрушения опытного образца. В зависимости от этого показателя цемент подразделяется на марки от М300 до М600. Для специальных объектов применяется продукция марки 700 или 1000.
  • Время схватывания определяется началом и окончанием отвердевания раствора. Этот показатель зависит от вида цемента, минеральных компонентов и модификаторов, входящих в состав, а также температурных и влажностных условий.
Читайте так же:
Ремонт трещин цементной стяжки пола

Выбор цемента: на какие характеристики обратить особое внимание

Все строительно-технические свойства цементов важны при проведении любых работ. Поэтому с уверенностью обозначить наиболее важные характеристики невозможно. Выбор производится по совокупности свойств и характеристик, наиболее полно подходящих для выполнения конкретных строительных или других задач. Именно поэтому существует довольно большое количество различных цементов, как общего, так и специального назначения.

Совет! При выборе цемента обращайте внимание на дату изготовления и фасовки, так как со временем порошкообразный материал слёживается до образования комков, вследствие чего ухудшаются его свойства.

Виды цементов

Классификация цементов на виды осуществляется в зависимости от вида клинкера и дополнительных компонентов, использующихся при изготовлении. Состав также влияет и на основную сферу применения.

Портландцемент

ПЦ – самый распространённый вид строительного материала, имеющий несколько разновидностей. Изготавливается из портландцементного клинкера, основой которого является двух и трёхкальциевый силикат, а также оксиды кремния и кальция.

ПЦ применяется в строительстве для изготовления отделочных и кладочных растворов, приготовления пенобетона, производства ж/б сборных и монолитных конструкций общего назначения.

Быстротвердеющий портландцемент

Одной из разновидностей ПЦ считается быстротвердеющий (БПЦ) материал, в состав которого кроме портландцементного клинкера входят минеральные компоненты, обеспечивающие интенсивный набор прочности на начальном этапе отвердения.

БПЦ применяется при производстве ж/б конструкций без пропаривающих камер, а также при скоростном (безостановочном) темпе строительства для приготовления кладочного раствора.

С гидрофобирующими добавками

Разновидность ПЦ с высокими водонепроницаемыми свойствами, которые достигаются путём введения в состав таких гидрофобных компонентов, как олеиновая кислота, асидол, мылонафт и так далее. Благодаря этим добавкам на поверхности цементного камня образуется гидрофобная плёнка, которая уменьшает гигроскопичность а, следовательно, влагопоглощающие свойства бетона.

Такие присадки используются при изготовлении раствора для фундаментов, ж/б конструкций, эксплуатируемых во влажных и мокрых условиях, в воде или когда есть угроза подтопления.

Цемент с ПАД

Поверхностно-активные добавки вводятся в состав в процессе помола. При перемешивании, ПАД образуют на зёрнах цемента тончайшую плёнку, предотвращающую сцепление частиц между собой. Это придаёт готовому раствору хорошую подвижность и пластичность, делает его удобоукладываемым.

Такой раствор применяется при создании сложных архитектурных конструкций, рельефных композиций, отлива декоративных элементов.

Тампонажный

Белитокремнезёмистый и низкогигроскопичный цементы изготавливаются с применением различных присадок, увеличивающих текучесть жидкого раствора, скорость схватывания и его прочность после окончательного застывания.

Применяются для защиты от грунтовых вод нефте- и газодобычных скважин методом их тампонирования.

Белый

Повышенное содержание таких силикатных и глинозёмистых компонентов, как глина, белый диатомит, каолин, известняк без окислов железа и марганца придают цементу белого оттенка. В процессе производства разогретый клинкер подвергают резкому охлаждению водой, что позволяет повысить белизну продукции.

Белый цемент используется при производстве искусственного камня, различных декоративных сухих смесей, изготовлении скульптур и других декоративных изделий, а также для устройства наливного пола.

