Цемент расширяющийся: Расширяющийся (саморасширяющийся) цемент: применение и виды

Расширяющийся (саморасширяющийся) цемент: применение и виды

Если обычные виды раствора при высыхании значительно теряют в объеме, расширяющийся цемент увеличивается. Это позволяет заполнить внутренние пустоты, заделать трещины и достичь нужного уровня герметизации.

В процессе изготовления используется глиноземистый цемент или другие виды, обогащенные специальными добавками. Эффект расширения достигается за счет роста кристаллов в процессе твердения.

Товар должен соответствовать ГОСТу 11052-74.

Характеристики и виды

Саморасширяющийся цемент может быть нескольких видов:

• Гипсоглиноземистый. При производстве берется двуводный сульфат кальция и клинкер. Два компонента мелко перемалываются и смешиваются между собой. Первые признаки схватывания начинаются на 20 минуте. На завершение процесса уходит около 3-4 часов в зависимости от температуры и окружающей влажности. До полного затвердевания нужно ждать не менее 70 часов. Главное преимущества раствора – он безусадочный.
• Водонепроницаемый. При производстве используется алюминат кальция, глиноземистый цемент и гипс. Три компонента измельчаются и перемешиваются. Материал очень быстро схватывается – процесс начинается уже на четвертой минуте. Благодаря влагоупорности, такой вид смеси часто применяют при возведении и отделке подземных резервуаров.
• Расширяющийся РПЦ 20. В составе еще больше компонентов – это портландцемент, доменный и глиноземистый шлак, сульфат кальция. На схватывание уходит примерно 12 часов. До твердения нужно будет ждать около 80 часов. Пропаривание может сократить это время в два или два с половиной раза. Стройматериал подойдет для создания гидротехнических сооружений.
• Напрягающийся. Гипс, глиноземистый и портландцемент – вот три основных компонента этой смеси. Главная особенность прописана в названии – изделия, созданные из такого раствора можно напрягать, использовать в трубах и на участках с большим давлением, сильными нагрузками.

Преимущества и недостатки

К списку преимуществ относятся:

• Хорошее прилегание к краям пустот за счет плавного расширения.
• Адгезия к материалам разного типа.
• Высокий уровень морозостойкости – материал переживает не менее полутора тысяч циклов заморозки и разморозки.
• Устойчивость к российскому климату, возможность использования на открытом воздухе.
• Допустимость заливки при отрицательных температурах.

В список достоинств, обусловивших обширное применение раствора на расширяющемся цементе, входит его стойкость к агрессивным средам и воде.

Но есть у продукта и минусы. Основной – достаточно высокая стоимость строительной смеси. Если вы купили упаковку продукта, ее нужно истратить не более чем за три месяца. Использование после окончания срока годности и нарушение герметизации упаковки не допускаются.

Покупать товар нужно только у проверенного производителя. За счет того, что смесь сложно проверить в момент покупки, часто поступают сообщения о подделке.

Применение

Технические характеристики расширяющегося цемента позволяют применять его во множестве областей:

• Заделка трещин. Допускается работа даже с глубокими повреждениями. Раствор затекает внутрь, схватывается и постепенно начинает расширяться. За счет увеличения объема и постепенного твердения материала равномерно заполняются даже крупные повреждения.
• Строительство подземных сооружений и резервуаров. Использование объясняется тем, что материал дает малую усадку, есть полностью влагонепроницаемые марки. Даже при постоянном контакте с грунтовыми водами не происходит расширения, появления тещин, крошения и других дефектов.
• Ремонт поверхностей. Особенность материала позволяет покрывать неровности любого типа. С раствором удобно работать – хорошая адгезия позволяет наносить его ровным слоем.

Продукцию можно использовать при создании гидротехнических сооружений, возведении тоннелей и шахт, обеспечении правильного прилегания железобетонных плит. И это – только часть областей применения.

Маркировка

Маркировка состоит из сочетания букв и цифр. Буквы означают тип использованного при изготовлении смеси цемента:

• ВРЦ – водонепроницаемый;
• РЦ – расширяющийся;
• НЦ – напрягающийся;
• ГГРЦ – гипсоглиноземистый.

Далее прописывается класс прочности. Зная особенности разных типов продукции, можно подобрать товар под нужную область использования.

Если вас интересуют поставки крупных объемов смеси с гарантией качества, звоните нам. Обеспечиваем быструю отгрузку со склада в Санкт-Петербурге.

Расширяющийся цемент, производство и применение расширяющегося цемента.

Расширяющийся цемент – продукт, получаемый тщательным смешиванием глиноземистого цемента или цемента и расширяющиеся добавки. Отличительное свойство расширяющихся цементов – способность к расширению в процессе схватывания и твердения. Расширение цементного камня основано на росте кристаллов образующегося при их твердении гидросульфоалюмината кальция.

Расширяющиеся цементы изготовляют несколько видов: гипсоглиноземистый водонепроницаемый расширяющийся цемент – на основе глиноземистого цемента, расширяющийся цемент, напрягающий цемент – на основе цемента.

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент (ГОСТ 11052-74) – быстротвердеющее гидравлическое вяжущее, получаемое совместным тонким измельчением высокоглиноземистых шлаков (70%) и природного двуводного гипса (30%). По прочности гипсоглиноземистый расширяющийся цемент, как и обычно глиноземистый, делится на марки 400 и 500.

Прочность гипсоглиноземистого цемента увеличивается в основном в течении первых трех суток твердения, в последующем прочность цемента повышается незначительно.

Морозостойкость растовра на гипсоглиноземистом цементе состава 1:2 (цемент: песок) составляет около 200 циклов попеременного замораживания и оттаивания в пресной воде.

Коррозионная стойкость этого цемента в растворах сульфатов очень высокая, а в растворах хлористых солей ниже, чем глиноземистого цемента.

Применяют расширяющийся гипсоглиноземистый цемент для изготовления безусадочных и расширяющихся водонепроницаемых растворов и бетонов, гидроизоляционных штукатурок, для заделки стыков сборных бетонных и железобетонных конструкций, их омоноличивания и усиления.

Расширяющимся цементом  называется продукт, получаемый тщательным смешением глиноземистого цемента или цемента и расширяющейся добавки.

При твердении обычных цементов в условиях недостаточной влажности наблюдаются усадочные деформации вследствие высыхания и уплотнения коллоидальных продуктов гидратации цементов. Величина усадочных деформаций зависит от состава цемента. В ряде случаев, когда усадочные деформации недопустимы, необходимо применять безусадочный болтов, устройства торкретных и других гидроизоляционных покрытий на трубах и подземных сооружениях, для получения плотных стыков в сборных бетонных и железобетонных конструкциях, для заделки трещин, для омоноличивания и усиления конструкций и не которых других строительных нужд.

Все расширяющиеся цементы являются смешанными и состоят из основного вяжущею вещества и расширяющейся добавки, в которую в свою очередь могут входит несколько компонентов. При твердении таких цементов вследствие взаимодействия компонентов расширяющейся добавки или в результате взаимодействия их с частью основного вяжущего происходит расширение, которое на определенной стадии заканчивается или приостанавливается вследствие твердения основного вяжущее. Полученная расширенная структура при этом стабилизируется.

Известны несколько видов расширяющихся цементов: на основе глиноземистого цемента — водонепроницаемый расширяющийся цемент, гипсоглиноземистый; на основе цемента — расширяющийся цемент, напрягающий цемент и т. д.  

Водонепроницаемый расширяющийся цемент (ВРЦ), предложенный В. В. Михайловым,- быстросхватывающееся и быстротвердеющее гидравлическое вяжущее, получаемое путем совместного помола или тщательного смешения тонкоизмельченных глиноземистого цемента и расширяющейся добавки, состоящей из высокоосновных (четырехкальциевых) гидроалюминатов кальция и полуводного гипса. Дозировка компонентов расширяющегося цемента примерно следующая: 70% глиноземистого цемента, 10% высокоосновных гидроалюминатов и 20% строительного гипса (высокопрочного или обычного).

Высокоосновные гидроалюминаты кальция получают следующим образом: глиноземистый цемент и известь-пушонку в пропорции 1: 1 по весу затворяют 30% воды по весу и после 48-часового выдерживания варят, перемешивая, при температуре 120-150°C в течение 5-6 ч. Полученный материал сушат, измельчают в шаровой мельнице, после чего в той же мельнице его смешивают — с обычным или высокопрочным строительным гипсом и глиноземистым цементом.

Расширение этого цемента основано на росте кристаллов образующегося при их твердении гидросульфоалюмината кальция. Происходит оно в начальной стадии твердения, когда масса еще может деформироваться. Протекающее при этом твердение основного компонента — глиноземистого цемента ста6илизирует (приостанавливает) через определенный период (1-2 суток) увеличение объема расширяющейся добавки.

В процессе твердения расширяющегося цемента образуется более плотный цементный камень, значительно менее водопроницаемый, чем при твердении, обычного цемента. Таким образом, расширяющиеся цементы являются одновременно и водонепроницаемыми.

Согласно СНиП водонепроницаемый расширяющийся цемент ВРЦ должен быть размолот так, чтобы остаток на сите  №008 не превышал 25%, начало схватывания должно наступать не ранее 4 мин, а конец не позднее 10 мин. Для замедления схватывания расширяющегося цемента добавляют виннокаменную и уксусную кислоту, буру и сульфитно-спиртовую барду.

Предел прочности при сжатии куJ6иков размером 2х2х2 см из цементного теста 1:0 через 12 ч ,не менее 75; через 3 суток не менее 300 и через 28 суток не менее 500 кг/см².

Величина относительного линейного расширения твердеющих образцов из цементного теста нормальной густоты в возрасте одних суток при погружении в воду через час после затворения должна находиться в пределах 0,3-1%, а при хранении на воздухе в течение одних суток должна составлять не менее 0,05%, а в течение 28 суток не менее 0,02%. Через сутки твердения образцы должны быть полностью водонепроницаемы при гидростатическом давлении до 6 атм.

По В. В. Михайлову, возможно изготовление и водонепроницаемого безусадочного цемента ВБЦ, в состав которого входят примерно 85% глиноземистого цемента;  10% гипса и 5% извести. Согласно СНиП остаток на сите №008 для этого цемента должен 6ыть не более 15%, начало схватывания должно наступать не ранее 1 мин, а конец не позднее 5 мин. Предел прочности при сжатии кубиков размером 2х2х2 см из цементного теста через 2 ч должен быть не менее 50; через 6 ч 125; через 3 суток 250 и через 28 суток 300 кг/см². Величина относительного линейного расширения цемента ВБЦ при погружении в воду должна через 1 сутки находиться в пределах 0,01-0,1 %.

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент, предложенный И. В. Кравченко, является быстротвердеющим гидравлическим вяжущим, получаемым совместным тонким измельчением высокоглиноземистых шлаков (70%) и природного двуводного гипса (30%). В этом случае образование гидросульфоалюмината кальция протекает в результате взаимодействия с сульфатом кальция низкоосновных гидроалюминатов кальция, образующихся при гидратации глиноземистого цемента. При твердении гипсоглиноземистого расширяющегося цемента на воздухе необходимо увлажнять изготовленные из него растворы и бетоны в течение первых трех дней после затворения водой.

Согласно СНиП начало схватывания гипсоглиноземистого цемента должно наступать не ранее 20 мин, а конец не позднее 4 ч после затворения, остаток на сите № 008 — не более 10%. Марки гипсоглиноземистого цемента: 300, 400 и 500 (предел ,прочности при сжатии через 3 суток образцов жесткой консистенции из раствора 1:3). Через сутки прочность составляет соответственно 250, 350 и 450. Величина относительного линейною расширения твердеющих образцов цементного теста из гипсоглиноземистого цемента должна составлять не менее 0,15 и 0,1 % соответственно через 1 и 28 суток комбинированного водно-воздушного твердения и не менее 0,15 % через сутки при погружении в воду (через 1 ч после конца схватывания), а также не менее 0,3% и не более 1% через 28 суток такого же водного режима твердения. Водонепроницаемый расширяющийся цемент и гипсоглиноземистый расширяющийся цемент не рекомендуется применять для производства строительных работ при температуре ниже 0 ⁰С без обогрева, а также при эксплуатации конструкций в условиях температуры выше +80 ⁰С.

Французский ученый Лосье предложил получать расширяющийся, а также безусадочный цемент из трех компонентов:

1) цемента, составляющего основу этого цемента;

2) сульфоалюминатного цемента, являющегося расширяющейся добавкой;

3) стабилизатора в виде шлака, вступающего в реакцию через определенный период твердения и приостанавливающего расширение цемента путем поглощения одного из компонентов расширяющейся добавки — сульфата кальция. Сульфоалюминатный цемент состоит из алюминатов кальция, сульфата кальция и небольшого количества двухкальциевого силиката и ферритов кальция. Он получается путем обжига при 1200-1300°С смеси, состоящей из 50% гипса, 25% железистого боксита и 25% мела, и последующего помола полученного клинкера. Причиной расширения цемента Лосье является образование трехсульфатной формы гидросульфоалюмината.

П. П. Будниковым, Т. Г. Скрамтаевым и И. В. Кравченко предложен гипсо-шлакоглиноземистый расширяющийся цемент, состоящий из 45% глиноземистого цемента, 25% основного гранулированного доменного шлака и 30% двуводного гипса.

Расширяющийся цемент (РЦ), предложенный И. В. Кравченко, является гидравлическим вяжущим веществом, быстро твердеющим при пропаривании. Получают его путем совместного помола портландцементного клинкера (60-65%), высокоглиноземистых Хшлаков (5-7%), двуводного гипса (7-10%) и гидравлической добавки (20-25%).

Расширение РЦ основано на образовании гидросульфоалюмината кальция. В первый период твердения обычного цемента образуется такое количество гидросульфоалюмината кальция, которое не может обеспечить его расширение. Добавка высокоглиноземистых шлаков (глиноземистого цемента) и гипса способствует увеличению количества возникающего гидросульфоалюмината. Гидравлическая добавка понижает концентрацию СаО в жидкой фазе, обеспечивая более быстрое растворение алюминатов кальция и образование гидросульфоалюмината путем кристаллизации из раствора в первый период твердения.

Гидросульфоалюминат кальция образуется с большей скоростью при 60-80 ⁰С, поэтому пропаривание при этих температурах значительно ускоряет твердение РЦ.

Используемый в производстве РЦ цементный клинкер должен содержать не менее 7% алюминатов кальция и не менее 45% С₃S. Высокоглиноземистые шлаки (глиноземистый цемент) могут быть заменен бокситом.

Начало схватывания РЦ не ранее 30 мин, а конец не позднее 12 ч. Марки — 400, 500 и 600 (при испытании на прочность при сжатии через 28 суток образцов из раствора жесткой консистенции). Величина относительного линейного расширения образцов из цементного теста должна составлять не менее 0,15 и 0,1% соответственно через 1 и 28 суток комбинированного водно-воздушного твердения и не менее 0,15% через 1 сутки водного твердения; через 28 суток хранения в воде она должна составлять 0,3-1%. Образцы из бетонной смеси, должны обнаруживать полную водонепроницаемость при рабочем давлении 1 атм.

Напрягающий цемент (НЦ), предложенный В. В. Михайловым и его сотрудниками, представляет собой быстросхватывающееся и быстротвердеющее вяжущее вещество, получаемое путем тонкого измельчения смеси, состоящей из 65% цемента, 20% шлака глиноземистого цемента и 15% гипса. Он предназначен для железобетонных конструкций, арматура которых должна быть напряжена в нескольких направлениях (двухосное и трехосное напряженное армирование). Такое напряжение арматуры механическим путем связано с большими затруднениями.

Расширяющиеся цементы увеличиваются в объеме лишь в начальный период твердения, когда прочность бетона еще недостаточна, чтобы «увлечь» арматуру и сообщить ей предварительное напряжение. При твердении НЦ сначала возникает низкосульфатная форма гидросульфоалюмината (3СаО*Аl₂О₃*CaSO₄*12Н₂О), которая затем переходит в высокосульфатную (3СаО*Аl₂О₃*3CaSO₄*31Н₂О). Этот переход вызывает значительное расширение цемента, достигающее 3%. При этом сильно уплотняются поры бетона, он расширяется и натягивает строительную арматуру. После образования высокосульфатного гидросульфоалюмината дальнейшего расширения не происходит и при правильной рецептуре недопустимых вредных напряжений не возникает.

Процесс расширения НЦ ускоряется при пропаривании в течение 5-6 ч. При этом расширение заканчивается в течение нескольких суток после пропаривания.

Начало схватывания НЦ 2-5 мин, а конец 4-7 мин. Замедляют схватывание добавки сульфитно-спиртовой барды и виннокаменной кислоты. Предел прочности при сжатии через 1 ,сутки 200-300 кг/см².

Напрягающий цемент целесообразно применять для производства напорных железобетонных труб и некоторых других тонкостенных железобетонных изделий.

Расширяющийся цемент – новая разработка в цементировании скважин | Journal of Petroleum Technology

Skip Nav Destination

01 мая 1966 г.

П.Н. Parker

J Pet Technol 18 (05): 559–564.

Номер бумаги:
SPE-1315-PA

https://doi.org/10.2118/1315-PA

История статьи

Опубликовано в сети:

01 мая 1966

Получено:

01 мая 1966

Принято:

01 мая 1966

• Разделенный экран

• PDF

• Цитировать

  • Посмотреть эту цитату
  • Добавить в менеджер цитирования

• Делиться

  • Facebook
  • Твиттер
  • LinkedIn
  • MailTo

• Получить разрешения

• Поиск по сайту

Citation

Parker, PN. «Расширяющийся цемент — новая разработка в цементировании скважин». J Pet Technol 18 (1966): 559–564. doi: https://doi.org/10.2118/1315-PA

Скачать файл цитирования:

• Рис (Зотеро)
• Менеджер ссылок
• EasyBib
• Подставки для книг
• Менделей
• Бумаги
• КонецПримечание
• РефВоркс
• Бибтекс

панель инструментов поиска

Расширенный поиск

ПАРКЕР, П.Н., ВАЛЬ, В.В., ЧЛЕНЫ AIME, DOWELL DIV. КОМПАНИИ DOW CHEMICAL CO., ТАЛСА, Оклахома.

Abstract

Расширяющийся цемент – это цемент, в который добавлен расширяющийся компонент. Это настоящий расширяющийся цемент, так как расширение происходит после затвердевания цемента. Когда происходит расширение, цемент сдерживается пластом и обсадной трубой, так что расширение создает собственное напряжение в цементе. По мере того, как диаметр обсадной трубы уменьшается за счет снижения температуры и давления, ограничение снимается, и самонапряжение уменьшается. Таким образом, цемент поддерживает усадку вокруг обсадной колонны и растянутую посадку по отношению к пласту, так что достигается превосходное сцепление. В данной работе представлены исследования свойств и применения расширяющихся цементов для цементирования нефтяных и газовых скважин. Исследуемый цемент представляет собой смесь обычного портландцемента класса А API и расширяющейся добавки. Приведены лабораторные результаты по характеристикам расширения и превосходству свойств сцепления при сдвиге расширяющегося цемента по сравнению с обычными составами для цементирования нефтяных скважин. Промысловые результаты со сравнением каротажных диаграмм обсуждаются на скважинах, где удовлетворительная изоляция зон была затруднена до использования расширяющегося цемента.

Введение

Одной из наиболее серьезных проблем, возникающих при цементировании обсадной колонны в скважине, является нарушение связи обсадной колонны с цементом и цементом с пластом. Связь между зонами может быть вызвана такими факторами, как

• недостаточное удаление бурового раствора в результате прохождения цемента через буровой раствор;

• плохое сцепление цемента с пластом из-за чрезмерного образования глинистой глинистой корки;

• расширение и последующее сжатие трубы вдали от затвердевшего цемента в результате внутреннего давления и термических напряжений, вызванных гидратацией цемента; и

• разрушение самого цемента из-за загрязнения буровыми или пластовыми растворами.

Миграция флюидов из одной зоны в другую является серьезной проблемой, особенно в скважинах для хранения газа, где плохое сцепление может привести к значительным потерям газа, преждевременному истощению пласта и неудовлетворительным операциям по интенсификации притока. Давно признано, что превосходные операции по цементированию могут быть достигнуты, если в системах тампонажного цемента можно вызвать расширение.

Характеристики расширяющегося цемента

Лабораторная процедура

Для определения характеристик расширения или усадки цемента растворы смешивали в соответствии с процедурами API, а затем помещали в стандартные 2-дюймовые емкости. кубические формочки. Для установления и определения воспроизводимости данных готовили по три образца каждой цементной композиции. Процедуры ASTM были опробованы для измерения расширения и сжатия цементных призм, и было обнаружено, что они дают плохую воспроизводимость. Кроме того, в образцы цемента были встроены тензометрические датчики, и этот метод также дал неудовлетворительные результаты измерений. Метод с использованием прямых измерений микрометром имел наилучшую воспроизводимость и точность. Образцы отверждали в автоклавном резервуаре для отверждения под давлением при 1000 фунтов на квадратный дюйм и 100°F до тех пор, пока не было достигнуто начальное схватывание цемента. Затем образцы вынимали из форм и измеряли размеры с точностью до 0,001 дюйма микрометрическим штангенциркулем (рис. 1). Затем образцы возвращали в сосуд для отверждения и снова подвергали воздействию давления 1000 psi и 100F.

Расширяющийся

Расширяющийся цемент состоит из расширяющегося компонента, перемешанного с цементом класса A или B по API.

JPT

Стр. 559ˆ

Ключевые слова:

химия цемента,
сила,
обычная цементная система,
процедура,
рецептура цемента,
экспансивный компонент,
сокращение,
увлажнение,
обсадные и цементные,
цемент

Предметы:

Обсадные и цементные работы,
Рецептура цемента (химия, свойства)

Этот контент доступен только в формате PDF.

Amazon.com: HARTLINE 10001 Rockite Expansion Cement 15 мин.

1 фунт: промышленный и научный

4,3 из 5 звезд
547 оценок

В настоящее время недоступен.
Мы не знаем, когда этот товар снова появится в наличии.

Видно краткое содержание, дважды нажмите, чтобы прочитать полное содержание.

Виден весь контент, дважды нажмите, чтобы прочитать краткий контент.

• ---

• 10001

  ---

• 2 комплекта10001

  ---

• 2- 10001

  ---

• 3 комплекта10001

  ---

• 3- 10001

  ---

• 4 комплекта10001

  ---

• 4- 10001

  ---

Updated other options based on this selection

See all 7 options

Product Specifications

Compatible Material	Metal
Ean	0033122100013
Included Components	Cement
Item Volume	16 fluid_ounces
Item Weight	1.