Цветной

Если в белый цемент добавить сухой цветовой пигмент, получается цветной материал. Этот способ позволяет добиться практически любого оттенка и насыщенности раствора. Ещё один способ получения цветного портландцемента – технологический обжиг сырья. При определённой температуре клинкер меняет цвет на зелёный, жёлтый и чёрный. Особенность цветного продукта – большая усадка, выпадение солей и медленное затвердевание. Поэтому в раствор обычно добавляются пластификаторы и наполнители.

Применение цветных составов – оформление скульптур, декоративная штукатурка, производство цветной плитки и другие сферы.

Пуццолановый

Этот вид продукции включает в свой состав до 30% минеральных добавок и активные компоненты, которые вступают в химическую реакцию с цементом. Такие добавки делают готовый бетон стойким к сульфатам и пресной воде, а при изготовлении изделий автоклавным методом – очень прочным.

Изделия их пуццоланового цемента чаще всего используются при строительстве подземных или подводных коммуникаций и сооружений, так как они обладают слабой морозостойкостью.

Шлаковый

Гидравлические вяжущие, входящие в этот вид материала, изготавливаются из помолотых шлаков доменных печей и некоторых активизаторов. Железобетонные конструкции, изготовленные из шлакового цемента, отличаются высокой прочностью, а раствор применяется для кладки фундаментов и других конструкций с несущими функциями.

В зависимости от применяемых активизаторов, выделяют два основных вида продукции на основе доменного шлака:

  1. ШПЦ: продукт с добавлением портландцемента и гипсового наполнителя. Шлакопортландцемент отличается медленно нарастающей прочностью, низкой экзотермией и устойчивостью к агрессивным средам. Применяется при строительстве портов и других гидротехнических сооружений.
  2. ИШЦ: материал с добавлением извести, может включать небольшое содержание гипса и портландцемента, что улучшает его прочностные характеристики. Известково-шлаковый материал применяется для изготовления низкомарочного бетона, устойчивого к воздействию пресной воды.
Читайте так же:
Тип песка для цемента

Глинозёмистый

Изготовляется из известняка и других видов сырья, богатых глинозёмом. Помолотое сырьё подвергается термической обработке, поэтому цемент имеет тёмно-коричневый и даже чёрный оттенок. При приготовлении раствора требуется на 10% больше воды, чем для обычного портландцемента. При застывании выделяет тепло.

Глинозёмистый материал используется при проведении зимних строительных работ, аварийного строительства, ремонта мостов, подземных и других коммуникаций. Благодаря высокой огнестойкости, применяется в качестве кладочного раствора при возведении печей, каминов, дымоотводных и вентиляционных каналов.

Расширяющийся

Этот вид цемента обладает уникальной способностью расширяться в процессе твердения. Приращение объёма происходит благодаря химической реакции между вяжущим веществом и специальной добавки. В качестве вяжущего применяется глинозёмистый цемент, гипс, портландцемент и алюминат кальция. Раствор отличается быстрой схватываемостью (в зависимости от вяжущего, от 10 до 30 минут), отличной водонепроницаемостью и прочностью.

Расширяющиеся цементы применяются для изготовления ж/б труб и других изделий, эксплуатация которых предусматривает постоянный контакт с влагой, а также при ремонте различных гидротехнических сооружений и для создания водонепроницаемых швов в строительных конструкциях.

Особенности маркировки

Чаще всего цемент фасуется в мешки по 25 и 50 кг из крафт-бумаги, на которые наносится соответствующая маркировка.

1. Прежде всего, указывается нормативный документ, согласно которому произведён данный вид цемента.

2. Класс цемента по прочности на сжатие: 22,5; 32,5; 42,5; 52,5, означающий максимальное давление в МПа, которое может выдержать опытный образец.

3. Состав входящих компонентов обозначается римскими цифрами:

  • I – портландцемент;
  • II – портландцемент с минеральными добавками;
  • III – шлакопортландцемент;
  • IV – пуццолановый;
  • V – композиционный цемент.

4. Маркировка цемента по видам производится следующими буквенными обозначениями:

  • ПЦ – портландцемент;
  • БЦ – белый;
  • ВРЦ – водонепроницаемый расширяемый;
  • СС – сульфатостойкий;
  • ПЛ – пластифицированный;
  • ШПЦ – шлакопортландцемент;
  • ГФ – гидрофобный.

5. В зависимости от скорости набирания цементом прочности, наносится следующая маркировка:

  • ЦЕМ I – цемент с максимальной скоростью набора прочности. 50% от проектной прочности набирается меньше чем за 48 часов. Может содержать не более 5% добавок.
  • ЦЕМ II – содержит от 6 до 35% добавок, влияющих на скорость затвердевания раствора. Чем больше добавок, тем медленнее происходит схватывания.
  • ЦЕМ III – шлакопортландцемент с нормальной скоростью схватывания. Содержит добавок от 36 до 65%.
  • ЦЕМ IV – цемент пуццолановый. Имеет среднюю скорость твердения. Содержит различных добавок от 21 до 35% от общей массы.
  • ЦЕМ V – цемент на основе композиционного сырья со средней скоростью твердения. Содержит небольшое количество дополнительных компонентов (11–30%).

Способы производства цемента

Технология получения цемента включает в себя два этапа:

  1. Получение клинкера. Минеральное сырьё, добытое различными методами, проходит дробилку, где разбивается на куски около 10 см в диаметре. После этого все компоненты, необходимые для производства смешиваются и обжигаются до получения однородной спёкшейся массы: клинкерных шариков.
  2. Перемалывание клинкера в порошок. В клинкерный порошок вводятся дополнительные компоненты, входящие в состав данного вида цемента, после чего производится их перемешивание и дополнительный помол.

В зависимости от физическо-технических характеристик исходного сырья, производство цемента осуществляется по одной из трёх технологий:

  1. Мокрый метод используется при изготовлении цемента из глины, мела и железосодержащих наполнителей. В результате помола сырья в воде, образуется шихта, которая подаётся в барабанные печи. В начальной стадии лишняя влага из шихты испаряется, после чего производится высокотемпературный обжиг. На выходе из печи получают клинкерные шарики, которые затем перемалываются в порошок.
  2. Сухая технология отличается тем, что сырьё перемалывается и подаётся в печь в сухом состоянии.
  3. Комбинированный способ производства может осуществляться двумя методами:
    1. сырьё готовится в воде, а полученная шихта фильтруется от воды, после чего подаётся в печь на обжиг;
    2. сухое сырьё измельчается, после чего увлажняется до образования влажной шихты, которая и отправляется на обжиг.

    В связи с высокими энергозатратами при использовании мокрого метода, большинство производителей применяют сухую технологию производства цементного порошка.

    Технические стандарты

    Технические условия, свойства, характеристики, сферы применения, классификация и другие аспекты регламентируются следующими документами:

    Основные производители

    Цемент является востребованным строительным материалом, поэтому его производство налажено практически во всех крупных промышленных регионах России. Рассмотрим наиболее крупные предприятия.

    «Евроцемент груп» – крупнейший в России холдинг, специализирующийся на производстве строительных материалов. Холдинг насчитывает 16 заводов по производству цемента, расположенных в различных регионах России, а также в странах ближнего зарубежья.

    ОАО «Новоросцемент» – крупный отечественный производитель цемента, в 2017 году отмечающий 135 лет со дня образования. Мощности завода позволяют выпускать около 5,7 миллиона тонн цемента, отвечающего международным стандартам качества.

    ОАО «ХК „Сибирский цемент“» – цементная компания, входящая в пятёрку крупнейших производителей России. Несмотря на молодость компании (основана в 2004 году), мощности позволяют производить до 5,3 млн тонн цемента.

    «Себряковцемент» – компания начала свою историю с ввода в эксплуатацию цементного завода в г. Михайловке в 1953 году, проектная мощность которого составляла 600 тысяч тонн продукции. В наши дни завод полностью модернизирован и рассчитан на выпуск 4,06 млн. т./год, что составляет около 5% всего производства цемента в России.

    голоса
    Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector