Ускоритель схватывания цементного раствора: Как ускорить застывание бетона, и для чего это может требоваться

Содержание

Ускоритель схватывания цемента — Справочник химика 21

    Добавки-ускорители схватывания цемента и твердения бетона [c.74]

    Процессы схватывания и твердения цементов объясняются взаимодействием кремнефтористого натрия с жидким стеклом. Химизм реакций, протекающих в замешанной массе, состоящей из силиката натрия, наполнителя и ускорителя, предположительно следующий  [c.227]

    После окончания всех работ по цементированию обсадной колонны в течение 16—24 ч происходит затвердевание цементного раствора. Период ожидания затвердевания цемента (ОЗЦ) можно уменьшить добавлением в него ускорителей схватывания, например жидкого стекла. [c.145]


    Следует избегать избытка кремнефтористого натрия, так как в этом случае схватывание кислотоупорного п,емента происходит настолько быстро, что работа с ним становится весьма трудной. Кроме того, ири избытке ускорителя твердения механическая прочность цементов уменьшается, а их проницаемость к минеральным кислотам увеличивается. Минеральная кислота, взаимодействуя с выделившимся фтористым натрием, образует плавиковую кислоту 
[c.458]

    Кислотоупорные цементы изготовляют из трех основных компонентов 1) связующего вещества 2) наполнителя и 3) ускорителя схватывания и твердения. [c.225]

    При футеровке аппаратов кислотоупорными материалами очень важно правильно выбрать связующий материал для скрепления камней между собой и с поверхностью стенок аппаратов. Известно большое число связывающих составов, применяемых при футеровке аппаратов. Наиболее распространены силикатные кислотоупорные цементы. Их получают, замешивая с жидким стеклом (водным раствором кремнекислого натрия) смесь тонко измельченного инертного каменного материала—наполнителя (андезита, диабаза, кварцита и др.) с ускорителем схватывания и затвердевания (кремнефтористым натрием). [c.35]

    Роль добавок-ускорителей схватывания цемента и твердения бетона заключается, в основном, в активизации процесса гидратации цемента, что приводит к ускоренному образованию субмикрокристалли-ческих продуктов гидратации, обладающих высокой прочностью. Многие из добавок — ускорителей твердения в результате обменных реакций с гидроксидом кальция или с минералами цемента активно влияют на гидролиз трехкальциевого силиката, повышают содержание в жидкой 

[c.74]

    Скорость отверждения. Для проведения футеровочных работ обычно требуется, чтобы схватывание цемента (замазки) начиналось через 1 —1,5 часа после смешения смолы с ускорителем и наполнителем, а заканчивалось через 2—3 часа. Смола ФЛ-2 подвергается поликонденсации и отверждению без нагрева при каталитическом воздействии кислот или веществ, образующих кислоты при гидролизе. В качестве наполнителя был использован графит в порошке с тонкостью помола 20—30 мк, получаемый в качестве отхода при производстве электродов. Определение скорости схватывания проводилось посредством иглы Вика. В ориентировочных опытах скорость отверждения смол без наполнителя при 80° определялась по методу, принятому в НИИ пластмасс, на листе стали с углублением, нагреваемом на электроплитке. 

[c.61]

    Кислотоупорный цемент состоит из вяжущего вещества, инертного наполнителя и ускорителя схватывания. [c.259]

    Кроме того, Трицосал Н практически не влияет на сроки схватывания цемента. Добавку нельзя заменять подобной же добавкой, называемой Трицосал С 1Н, являющейся известным ускорителем схватывания и твердения бетона. [c.51]

    Для тампонирования зон ухода значительный интерес представляют быстросхватывающиеся смеси, состоящие из 75—80% обычного тампонажного цемента и 20—25% глиноземистого цемента и ускорителей срока схватывания. Такие смеси схватываются через 40—50 мин после затворения конец схватывания наступает через 15—20 мин после начала, в то время как чистый глиноземистый цемент имеет довольно длительные сроки схватывания (10—15 ч). Применяются смеси и с иным отношением тампонажного цемента к глиноземистому или гипсу в зависимости от условий их применения. 

[c.358]

    В литературе довольно широко освещен вопрос ускорения схватывания и твердения портланд-цементов, употребляемых для строительных работ. Для этой цели применяются различные способы. Одним из способов является увеличение дисперсности цемента, что повышает его активность и дает возможность получать более высокую механическую прочность цементного камня в раннем возрасте [2, 3]. Другие способы получения быстротвердеющего цемента заключаются в применении цементов специального минералогического состава и в добавках к ним ускорителей твердения (гипса, сернокислого глинозема, хлористого кальция, соляной кислоты и некоторых других [4-7]. 

[c.288]

    Природные кислотоупоры применяются в виде штучных изделий (камней) для футеровки всевозможных башен, резервуаров, аппаратов и их деталей. Футеровочные камни скрепляются между собой кислотоупорным цементом или замазкой, а иногда и механическими приспособлениями. При футеровке аппаратов кислотоупорами очень важно правильно выбрать связующее для скрепления камней между собой и с футеруемой поверхностью. Из большого числа связующих составов, применяемых при футеровке аппаратов, наиболее распространены силикатные кислотоупорные цементы. Их получают смешением жидкого стекла (водный раствор силиката натрия), тонко измельченного инертного кислотоупора — наполнителя (андезит, диабаз, кварцит и др.) и ускорителя процесса схватывания и затвердевания цемента (кремне-фторид натрия). [c.40]

    Кислотоупорные силикатные цементы состоят из следующих составных частей пылевидного кислотоупорного наполнителя (тонкоизмельченная кислотостойкая горная порода), ускорителя процесса схватывания и затворителя—Л С1 дкого стекла. 

[c.45]

    Футеровочные материалы крепят к стенкам аппаратов и между собой обычно на кислотоупорном цементе (замазке), со-стояшем из молотого минерального наполнителя (плавленые диабаз и базальт, андезит, бештаунит, кварцит и т. п.), ускорителя схватывания и твердения (кремнефтористый натрий или калий) и жидкого стекла. Часто футеровочные материалы крепят, а швы промазывают замазками на основе конденсационных и по-лимеризационных смол. [c.19]

    На практике также выявлено, что химические добавки при известных концентрациях ускоряют схватывание и твердение бетона, а взятые в других количествах, наоборот, замедляют, и их воздействие зависит и от сорта применяемого цемента. Отсюда следует, что объяснение причин ускорения бетона не является простым делом. Поэтому наиболее точными показателями влияния этих добавок до сих пор считают только практические технологические испытания, проведенные в условиях, полностью отвечающих строительной практике и данным реальной внешней среды. Все же в общих чертах можно сказать, что схватывание и твердение портландцемента и шлакопортландцемента практически можно ускорять всеми солями щелочных металлов, металлов щелочных земель и многовалентных металлов. Большое значение имеют и анионы (ионы с отрицательным зарядом) этих солей. Известно, например, что азотнокислые соли (нитраты) меют только малое влияние, в то время как хлориды, гидроокиси и растворимые углекислые соли являются очень действенными. Подобно солям этих веществ ведут себя и некоторые кислоты, например соляная и угольная [89]. Поэтому к активным ускорителям схватывания и твердения бетона можем отнести следующие вещества хлориды натрия, кальция, магния, бария, цинка, алюминия, железа, а затем углекислый натрий, гидрат окиси натрия, кремнекислый натрий, сульфаты натрия, кальция, цинка, алюминия и т. п. Однако в этих случаях всегда необходимо устанавливать, и подходящую концентрацию таких веществ. Одновременно нужно следить за тем, чтобы примененное к мичество выбранной добавки не ухудшало других по- 

[c.10]

    Если мы сравним этот график с графиком рис. 8, то увидим, что хлориды железа и хлориды бария не являются такими выгодными ускорителями схватывания испытывавшегося цемента, какими были хлористый кальций и хлористый алюминий, так как влияние последних на наступление начала и конца схватывания меняется плавно и иепрерывно по мере увеличения концентра- [c.12]

    Кислотоупорные цементы изготовляются из трех компонентов связующего вещества —жидкого стекла с уд. весом 1,36 и модулем 2,5—2,8 наполнителя, в качестве которого служат богатые кремнекислотой горные породы (андезит, бештаунит, гранит, маршалит и кварцевый песок) или искусственные силикатные материалы (диабаз, фарфор) ускорителя схватывания и затвердевания —кремнекислотоупорных цементов в большой мере зависит от количества и модуля жидкого стекла и от дисперсности наполнителя. Силикатные кислотоупорные цементы различаются между собой наполнителем. 

[c.30]

    Многие из противоморозных добавок относятся также к ускорителям твердения. Однако, поскольку их дозировка намного больше, цемент при введении этих добавок обладает излишне короткими сроками схватывания, что делает затруднительным укладку бетонной смеси, в особенности, если применяют поташ. В его присутствии не только очень сильно сокращаются сроки схватывания цемента и загустевания смеси, но и ухудшается структура цементного камня и снижается морозостойкость бетона. Поэтому в такие противоморозные добавки вводят замедлители схватывания и твердения тетраборат натрия Ма2В407 или органические поверхностно-активные вещества из категории лигносульфонатов их дозировку подбирают экспериментально, исходя из вида цемента и концентрации противоморозной добавки. Тетраборат натрия может храниться неограниченно долго. 

[c.97]

    В качестве наполнителей для приготовления кислотоупорных цементов применяют порошки из природных или искусственных каменных материалов андезита, бештауни-та, гранита, кварцита и др. Широко распространена диабазовая мука, состоящая из 80% порошка литого базальта и 20% молотого базальта. Под названием Цемент кислотоупорный кварцевый кремнефтористый выпускают кислотоупорный порошок в смеси с кремнефтористым натрием. В качестве ускорителя схватывания используют кремнефтористый натрий. Если кислотоупорный цемент приготовляют на калиевом жидком стекле, то в качестве ускорителя берут смесь кремнефтористого натрия и кремнефтористого калия в равных количествах. 

[c.259]

    БЕТОН (франц. beton, от лат. bitumen-горная смола), искусственный каменный материал, получаемый в результате затвердевания уплотненной смеси вяжущего материала, воды и инертных заполнителей. Вяжущим в Б. чаще всего является цемент, содержание к-рого составляет 10-15% от массы Е Используют также гипс, шлаковые и известковопесчаные вяжущие, р-римое стекло, цементы с добавлением полимерных материалов или битумно-дегтевых вяжущих. Вводят также добавки пластификаторов, пенообразователей, ускорителей или замедлителей схватывания и т.д. [c.284]

    Кислотоупорный бетон по составу не отличается от силикатных кислотоупорных цементов, его изготовляют из измельченной горной породы (андезита, бештаунита, гранита и др.), вяжущего вещества (жидкого стекла) и ускорителя схватывания (кремнефтористого натрия). Однако, в отличие от цементов, применяемый для бетона наполнитель должен быть определенного гранулометрического состава, так как плотность бетона и его кислотонепроницаемость достигаются только при определенном соотношении величин частиц наполнителя. При сооружении аппаратуры из кислотоупорного бетона, при футеровке аппаратуры и строительных конструкций применяют металлическую арматуру. 

[c.260]

    Кислотоупорные цементы и бетоны. Для скрепления между собою отдельных частей аппаратуры или футеровочных плиток из неметаллических материалов и скрепления их с металлическими и иными материалами пользуются кислотоупорными цементами. В состав цемента входят наполнитель, ускоритель схватывания и твердения и жидкое стекло. В качестве наполнителя применяют тонко измельченный природный или искусственный кислотоупор, например андезит, плавленый диабаз (соответственно цементы называются андезитовыми, диабазовыми). В качестве ускорителя применяют кремнефтористый натрий Ыа231Рв. На рис. 78 изображена промывная башня контактного сернокислотного завода, работающая при температуре газа на входе около 300° и концентрации орошающей серной кислоты около 70%. В ней металлический корпус футерован двумя слоями кислотоупорного кирпича на кислотоупорном цементе. На металлическую поверхность наклеивают слой из поли-изобутилена. Применение этой футеровки позволило отказаться от свинца. 

[c.96]

    Применяя добавки-ускорители схватывания и твердения, следует учитывать, что они, уменьшая электрические заряды частиц цемента и, сокращая сроки их схватывания, ускоряют процессы гидратации и уплотняют структуру цементного камня в ранние сроки ее формирования. При этом эффективность добавок зависит от содержания в цементе трехкальциевого алюмината. Чем выше содержание трехкальциевого алюмината, тем сильнее проявляется уплотняющее действие добавок. При использовании высокоалюминатных цементов уплотняющее действие добавок не проявляется из-за быстрого схватывания цемента в их присутствии. [c.77]

    Рядом исследователей [8—11] была установлена положительная роль добавок к портланд-цементу хлористого кальция, заключающаяся в ускорении сроков схватывания цементного теста и упрочнении цементного камня. Б. Г. Скрамтаев и А. А. Будилов [8] указывают, что применение ускорителей твердения, а также быстротвердеющих или вибромолотых цементов дает возможность полностью исключить пропаривание из технологического процесса. [c.289]

    Выделившийся на поверхности наполнителя гель 81(ОН)4 затем дегидратируется с образованием ЗЮг, уплотняющего и цементирующего зерна наполнителя. Поскольку при изготовлении цемента количество ускорителя значительно уступает стехиометрическому соотношению, то остается избыток силиката натрия, который переводят в кремнезем, обрабатывая цемент какой-либо кислотой. Фторсиликат натрия не только ускоряет твердение цемента, но и повышает его водостойкость. Вместе с тем избыток На281Рб нежелателен, так как делает процесс схватывания- неконтролируемо быстрым и уменьшает механическую прочность цемента и его проницаемость по отношению к минеральным кислотам. С другой стороны, при избытке жидкого стекла вода вызывает большую усадку и повышает пористость цемента. Силикатные цементы характеризуются высокой устойчивостью по отношению к кислотам даже при повышенных температурах. Их механическая прочность со временем возрастает благодаря постепенному обезвоживанию геля кремниевой кислоты. Свойства цемента в условиях воздействия серной кислоты и сульфидов улучшаются при замене натриевого жидкого стекла на калиевое. Силикатные цементы применяют и в качестве самостоятельного конструкционного материала — кислотоупорного бетона. При изготовлении последнего используют наполнители в виде полидисперсной порошкообразной массы с размером частиц от 0,15 до 0,3 мм, которые вместе с ускорителем загружают в бетономешалку и после перемешивания в течение 2—3 мин заливают жидким стеклом и вновь перемешивают. Свежеприготовленную массу выгрулсают и сразу же укладывают в [c.149]

    В то время как замедляющие и ускоряющие агенты можно постоянно использовать для регулирования процесса схватывания, второй класс реагентов был назван Форсеном разрушителями из-за их очень вредного воздействия на механическую прочность. К этим агентам относятся бура, органические вещества, подобные сахару и гумусовые компоненты . Сильно разбавленные растворы гумусовых веществ действуют как ускорители они сохраняют алюминаты кальция в цементе в растворенном состоянии. Гидрогели окиси алюминия и кремнезема осаждаются как в реакциях мгновенного схватывания , описанных выше. Гипс в присутствии гумусовых веществ сразу же флокулирует и таким образом теряет свою особую активность. [c.821]

    Перед применением для изготовления бетона Сапорекс разводят водой в соотношении от 1 5 до 1 10, в зависимости от заданного объемного веса пенобетона. Если работа проводится при температуре ниже 20°С, рекомендуется применять при перемешивании бетонной смеси примеси, ускоряющие схватывание, основанные на использовании хлористого кальция, например 4% ускорителя Рексал (по весу цемента). Раствор вспенивается или механическим перемешиванием, или пневматическим продуванием, а с бетонной смесью перемешивается в обычных мешалках. [c.253]

    По рекомендации В. М. Семина [62] ванны хромирования можно футеровать также кислотоупорным диабазовым цементом, в состав которого входят диабазовая мука, кремнефтористый натрий (ускоритель твердения) и связывающее вещество — жидкое стекло с модулем 2,6, плотностью 1,49 г1см . Цемент приготовляется следующим образом. Диабазовую муку (если нужно, подсушив ее) в количестве 95 весовых частей и кремнефтористый натрий (5 весовых частей) просеивают через сито с 900 отв см и тщательно перемешивают. Затем к смеси прибавляют жидкое стекло (40—45 весовых частей) и опять перемешивают до получения тестообразной массы. Так как цемент начинает твердеть через 10—15 мин после смешивания, его готовят малыми дозами (не более 2 кг), чтобы весь замес можно было использовать до начала схватывания. [c.139]


Ускорители схватывания и твердения бетона: обзор популярных марок, цены

Согласно строительным нормам стандартный срок твердения бетонных смесей и растворов с цементом составляет 28 дней, при этом их качество и рабочие характеристики во многом зависят от условий схватывания и набора прочности. С целью ускорения этих процессов на стадии приготовления вводятся специальные добавки. Их наличие значительно сокращает начальный этап схватывания и позволяет улучшить подвижность без нарушения водоцементного соотношения. Продукция представлена отечественными и зарубежными производителями, на расценки влияют функциональность и эффективность.

Оглавление:

  1. Сфера использования ускорителей затвердевания
  2. Обзор продукции популярных марок
  3. Цена добавок

Особенности твердения бетона, целесообразность применения ускорителей

Основным условием приготовления цементных растворов является затворение водой, набор прочности осуществляется постепенно. На начальном этапе гидратации (схватывании) важно поддерживать высокий уровень влажности и положительную температуру окружающего воздуха (не ниже +5 °C, в идеале – около +20). Нарушение этих условий отрицательно сказывается на процессе затвердевания: влага остается внутри бетона или выводится слишком быстро, искусственный камень теряет прочность и начинает раскрашиваться. При необходимости исключения зависимости от погоды или времени требуются дополнительные меры: прогрев или ввод химических примесей. Но любой из их этих способов увеличивает смету затрат, их использование должно быть экономически обоснованным.

Добавление ускорителей твердения бетона целесообразно при:

  • Бетонировании конструкций в холодное время года, в том числе при комбинировании с электропрогревом.
  • Производстве ЖБИ и штучных фасонных изделий: плитки, бордюрных элементов. Сокращение сроков затвердевания в этом случае позволяет обойтись меньшим числом форм, а улучшение подвижности раствора положительно сказывается на внешнем виде, прочности и износостойкости.
  • Заливке монолитных сооружений, в частности, при ограниченном времени оборачиваемости опалубки. Максимальный эффект от сокращения сроков твердения наблюдается при использовании скользящей разновидности.
  • Ограничениях в сроках проведения работ (ускорители позволяют сократить их в 2-3 раза).
  • Необходимости увеличения подвижности раствора без изменения водоцементного соотношения и снижения прочности, например, при замесе легких бетонов.

Ускорить процесс затвердевания помогают составы на основе сернокислых, углекислых и аммонийных солей, нитратов и хлоридов кальция и натрия. Выбор конкретной разновидности зависит от типа заливаемой конструкции, в частности – наличия армирования. Нитраты и поташ не вызывают коррозии и подходят при заливке сборно-монолитных элементов из ж/б при минусовой температуре (до -25 °C). Водные растворы солей в разы сокращают сроки схватывания бетона и требуют незамедлительного расхода приготовленной смеси из-за быстрой потери пластичности.

Хлористый кальций при всей свой распространенности и эффективности (увеличение прочности в 1,7 раза на третий день затвердевания при вводе всего 2% и улучшение подвижности) не используются при заливке предварительно-напряженных конструкций или изделий с тонкой арматурой.

Обзор отечественных и иностранных составов

Среди востребованных российских марок выделяют линейки Реламикс и Форт, комплексные и многофункциональные добавки Универсал П-2, Асилин-12, Битрон, Лигнопан, Конкрит-Ф. Также используются вещества в чистом виде: хлористый кальций, поташ, нитрат калия, сульфаты и алюминаты натрия. Большинство зарубежный ускорителей относятся к суперпластифицирующим комплексным добавкам для бетона. Среди них выделяют Coral MasterFix, Cementol Omega P и линейку Addiment.

Комплексный ускоритель твердения, обеспечивающий прирост прочности от 30 до 70 % от нормы за первые сутки в строительных растворах на портландцементах с разной степенью подвижности (увеличивая их до П5). Представляет собой сухой порошок коричневого цвета на основе натриевых солей, вводимый после предварительного затворения водой. Добавления Форт УП-2 позволяет снизить расход вяжущего на 8-12 % и увеличить конечную прочность изделий на 10%. Помимо стандартных строительных смесей сфера применения включает товарные, легкие и ячеистые бетоны, максимальный эффект достигается при твердении монолитных конструкций и изготовлении ЖБИ без пропарки.

Состав на основе хлористого кальция, существенно сокращающий сроки затвердевания. К преимуществам его применения относят повышение стойкости к поверхностному износу (прочность возрастает в 1,5 раза и выше), минусовым температурам и ускоренное высвобождение заливаемых элементов из форм и опалубки. Полностью растворяется в воде и вводится при затворении сухих компонентов. Характеристики Конкрит-Ф хорошо подходят при приготовлении бетона для тротуарной плитки, помимо ускорения производственного процесса в 2-3 раза такие изделия практически не имеют сколов или пустот.

Суперпластификатор, выпускаемый в виде порошка, пасты или водного раствора. Обладает комбинированными свойствами и используется как с целью ускорения процесса схватывания и набора прочности, так и в качестве противоморозной добавки. Рекомендуется при заливке бетоном монолитных конструкций (благодаря быстрому затвердеванию разрешается снятие опалубке уже через сутки), комбинировании с электропрогревом (продолжительность сокращается на 3-6 ч) и замесе раствором с нестандартными наполнителями. Ввод этой добавки позволяет снизить расход цемента до 30 %.

Продукция немецкого производителя Sika, общепризнанного лидера по выпуску строительной химии. Представлена ускорителями в виде порошков и готовых смесей, используемых с разными целями: для машинного нанесения, ведения работ в зимнее время, сокращения сроков схватывания. К преимуществам относят улучшение структуры бетона и повышение его водонепроницаемости, к минусам – высокую стоимость. Дозировка зависит от разновидности и варьируется от 1 до 5 %.

Линейка продукции компании Полипласт включает 8 марок с разным составом и целевым назначением. Все виды относятся к комплексным и помимо обеспечения высоких показателей прочности на ранних сроках твердения улучшают такие характеристики бетона как водонепроницаемость, стойкость к агрессивным средам и подвижность. Максимальный эффект от ввода наблюдается при приготовлении растворов высокого класса (от В40 и выше). Преимущество – экономичность, стандартная дозировка не превышает 1 %.

Стоимость ускорителей для бетона

Наименование, страна-производитель Тип добавки Рекомендуемая дозировка, в % от массы цемента Фасовка, кг Цена, рубли
Форт УП-2, Россия Комплексная, для ускорения твердения 0,5-0,7 20 1000
Конкрит-Ф, Россия Пластифицирующая, рекомендуемая при изготовлении формовочных изделий 0,5-2 –при нормальных условиях твердения, до 3 –при заливке неармированных конструкций 15 2700
Релаксор С-3Р, Россия Суперпластификатор с противоморозными свойствами 0,5-2,5 25 850
Cementol Omega P, Словения Улучшающая водонепроницаемость 1-2,5 50 5350
Addiment BE2, Германия Состав для торкретированного нанесения смесей 2-4 5 3150
Addiment BE5, концентрат 1:4 Германия Противоморозная добавка, обеспечивает быстрое твердение и хорошую водонепроницаемость До 5 5 3360
Реламикс М2, Россия Ускоритель набора прочности для всех видов бетона, подходит для густоармированных конструкций 0,6-1 50 4200

3.Ускорители набора прочности и сроков схватывания

Ускоритель твердения бетона – комплексная добавка, оказывающая воздействие на бетонную смесь, активируя процесс гидратации клинкера, что ведет к более быстрому затвердеванию бетона.

В соответствие с ГОСТ 24211 ускорители набора прочности относятся к классу добавок, регулирующих кинетику твердения бетона. Добавки такого рода ускоряют процесс твердения бетонов и растворов и увеличивают прочность в возрасте первых суток нормального твердения на 30 % и более по сравнению с бездобавочным составом, а после тепловлажностной обработки – на 20 % и более соответственно. Эффективность их действия по ГОСТ 30459 оценивают по изменению прочности  в основных составах по сравнению с контрольным в установленные сроки твердения.

Механизм действия ускорителей заключается в том, что молекулы электролитов-солей, входящих в состав добавок, в воде распадаются на ионы. Присутствие некоторых ионов в воде затворения увеличивает скорость растворения минералов цемента и ускоряет твердение. Также эти ионы могут в воде образовывать комплексные соединения с продуктами гидратации цемента, увеличивая объем твердой фазы.

Область применения ускорителей компании «Полипласт»

— производство сборных изделий и конструкций из тяжелого и мелкозернистого бетона различного назначения с высокими требованиями к отпускной прочности;

— изготовление конструкций монолитных сооружений с повышенной степенью армирования и сложной конфигурацией с высокими требованиями к распалубочной прочности;

— производство легких бетонов, в том числе ячеистых.

Способ применения ускорителей компании «Полипласт»

Введение в состав бетонной смеси возможно производить различными методами:

-с первыми порциями воды затворения;

-в предварительно перемешанную бетонную смесь с частью (10-20%) воды затворения незадолго до окончания перемешивания. Данный способ позволяет получить больший пластифицирующий эффект.

Рекомендации по повышению эффективности применения

Применение ускорителей компании «Полипласт» допустимо при производстве товарного бетона при отсутствии высоких требований по сохраняемости бетонной смеси во времени и только после экспериментального подтверждения соответствия. 

Эффективность применения ускорителей компании «Полипласт»

Наименование Увеличение подвижности Сокращение воды затворения Экономия цемента Увеличение конечных прочностных характеристик Повышение прочности Улучшение свойств бетона Сокращение времени ТВО и вибрирования
1 сут 3 сут 28 сут
водонепроницаемость морозостойкость
Реламикс Т-2 П1-П5 до 25% 20-25% на 20% и выше 40-50% 40% 20% на 2 марки и более на 1 марку и более +
Реламикс М П1-П5 15-20% 15-20% на 20% и выше 40% 40-50% 20% на 2 марки и более на 1 марку и более +
Реламикс М2 П1-П5 15-20% 15-20% на 20% и выше 40% 40% 20% на 2 марки и более на 1 марку и более +
Реламикс ПК П1-П5 до 25% на 20% и выше на 20% и выше 30% 15-25% 20% на 2 марки и более на 1 марку и более +
Реламикс Торкрет Ускоритель схватывания бетонных смесей, наносимых методом торкретирования (набрызгивания), ускоряет время формирования первичной структуры бетона в 10 и более раз; обеспечивает распалубочную прочность через 2-3 часа, а механическую прочность 0,4 – 1,5 МПа через 3-5 часов.

на главную страницу раздела 

Ускорители и замедлители

Ускорители и замедлители

В производстве строительных изделий и конструкций из бетона и железобетона в ряде случаев возникает необходимость в интенсификации процессов твердения цементных композиций или их замедлению.

Замедление схватывания и твердения цементных композиций необходимо при бетонировании массивных конструкций или сооружений, особенно в жаркое время, при длительном времени транспортировки бетона, при отделке наружных стеновых панелей с применением метода обнажения декоративного крупного заполнителя и т.д.

Роль добавок-ускорителей схватывания цемента и твердения бетона заключается, в основном, в активизации процесса гидратации цемента, что приводит к ускоренному образованию продуктов гидратации, обладающих высокой прочностью. За счет ускорения твердения бетона можно снизить расход цемента, пара, увеличить оборачиваемость форм.

При использовании ускорителей твердения бетона при естественном твердении увеличивается скорость набора прочности в 3-4 раза, что позволяет через 24 часа с момента окончания формования получить бетон с 50-60% отпускной прочностью.

При применении ускорителей твердения для получения бетонов, подвергаемых пропариванию, в 2 раза сокращается продолжительность изотермического прогрева, либо на 20 % сокращается расход тепловой энергии, или на 10-15 % сокращается расход цемента.

Замедление схватывания и твердения цементных композиций необходимо при бетонировании массивных конструкций или сооружений, особенно в жаркое время, при длительном времени транспортировки бетона, при отделке наружных стеновых панелей с применением метода обнажения декоративного крупного заполнителя и т.д.

Материалы:

Delvo Crete
Система контроля гидратации, предназначенная для торкретирования бетона сухого и влажного приготовления, впрыскивания и заливки
Техническое описание Delvo Crete

Pozzolith 433
Замедлитель схватывания на основе сахарозы для товарных бетонных смесей
Техническое описание Pozzolith 433

X-SEED 100
Уникальный многофункциональный ускоритель набора прочностных характеристик для цементных материалов / основной компонент концепции Crystal Speed HardeningTM
Техническое описание X-SEED 100

Крупные заказчики нашей строительной химии >>

Ускоритель схватывания бетона, Ускоритель схватывания бетона, ускоритель твердения бетона, производство товарного бетона, бетоноукладка, сократить потребление цемента, уменьшить время схватывания в 3 раза, предотвратить появление сколов, добавка в бетон

Главная | Ускоритель схватывания бетона

Как ускорить схватывание бетона?

При нормальной влажности твердение бетона до марочной прочности достигается в течение 28 суток. В некоторых случаях при работе с бетонными и железобетонными конструкциями возникает необходимость в ускорении этого срока. К ускорению процесса твердения прибегают также в условиях бетонирования при низкой температуре.

Ускорение схватывания бетона осуществляется двумя основными способами:

● Внесением химических добавок, которые ускоряют время гидратации цемента и сокращают продолжительность технологического цикла.

● Изотермическим обогревом бетона, который позволяет максимально ускорить процесс бетонирования. Прогрев производят контактным способом, применяя щитовую или туннельную опалубку.

Оптимизация срока твердения с помощью химических добавок предоставляет ощутимые преимущества, в числе которых:

● Сокращение времени на бетонирование за счет увеличения скорости, необходимой для достижения прочности;

● Снижение продолжительности прогрева в два раза;

● Уменьшение расхода цемента на 10-15 процентов.

UniPell и его использование в бетонировании

Ускорители схватывания бетона оптимизируют процесс, однако при интенсификации схватывания важно сохранить показатели прочности итоговой конструкции. Хлористый кальций от компании Zirax позволяет упрочить бетон в короткие сроки: что облегчает процесс бетонирования при низких температурах.

В качестве отвердителя UniPell применяется в ряде сфер промышленности:

● производстве товарного бетона;

● изготовлении блоков с трубами;

● постройке железобетонных конструкций;

● бетоноукладке;

● производстве дорожного покрытия.

Ускоритель схватывания UniPell при использовании в соотношении 2% от массы вяжущего вещества позволяет достичь существенных результатов:

● сократить потребление цемента на 10%, не изменяя прочности;

● уменьшить время схватывания в 3 раза;

● сократить в 3 раза оборачиваемость форм;

● увеличить поверхностную прочность в 1,5 раза;

● предотвратить появление сколов, улучшая товарный вид;

● повысить предельную прочность на 10%;

● реанимировать лежалые цементы.

Отвердитель UniPell можно использовать в качестве защитной меры против влияния холодной погоды. При низких температурах вещество добавляется в бетон, способствуя сохранению его прочности и сокращая время, необходимое для защиты.

Как применяют отвердитель UniPell?

Продукт UniPell добавляется в виде раствора в смесительный барабан к воде, предназначенной для смешивания, или к заполнителям в количестве один к двум процентам. Хлористый кальций также может быть добавлен к перемешанному бетону перед выгрузкой, однако при этом необходимо, чтобы барабан смесителя сделал как минимум два десятка оборотов. Количество сухого кальция или эквивалентного количества раствора не должно превышать 2%.

Для товарного бетона добавление кальция осуществляется в установку для смешивания, если бетон необходимо выгрузить через час после старта смешивания. Рекомендуется добавлять хлористый кальций в воду, а не наоборот. Не стоит превышать рекомендуемую норму добавки.

 

— Растворите UniPell™ (*) в 2/3 объема воды, которую планируется использовать в замесе (например, если используется 300 л воды – растворяйте UniPell™ в 200 литрах).

 

* Используйте твердый гранулированный UniPell™ в объеме 2% от массы цемента для приготовления раствора затворения бетона. (Например, если замес делается на 100 кг цемента – используйте 2 кг UniPell™).

 

— Перемешайте.

— Долейте воду до полного объема и снова перемешайте. (При невозможности данных действий растворяйте UniPell™ в воде без каких-либо ограничений).

— Добавляйте в воду иные компоненты замеса согласно технологии или затворяйте иные компоненты (цемент, песок и пр.) полученным раствором UniPell™.

 

Использование меньшего количества недопустимо — UniPell™ перестает работать!

 

— Если ожидаемый результат не получен в следующем замесе увеличьте дозировку до 3% UniPell™ от массы цемента.

— Будьте готовы уложить раствор (бетон) в формы (в опалубку) или выработать иным способом (заливка, кладка кирпича и пр.) в течение 2 – 3 часов.

 

UniPell™ — эффективное решение для строительных компаний!

 

Влияние добавки UniPell™ на прочность бетона

 

Возраст бетона, (суток)

Относительная прочность бетона с добавкой UniPellТМ, % от R28 без добавок, на цементах марки М-400

на портландцементе

на шлакопортланд- и пуццоланововом портландцементе

без добавок

с добавкой UniPellТМ, %[1]

без добавок

с добавкой UniPellТМ, %

I

2

3

1

2

3

1

15

20

23

27

8

15

17

20

2

27

40

45

50

18

24

30

37

3

40

50

55

60

25

30

40

45

5

55

65

70

80

40

50

55

60

7

70

77

85

90

50

55

60

70

14

85

95

100

105

70

80

90

95

28

100

105

115

115

100

110

120

120

Увеличение прочности бетона в % при различных температурах твердения и добавке 2% UniPell™

Возраст бетона, суток

Процент увеличения прочности бетона при температуре, оС

+5

+15

+25

2

85

65

45

3

70

50

35

7

50

30

20

28

30

15

10

 

В приведенных таблицах данные представляют собой средние значения, выведенные из большого числа опытов, проведенных в лаборатории ускорения твердения бетона НИИЖБ. Кинетика роста прочности устанавливалась на бетонах, изготовленных из смесей подвижностью 6-8 см осадки конуса.

Часть 7 — Ускорители схватывания и твердения в технологии бетонов

6.9. Сводная информация по ускорению твердения бетона и пенобетона.

Для получения высокопрочных и быстротвердеющих бетонов применяют материалы высокого качества и ряд технологических приемов при изготовлении конструкций. Наиболее существенными из них являются:

1. Применение быстротвердеющих портландцементов высокой марки.

2. Добавки химических веществ – ускорителей схватывания и твердения цемента.

3. Мокрый или сухой домол цементов.

4. Применение жестких бетонных смесей.

5. Высокоэффективное смешение и гомогенизация компонентов бетонной смеси, а также применение вибросмесителей.

6. Предельно возможное снижение водоцементного соотношения.

7. Эффективное уплотнение бетонной смеси с применением разночастотного вибровоздействия, центрифугирования, вакуумирования и т.д.

8. Оптимизация гранулометрии заполнителей.

9. Применение промытых, фракционированных заполнителей из прочных пород.

10. Интенсификация гидратации цемента тепловлажностной обработкой.

11. Ускорение твердения бетона путем предварительного подогрева бетонной смеси

Применяя все или большинство из названных приемов, достаточно легко можно получить бетон, прочность которого в суточном возрасте составит не менее 200 – 400 кг/см2.

Наиболее простым (но не всегда наиболее эффективным) способом получения высокопрочных быстротвердеющих бетонов является введение в их состав химических модификаторов – ускорителей схватывания и твердения. Достаточно подробно наиболее распространенные ускорители были рассмотрены ранее. Но у приведенного описания, как и у практически всех остальных публикаций на эту тему, отсутствует один очень важный показатель, решающий можно сказать, согласно которому, можно было бы, особо не вникая во все тонкости, определиться с выбором той или иной добавки не погружаясь в научные (а подчас и псевдонаучные) дебри современного бетоноведения. Я имею в виду сводную характеристику степени эффективности хим. добавок.

Согласитесь трудно сделать какие либо выводы по результатам разрозненных исследований, если учесть их многофакторность. Разные исследователи применяют цементы, различающиеся по минералогии, тонине помола, нормальной густоте, количестве инертных добавок и т.д.; различные пропорции бетонов, различные водоцементные соотношения, различные условия уплотнения и твердения и т.д. и т.п.

Немаловажен также фактор профессионализма как при самом планировании и проведении экспериментов, так и при интерпретации их результатов. В последнее время коньюктурные интересы тех или иных исследований или целых научных школ не следует сбрасывать со счетов.

Глупо надеяться, что некий добрый дядя возьмется и проведет подобное обобщающее исследование по всем добавкам – трудозатраты полного комплексного сравнительно-оценочного исследования только шести добавок между собой занимает 400 человеко-дней в условиях первоклассно оборудованной лаборатории. И если они сейчас, где-либо, и проводятся, еще наивней полагать найти подобный отчет в открытой печати.

6.9.1 Сравнительно-оценочная характеристика добавок-ускорителей

И, тем не менее, результаты таких комплексных исследований мне найти удалось (см. Таблица …). Они были проведены в 50 – 60-х годах в НИИЖБ-е под эгидой Госстроя СССР и, к сожалению, касаются только нескольких ускорителей – наиболее распространенных, популярных и эффективных в технологии тяжелых бетонов. Причем “подписываются” под результатами не кто нибудь, а светила мирового бетоноведения — Сергей Андреевич Миронов и Лариса Алексеевна Малинина. Специалистам сами эти фамилии о многом скажут, а не специалистам ….. – поверьте на слово – этим исследователям можно всецело доверять. Не стали бы они никогда размениваться на какие либо подтасовки и коньюктурщину – авторитет не позволил бы. Другие люди, другое время — не там запятую поставил, – в тюрьму. (Вообще жутко люблю те, старые, добрые советские отчеты. Если человек чего не знает – он так и пишет. Если данный параметр или показатель не исследовался – честно ставит в таблице прочерк. Просто, ясно, доходчиво, с конкретным прицелом на практическую применимость. И без всей этой ядерно-магнитно-многофакторно-факториальной мишуры сдобренной “компьютерным анализом”. Иногда так и подмывает спросить – “Ты сам то хоть понял, что написал?”)

Таблица 691-1

Влияние химических добавок на ускорение твердения бетона на белгородском портландцементе при температуре +17оС

 

Вид добавки

 

Количество добавки, в % от веса цемента

 

Предел прочности при сжатии в возрасте

 

1 сутки

 

3 суток

 

28 суток

 

в кг/см2 (абсолютная)

 

в % (от марочной без добавок)

 

в кг/см2 (абсолютная)

 

в % (от марочной без добавок

 

в кг/см2 (абсолютная)

 

в % (от марочной без добавок

Без добавок (контроль)

0

102

26

263

63

418

100

Хлористый кальций — CaCl2

1

169

40

346

83

487

116

Хлористый натрий — NaCl

1

180

43

377

90

426

102

Азотнокислый натрий (селитра натриевая) — NaNo3

1

151

36

331

79

486

115

Сернокислый глинозем + хлористый кальций

3 + 1

158

38

350

84

583

140

Хлористый алюминий — AlCl3

1

153

37

250

60

420

100

Нитрат кальция (селитра кальциевая) — Ca(No3)2

3

150

36

340

79

478

114

То же

5

165

39

330

78

452

108

Примечание: Бетон был изготовлен состава 1 : 2 : 3.76 при В/Ц=0.43, жесткость смеси – 30 сек.

В несколько более поздней монографии С.А.Миронова приводятся столь же комплексные и достоверные исследования по влиянию некоторых добавок ускорителей на поведение бетонов при пропаривании (см. Таблица 691-2)

 

Таблица 691-2

 

Влияние различных добавок на прочность пропариваемых бетонов.

 

Добавка

 

Прочность, % от R28=39 МПа, через

 

вид

 

количество, % от массы цемента

 

0.5 ч

 

1 сут

 

28 сут

Контроль

0

53

62

91

Хлористый натрий NaCl

1

63

78

106

2

60

76

103

Нитрит натрия NaNO2

1

60

73

95

2

63

76

99

Сульфат натрия Na2SO4

1

66

68

92

2

64

70

91

Поташ K2S04

1

51

55

85

2

40

50

79

Сода K2CO3

1

45

52

84

2

37

42

61

Хлористый кальций СаС12

1

70

75

105

2

60

70

100

Нитрат кальция Ca(NO3)2

1

15

72

100

2

38

60

90

6

52

76

91

Хлористое железо FeCl3

1

14

49

86

1.5

8

36

75

Примечание: состав бетона 1:1.7:2.4:0.5 (цемент:песок:щебень:вода) приготовленного на гранитном щебне и песке с Мкр=2.1 и быстротвердеющем портландцементе Воскресенского завода. Режим пропаривания 2+2+4+1 при температуре 80оС.

Повышение прочности при небольших количествах добавок и, наоборот, понижение ее с их увеличением свидетельствует о том, что электролиты кроме химических реакций приводят к изменению скорости начальных физических процессов, в результате чего изменяются условия формирования структуры бетона

 

 

6.9.2 Влияние В/Ц на кинетику набора прочности бетонами

Уменьшение водоцементного соотношения значительно повышает интенсивность нарастания прочности бетона, особенно в первые сутки его твердения. Были исследованы бетоны нормального твердения на брянском портландцементе цементе М400 (см. Таблица 692-1)

Таблица 692-1

Прочность бетона на брянском портландцементе М400 в зависимости от В/Ц при нормальных температурах.

 

В/Ц бетонной смеси

 

Прочность бетона на сжатие (кг/см2), в зависимости от возраста (суток)

 

1

 

3

 

7

 

15

 

28

В/Ц=0.3

180

325

422

480

525

В/Ц=0.4

105

220

303

380

425

В/Ц=0.5

78

144

215

300

345

В/Ц=0.6

47

120

167

238

308

В/Ц=0.7

38

100

147

203

235

Примечание: Таблица была переведена из графических зависимостей с точностью +/- 1 кг/см2 (С.Р)

Из таблицы видно, что с уменьшением В/Ц повышается как темп набора прочности, так и её конечные, 28-ми суточные показатели. Причем становится возможным получить бетон прочностью даже выше чем марка цемента.

При малых В/Ц получаются жесткие и полужесткие смеси, которые весьма затруднительно подвергаются укладке и формовке. Пластификаторы и сперпластификаторы позволяют получать при малых В/Ц достаточно подвижные, вплоть до литых, бетонные смеси. Поэтому, если рассматривать проблему в этом ключе, то и модификация бетонов при помощи пластификаторов, по сути, не являющихся ускорителями, также очень эффективна.

Еще более наглядно влияние В/Ц отражается в графическом виде

Примечание: Для построения диаграммы использовался бетон на днепрдзержинском цементе.

На основании многочисленных экспериментальных данных проведенных в НИИЖБ-е была сформулирована зависимость соотношения прочности бетона по времени в зависимости от активности применяемого цемента и водоцементного соотношения (см. Таблица 692-2)

Таблица 692-2

Кинетика роста прочности бетона в зависимости от В/Ц

 

В/Ц

 

Прочность бетона, % от активности цемента в возрасте, сут

 

1

 

2

 

3

 

28

0.30

30

47

57

110

0.35

28

45

55

100

0.40

25

38

48

80

0.45

20

32

40

70

0.50

16

27

34

63

0.55

14

22

28

56

0.60

12

19

25

50

 

6.9.3 Уплотнение бетона, как фактор управления кинетикой набора прочности для прессованных и вибропрессованных бетонов.

 

Для достижения наибольшей плотности бетона при максимальном снижении В/Ц, следует также применять наиболее эффективные методы уплотнения бетонных смесей. Особенно эффективно данное мероприятие на цементах мокрого и сухого домола с сочетанием двух методов уплотнения – прессования и вибрации с последующим прессованием под давлением. В Таблице 693-1 приведены результаты испытания мелкозернистого (песчаного) бетона, уложенного с применением вибрации, прессования и вибропрессования.

Таблица 693-1

 

Прочность мелкозернистых бетонов, подвергавшихся различным методам уплотнения.

 

 

 

 

Метод уплотнения

 

В/Ц

 

Предел прочности при сжатии в кг/см2 в возрасте

 

Предел прочности при изгибе в кг/см2 в возрасте

 

1 суток

 

7 суток

 

28 суток

 

1 суток

 

7 суток

 

28 суток

Прессование под давлением 50 кг/см2

0.34

117

150

187

27

35

0.38

142

292

252

22

37

34

То же, 500 кг/см2

0.34

208

415

440

36

55

59

0.38

230

389

402

37

54

56

Вибрация с пригрузом 1 кг/см2

0.34

265

544

662

37

67

79

0.38

253

591

600

36

69

71

Вибрация с последующим прессованием под давлением 50 кг/см2

0.31

462

643

803

63

76

87

0.36

318

689

775

57

83

96

То же, под давлением 500 кг/см2

0.31

525

648

776

64

83

82

0.36

392

704

643

59

77

75

 

 

Как видно из этой таблицы, суточная прочность образцов уплотненных с совмещением вибрации и прессования, на 40 – 60% выше прочности образцов, уплотненных каким-либо одним из указанных методов. При этом заметно повышается и прочность на изгиб. Более тесные контакты между частицами и высокая степень уплотнения смеси с содержанием мелких фракций составляющих обуславливают развитие молекулярных сил сцепления. Практическое применение этих эффективных способов уплотнения бетонных смесей нашло в свое время отражение в технологии заводского изготовления железобетонных изделий на вибросиловых прокатных станах. Сейчас эта технология активно внедряется в производство вибропрессованных и вибро-гипер-прессованных кирпичей и элементов мощения.

 

6.9.4 Влияние домола цемента на прочностные характеристики бетонов.

В процессе всего развития цементной промышленности на протяжении многих десятилетий качество цемента повышалось за счет улучшения его минералогического состава, усовершенствования обжига клинкера и увеличения тонкости помола цемента.

Для выпуска изделий с повышенными требованиями к срокам твердения бетонных и железобетонных изделий, таких как производство пенобетона, элементов мощения, малых архитектурных форм, производство бетонных изделий по так называемой беспропарочной технологии крайне необходимы тонкомолотые цементы.

Одним из направлений получения быстротвердеющих и особобыстротвердеющих цементов — это увеличение удельной поверхности рядовых цементов, путем их домола на местах, в шаровых и вибромельницах.

Многочисленные исследования показывают, что наряду с общим увеличением тонины помола, обязательно следует регулировать и зерновой состав цементов. Оптимальной степени дисперсности цемента, обеспечивающей быстрое нарастание прочности в возрасте 1 – 3 суток и равномерное твердение бетона в последующем, отвечает следующий зерновой состав:

— мельче 5 мк — 25%

— от 5 до 40 мк — 10 – 15%

— свыше 40 мк — остальное

При таком зерновом составе цемента его удельная поверхность (по Товарову) будет составлять около 4500 – 5000 см2/г. Дальнейшее повышение содержания в портландцементе зерен меньше 5 мк может неблагоприятно отражаться на некоторых свойствах бетона. Количество фракции свыше 40 мк крайне необходимой для обеспечения длительной прочности и бетона, в некоторых технологиях, в частности в производстве пенобетона, можно безболезненно уменьшить в пользу размерности 5 – 40 мк. Чтобы при этом не произошло излишнего переизмельчения цемента и переобогащение его ультрамелкими фракциями, следует применять интенсификаторы помола способные влиять на гранулометрию (типа специально модифицированного “помольного” лигносульфоната – ЛСТМ-2)

В случае необходимости домола на строительных площадках и на заводах сборного железобетона – т.е. в местах непосредственного использования цемента, следует применять гораздо более эффективную схему помола в водной среде сразу в присутствии применяемых модификаторов для бетона. Эта схема не только менее энергоемка, но и позволяет значительно экономить химические модификаторы, а в некоторых случаях, при использовании помольных агрегатов, по своей энерговооруженности способных к механохимической модификации цементов, и получать новые эффективные вяжущие, с космическими, по сравнению с обычным цементом, характеристиками – т.н. ВНВ (вяжущие низкой водопотребности) и “глубокогидратированные” цементы.

Активизация цемента его мокрым домолом в вибромельницах достаточно полно и всеобъемлюще было изучено в 50 — 60-х годах. Огромная популярность вибродомола в то время была связана и с дефицитностью цемента вообще, а его высокомарочных модификаций, так в особенности. Вибромельницу или даже вибропомольный участок почитал за честь иметь каждый уважающий себя колхоз. Благо конструкция вибромельницы простая как табуретка и доступная к изготовлению в каждой мало-мальски оборудованной мастерской.

Индустриализация строительства перевела и производство стройматериалов на индустриальную основу. Мелкие вибропомольные установки уже стали не способны на равных тягаться с циклопичными, но очень экономичными, заводскими помольными агрегатами. Проблему усугубляло и колхозно-крестьянское мышление многих пользователей вибропомольных установок – установили по принципу — “шоб було”, а когда начали считать деньги, оказалось, что дорогой, но высокомарочный цемент с блестящими характеристиками по кинетике набора прочности просто не нужен в обычном строительстве. Можно сказать, что в то время строительная индустрия еще попросту не готова была достаточно эффективно распорядиться столь качественным цементом.

Производство пенобетонов немыслимо без качественных и высокомарочных цементов с “крутой” кинетикой набора прочности. Надежды на крупные цементные комбинаты так и останутся радужными надеждами пенобетонщиков – уж слишком мелок и привередлив потребитель для индустриальных гигантов. Никогда в жизни они не станут выпускать тонкомолотые цементы. Крупные партии тонкомолотых цементов все равно потеряют активность при транспортировке и хранении, а использование их в технологии тяжелых бетонов чревато потерей их долговечности. А мелкие партии выпускать просто экономически невыгодно. Выход видится в организации домола цементов на местах. Особенно это касается таких критичных к качеству цементов технологий, как пенобетонная. Влияние домола цементов отражено в Таблице 694-1

Таблица 694-1

Влияние удельной поверхности цемента на прочность раствора при нормальных условиях твердения.

 

Удельная поверхность в см2/г (по Товарову)

 

Прочность на сжатие в % от не домолотого цемента, через сутки

 

1 сутки

 

3 суток

 

28 суток

без домола

100

100

100

домол до 3500 см2/г

225

225

190

домол до 4000 см2/г

283

250

200

домол до 4500 см2/г

300

267

205

домол до 5000 см2/г

333

275

214

домол до 6000 см2/г

367

300

218

домол до 7000 см2/г

383

308

223

домол до 8000 см2/г

416

317

227

Примечание: Для приготовления испытательного раствора 1:3 с В/Ц=0.5 использовался цемент Николаевского завода.

Как видно из этих и множества аналогичных данных наибольший прирост во все сроки получается при домоле в течении первых 10 – 15 минут. Удельная поверхность за этот период увеличивается примерно на 1000 единиц. Увеличивая удельную поверхность, домол в этом случае восстанавливает активность цемента, частично утраченную за счет гидратации, карбонизации и комкования во время хранения и транспортирования. Дальнейшее увеличение удельной поверхности при домоле не дает такого значительного увеличения его активности, поэтому экономически не целесообразно.

Исследование зернового состава цементов, подвергнутых мокрому домолу в течении 10 минут, показало, что даже за столь короткий период содержание частиц размером до 10 мк увеличивается от 22 – 24 (в исходном цементе) до 50 – 55%. Скорость гидратации такого цемента, определяемая по количеству связанной воды, значительно увеличивается. Таким образом, домол цементов является очень эффективным средством ускорения его твердения. Он обеспечивает быстрое растворение минералов цементного клинкера и пересыщение раствора и увеличивает число центров кристаллизации в твердеющем цементном камне.

Еще более эффективен мокрый домол цементов с одновременным введением добавки ускорителя схватывания и твердения. Эффект от подобного введения хлористого кальция, например, отражен в Таблице 694-2

Таблица 694-2

Прочность бетона на портландцементах мокрого домола с одновременной добавкой хлористого кальция.

(при нормальных условиях твердения)

 

Тип портландцемента

 

Добавка CaCl2 в % от веса цемента

 

В/Ц

 

Жесткость смеси в сек

 

Предел прочности при сжатии в возрасте (суток)

 

1 сутки

 

2 суток

 

28 суток

 

кг/см2

 

в % от марочной без CaCl2

 

кг/см2

 

в % от марочной без CaCl2

 

кг/см2

 

в % от марочной без CaCl2

Высокоалюминатный

ПЦ-400 таузского завода

C3S – ???

C2S — ???

C3A — 9%

C4AF – ???

0

(простой домол в воде)

0.35

50

351

51

503

72

694

100

2

0.35

40

407

59

548

79

752

109

низкоалюминатный

ПЦ-400 завода “Комсомолец”

C3S — 62.7%

C2S — 16.4%

C3A — 3.4%

C4AF – 16.2%

0

 

(простой домол в воде)

0.33

45

206

38

414

76

542

100

2

0.33

35

364

67

501

92

651

120

2

0.36

15

295

54

425

78

540

100

Анализ таблицы 694-2 показывает, что домолотые в водной среде с добавками ускорителей высокоалюминатные цементы позволяют уже в первые сутки получить марочную прочность, а к 28-ми суткам значительно её превысить.

 

Применение бетонных смесей с малым В/Ц, использование быстротвердеющих цементов, домолотых цементов, а также применение ускорителей дают возможность в ряде случаев полностью отказаться от тепловой обработки бетонных изделий вообще. При этом все же нужно учитывать, что на интенсивность нарастания прочности быстротвердеющих бетонов на портландцементах с различным содержанием трехкальциевого алюмината и гипса существенно влияет и температура окружающей среды. С её понижением против нормальной на 2 – 12оС резко замедляется рост прочности бетона. Особенно в первые сутки твердения. В этой связи, для получения быстротвердеющих бетонов и в особенности пенобетонов, следует всячески стараться выдерживать изделия при температуре не ниже +20оС. А если, в силу погодных обстоятельств, пенобетон вызревает при пониженных температурах, можно воспользоваться простой зависимостью. В очень упрощенном виде она гласит: — Если принять суточную, к примеру, прочность бетона твердевшего при температуре +20оС за 100%, каждый градус ниже этой цифры дает снижение суточной прочности на 5%. Иными словами при температуре +10оС мы получим только половину суточной прочности достижимой при +20оС.

 

 

6.9.5 Ускорение твердения бетона и пенобетона путем предварительного разогрева бетонной смеси.

При производстве железобетонных элементов на полигонах, особенно при изготовлении массивных конструкций для промышленного строительства, в ряде случаев целесообразно применение т.н. “теплого” бетона. Оно позволяет организовать передвижные установки небольшой мощности для производства крупных железобетонных элементов без больших материальных затрат и в очень короткое время.

Сущность метода заключается в приготовлении теплой бетонной смеси и последующем сохранении тепла в бетоне в течение определенного времени после укладки его в форму.

В свое время ученые из ГДР провели специальные исследования по этому вопросу и установили оптимальные параметры применения теплого бетона при изготовлении сборных железобетонных конструкций. Основная цель применения теплого бетона — получение требуемой прочности в начальные сроки твердения.

По данным этих исследований, теплый бетон наиболее целесообразно получать путем нагревания заполнителей до 60 — 80°С, а в ряде случаев также и воды до +30°С. Температуру заполнителя устанавливают в зависимости от температуры наружного воздуха, температуры других составляющих смеси, а также возможных теплопотерь во время транспортирования.

Скорость нагрева заполнителей в значительной мере определяется их крупностью. Так, песок может быть нагрет до +60°С в среднем за 30 мин, фракции щебня 3 — 7 мм за 2 часа, а 7 — 15 мм — за 3 — 5 часов. Влажные заполнители нагреваются быстрее сухих.

Нагревают заполнители в сушильном барабане или в силосе. В качестве сушильных барабанов можно использовать конструкции, применяемые для нагревания щебня в дорожном строительстве. В силосах заполнители можно нагревать паром, поступающим туда через перфорированные трубы. Однако в этом случае влажность заполнителя будет неравномерной. Возможно также применение отопительных силосов. Однако сушильные барабаны имеют некоторые преимущества, так как заполнители в них нагреваются быстрее и равномернее. Кроме того, в них можно регулировать температуру нагрева. Для регулирования температуры бетона допускается также подогрев воды, однако, по результатам исследований, установлено, что её максимальная температура не должна превышать +30°С, а минимальная — +10°С. Для получения теплого бетона можно использовать портландцементы марок 400 и выше различного минералогического состава, а также шлакопортландцемент, содержащий не более 30% шлака. Процесс приготовления теплого бетона такой-же как и обычного. Перемешивать бетон рекомендуется в бетономешалках принудительного действия.

Для теплой бетонной смеси характерны сокращенные сроки схватывания. В связи с этим она должна быть уложена в формы и уплотнена в течение 30 мин с момента выхода из бетономешалки.

Как показали исследования, наиболее целесообразная температура бетонной смеси при выходе ее из бетономешалки +35 — 38° С. При нагреве до более высоких значений недобор прочности бетона, по сравнению с образцами нормального твердения, возрастает сильнее. Также значительно быстрее возрастает жесткость бетонной смеси, её уже не удается тщательно уплотнить, а это еще один фактор снижения марочной прочности. Если температура смеси значительно ниже +35°С, твердение бетона при этом ускоряется весьма незначительно. Поэтому такой его незначительный прогрев нельзя признать экономически оправданным.

Как показали опыты, применение теплого бетона эффективно лишь для малоподвижных и подвижных бетонных смесей при расходе цемента не менее 350 кг/м3. Исключительно из технологических соображений нельзя применять теплый бетон при изготовлении жестких бетонных смесей с низким водоцементным отношением (менее 0,35). Так, например, при нагреве до 40 — 45°С уже через 6 — 10 мин с момента приготовления бетонная смесь жесткостью 80 сек настолько теряет свою подвижность, что становится абсолютно непригодна для укладки.

Эффективность применения теплого бетона значительно повышается по мере увеличения активности цемента. Так, интенсивность твердения бетона на портландцементе марки 600 примерно на 30% больше, чем у бетона на портландцементе марки 400. Высокомарочные цементы не только высокоактивны, что уже само по себе обеспечивает более высокий темп твердения. Они выделяют также большое количество тепла, что приводит к повышению температуры бетона, способствующему ускорению темпа твердения бетона. Поэтому, чем выше марки цемента и больше расход его на кубометр бетона, тем выше эффект от применения теплого бетона. При расходе 400 — 700 кг/м3 высокомарочного портландцемента удается уже через 6 — 8 часов после укладки получить бетон с прочностью порядка 120 – 220 кг/см2, что вполне достаточно для распалубки и транспортирования сборных железобетонных элементов.

Сравнительный анализ нормального (+18оС) и теплого (+35оС) бетонов показывает, в возрасте 12 часов прочность теплого бетона на 80 — 100% выше, чем бетона нормального твердения. Однако уже через 1 — 3 суток прочность этих бетонов выравнивается, а в 28-суточном возрасте прочность теплого бетона примерно на 20% ниже, чем бетона нормального твердения. При нарушении технологии приготовления теплого бетона в ряде случаев недобор прочности может достигать 35%.

В связи с этим изделия из теплого бетона после распалубки должны подвергаться последующему увлажнению путем двух-трехкратного полива в течение первых суток водой при температуре не ниже +20°С. Зимой изделия из теплого бетона следует защищать от замерзания.

Эффективность применения теплого бетона в значительной степени определяется степенью сохранения в нем тепла на начальной стадии твердения. При этом, чем выше скорость охлаждения теплого бетона, тем более значителен недобор прочности к 28-суточному возрасту, по сравнению с бетоном нормального твердения.

Наибольший эффект дает выдерживание бетона в формах в течение 8 – 12 часов. Если опалубку снимают раньше, то бетон быстро охлаждается и приобретает невысокие значения прочности. При более поздних сроках распалубки теряется эффект от применения теплого бетона. Продолжительность твердения и его рекомендуемую температуру при этом отражает Таблица 695-1

Таблица 695-1

Рекомендуемые изменения температуры при твердении теплого бетона, в зависимости от времени выдержки.

 

 

Продолжительность твердения, часы

 

0

 

1

 

2

 

3

 

4

 

5

 

6

 

7

 

8

 

9

 

10

 

11

 

12

Рекомендуемая температура бетона, оС.

35

34

33

32

40

45

45

45

45

40

35

30

28

Для сохранения тепла целесообразно применять деревянные формы, обитые жестью, теплопроводность которых более низкая, чем металлических. Таблица 695-2 отражает разницу между температурой бетона в деревянной и стальной опалубках.

Таблица 695-2

Влияние материала опалубки на изменение температуры теплого бетона.

 

 

Вид материала опалубки

 

Температура в оС, в зависимости от продолжительность твердения в часах

 

1

 

2

 

3

 

4

 

5

 

6

 

7

 

8

 

9

Температура образца

дерево

35.0

33.5

33.0

36

38.5

40.5

41.5

41.0

40.5

сталь

35.0

31.0

27.0

25.0

24.0

23.0

23.5

24.0

24.0

Температура изделия

дерево

35.0

30.5

32.0

36.0

38.5

40.5

41.5

41.5

40

сталь

35.0

17.5

24.0

25.0

26.0

26.0

26.5

26.5

25.5

Примечание: в качестве “образца” использованы кубики 20 х 20 х 20 см. Размерность “изделия” в первоисточнике не уточняется

Из этой таблицы 695-2 явственно видно, что при использовании металлических форм следует обязательно применять теплоизоляцию – иначе температура бетона резко снижается и теряется весь эффект его ускоренного твердения. Особенно ярко это выражается как раз не в лабораторных образцах, а в натурных изделиях – из-за такой, казалось бы, мелочи, становится невозможным воспроизвести замечательные лабораторные эксперименты в натурных условиях. В случае производства пенобетона требования не столь жесткие – все таки его теплопроводность намного ниже традиционных тяжелых бетонов. Но и в этом случае следует минимизировать теплопотери любыми доступными способами.

Чтобы минимизировать теплопотери бетона, следует использовать его в производстве массивных конструкций, так как потери тепла в этих изделиях меньше, чем в тонких и плоских конструкциях. Ориентировочной минимально допустимой толщиной стенки при изготовлении изделий по этому методу можно считать 0,2 м. Если же толщина изготовляемых элементов будет меньше указанной величины, то изделия в форме должны подвергаться дополнительному прогреву.

Проводились также опыты и по совмещению теплого бетона с последующим его пропариванием. По их результатам можно сделать вывод, что экономичные короткие режимы последующего пропаривания уже мало отражаются на том прочностном потенциале, который дает разогретый бетон. При традиционном “длинном” пропаривании теряется смысл в предварительном разогреве бетона. Итог – нужно применять, что либо одно: или предварительный разогрев бетона с максимально возможным теплосохранением, или традиционные режимы ТВО.

Рассматривая т.н. “теплые бетоны” или бетоны, подвергаемые форсированному нагреву или саморазогреву следует обязательно отметить, что форсированная гидратация бездобавочных цементов чревата спадом марочной 28-суточной прочности. Объясняется это тем, что при повышенных температурах происходит слишком быстрое образование кристаллических сростков и коллоидных оболочек новообразований. Эти оболочки мешают дальнейшему углублению процессов гидратации минералов клинкера. Для устранения этого нежелательного явления следует обязательно предусмотреть введение в бетон активных кремнеземистых добавок – доменных шлаков, золы-уноса, и т.д. способных “поставлять” свободные гидроокиси кальция в систему, и тем самым нормализовать нежелательные процессы. В качестве самостоятельной или дополнительной меры можно применять и введение в бетон свободной гидроокиси кальция извне – в форме молотой извести, например.

Ускорители и замедлители схватывания и твердения цементных строительных смесей

Ускорители и замедлители схватывания и твердения цементных строительных смесей

Сроки схватывания и скорость твердения сухих строительных смесей являются основными характеристиками, определяющими условия их применения в строительстве.

Иначе говоря, понятие «сроки схватывания» может относиться только к цементу, в то время как для смесей цемента с различными наполнителями пользуются другими характеристиками.

Это:
— потеря пластичности;
— потеря подвижности;
— потеря удобоукладываемости.

Для характеристики потери пластичности растворных смесей строителями используется понятие «живучесть смёсёй». Оно заключает в себя не только определение времени загусте-вания растворной смеси, но также и определение максимального времени, по истечении которого может использоваться данный цементный раствор.

Показатели живучести раствора и его прочности зависят от следующих факторов:
— от характеристик использованного цемента;
— от характеристик заполнителя;
— наличия различных примесей и функциональных добавок;
— условий твердения: влажности и температуры.

Влияние всех этих факторов приводит к тому, что правильно приготовленная смесь бывает как медленно, так и быстро схватывающейся. В тех случаях, когда схватывание раствора по каким-либо причинам требуется замедлить или, наоборот, ускорить, применяют метод регулирования процесса гидратации цемента. Сроки схватывания и набирание прочности цементного раствора зависят от его состава, тонкости помола цемента и содержания частиц определенных фракций, а также содержания в цементе различных примесей.

Сроки схватывания цементного раствора в случае необходимости можно регулировать самим. Для этого в состав раствора вводят специальные добавки — ускорители или замедлители схватывания и твердения.

Необходимость использования ускорителей твердения появляется в следующих случаях:
— для ускорения схватывания растворов, применяемых при низких и отрицательных температурах; .
— при производстве восстановительных работ;
— при производстве смесей для усиления фундаментов инъекционными составами.

Необходимость использования замедлителей твердения и схватывания появляется в следующих случаях:
— при проведений работ в жаркий период года;
— при необходимости формования ослабленных фундаментов в жаркое время года,

Ускорители схватывания и твердения смесей на осног ве портландцемента представляют собой неорганические соли, соли орагнических кислот, а также продукты на их основе: K2C03, Na2S04, NaF, NaA102 и многие другие. В качестве ускорителей схватывания используют также форми-аты кальция и натрия, соединения, в составе которых присутствуют алюминаты кальция, оксиды и гидроксиды алюминия.

Распространенным приемом сокращения сроков схватывания смесей на основе портландцемента является введение щ в их состав алюминатных цементов и ускорителей схватывания на основе g-Al2Os.

Следует знать, что иногда использование ускорителей схватывания приводит к потере прочности раствора, поэтому правильный выбор ускорителя очень важен.

Читать далее:
Приготовление бетонного раствора и бетона
Свойства растворов
Xарактеристика строительных растворов
Физические свойства и характеристика строительных материалов
Хранение строительных материалов
Асбестоцементные материалы
Композиционные строительные материалы
Вяжущие материалы
Природные минеральные материалы
Cтроительные материалы для фундаментных работ


нанокремнезема в качестве ускорителей цементирования нефтяных скважин при низких температурах | SPE Drilling & Completion

Ускорители являются важными цементирующими добавками в глубоководных скважинах, где низкие температуры могут увеличить время ожидания цементирования (WOC), потенциально увеличивая стоимость операций. Ускорители схватывания цемента, традиционно используемые для сокращения времени WOC, представляют собой неорганические соли, такие как хлорид кальция (CaCl 2 ). Известно, что эти ускорители обладают потенциально отрицательным побочным эффектом увеличения проницаемости затвердевшего цемента.Нанокремнеземы, с другой стороны, могут быть выгодны по сравнению с обычными ускорителями схватывания цемента, поскольку они снижают проницаемость и повышают механическую прочность материалов на основе цемента. По этой причине известно, что нанокремнеземы являются особенно хорошими кандидатами в качестве материалов для замены традиционных солевых ускорителей.

В этом исследовании изучается возможность использования нанокремнезема различных размеров и размеров в качестве ускорителей гидратации цемента в условиях низких температур 59 ° F (15 ° C).Активности нанокремнезема здесь определены через их сравнительные преимущества по сравнению с традиционными ускорителями, а также через преимущества и недостатки различных нанокремнеземов, обусловленные их различными размерами и формами. Хотя известно, что гидратация цемента для нефтяных скважин ускоряется добавлением нанокремнезема, влияние формы частиц нанокремнезема на кинетику гидратации цемента ранее не исследовалось. Эксперименты по изотермической калориметрии, проведенные в этом исследовании, показывают, что как меньшие размеры частиц нанокремнезема увеличивают ускорение схватывания цемента, так и более высокие пропорции нанокремнезема.

Также исследовано влияние плотности суспензии на относительные достоинства CaCl 2 и нанокремнезема. В суспензиях обычного веса эффективность ускорения нанокремнезема, по-видимому, ниже, чем у CaCl 2 , особенно в раннем возрасте (≤ 3 дня). В легких суспензиях эффективность ускорения нанокремнезема может быть намного выше, чем у CaCl 2 , особенно с учетом средне- и долгосрочных свойств (≥ 2 дней). Меньшие размеры частиц и более высокое соотношение сторон усиливают ускоряющий эффект нанокремнезема.Также было исследовано развитие прочности на сжатие легких цементов для нефтяных скважин с ускорителями и без них. Легкие цементы, ускоренные с помощью нанокремнезема, показали прочность на сжатие в течение 7 дней на 136% выше, чем у цементов, ускоренных с помощью CaCl 2 .

Нанокремнеземы как ускорители цементирования нефтяных скважин при низких температурах | SPE Drilling & Completion

Ускорители являются важными цементирующими добавками в глубоководных скважинах, где низкие температуры могут увеличить время ожидания цементирования (WOC), потенциально увеличивая стоимость операций.Ускорители схватывания цемента, традиционно используемые для сокращения времени WOC, представляют собой неорганические соли, такие как хлорид кальция (CaCl 2 ). Известно, что эти ускорители обладают потенциально отрицательным побочным эффектом увеличения проницаемости затвердевшего цемента. Нанокремнеземы, с другой стороны, могут быть выгодны по сравнению с обычными ускорителями схватывания цемента, поскольку они снижают проницаемость и повышают механическую прочность материалов на основе цемента. По этой причине известно, что нанокремнеземы являются особенно хорошими кандидатами в качестве материалов для замены традиционных солевых ускорителей.

В этом исследовании изучается возможность использования нанокремнезема различных размеров и размеров в качестве ускорителей гидратации цемента в условиях низких температур 59 ° F (15 ° C). Активности нанокремнезема здесь определены через их сравнительные преимущества по сравнению с традиционными ускорителями, а также через преимущества и недостатки различных нанокремнеземов, обусловленные их различными размерами и формами. Хотя известно, что гидратация цемента для нефтяных скважин ускоряется добавлением нанокремнезема, влияние формы частиц нанокремнезема на кинетику гидратации цемента ранее не исследовалось.Эксперименты по изотермической калориметрии, проведенные в этом исследовании, показывают, что как меньшие размеры частиц нанокремнезема увеличивают ускорение схватывания цемента, так и более высокие пропорции нанокремнезема.

Также исследовано влияние плотности суспензии на относительные достоинства CaCl 2 и нанокремнезема. В суспензиях обычного веса эффективность ускорения нанокремнезема, по-видимому, ниже, чем у CaCl 2 , особенно в раннем возрасте (≤ 3 дня). В легких суспензиях эффективность ускорения нанокремнезема может быть намного выше, чем у CaCl 2 , особенно с учетом средне- и долгосрочных свойств (≥ 2 дней).Меньшие размеры частиц и более высокое соотношение сторон усиливают ускоряющий эффект нанокремнезема. Также было исследовано развитие прочности на сжатие легких цементов для нефтяных скважин с ускорителями и без них. Легкие цементы, ускоренные с помощью нанокремнезема, показали прочность на сжатие в течение 7 дней на 136% выше, чем у цементов, ускоренных с помощью CaCl 2 .

Нанокремнеземы как ускорители цементирования нефтяных скважин при низких температурах | SPE Drilling & Completion

Ускорители являются важными цементирующими добавками в глубоководных скважинах, где низкие температуры могут увеличить время ожидания цементирования (WOC), потенциально увеличивая стоимость операций.Ускорители схватывания цемента, традиционно используемые для сокращения времени WOC, представляют собой неорганические соли, такие как хлорид кальция (CaCl 2 ). Известно, что эти ускорители обладают потенциально отрицательным побочным эффектом увеличения проницаемости затвердевшего цемента. Нанокремнеземы, с другой стороны, могут быть выгодны по сравнению с обычными ускорителями схватывания цемента, поскольку они снижают проницаемость и повышают механическую прочность материалов на основе цемента. По этой причине известно, что нанокремнеземы являются особенно хорошими кандидатами в качестве материалов для замены традиционных солевых ускорителей.

В этом исследовании изучается возможность использования нанокремнезема различных размеров и размеров в качестве ускорителей гидратации цемента в условиях низких температур 59 ° F (15 ° C). Активности нанокремнезема здесь определены через их сравнительные преимущества по сравнению с традиционными ускорителями, а также через преимущества и недостатки различных нанокремнеземов, обусловленные их различными размерами и формами. Хотя известно, что гидратация цемента для нефтяных скважин ускоряется добавлением нанокремнезема, влияние формы частиц нанокремнезема на кинетику гидратации цемента ранее не исследовалось.Эксперименты по изотермической калориметрии, проведенные в этом исследовании, показывают, что как меньшие размеры частиц нанокремнезема увеличивают ускорение схватывания цемента, так и более высокие пропорции нанокремнезема.

Также исследовано влияние плотности суспензии на относительные достоинства CaCl 2 и нанокремнезема. В суспензиях обычного веса эффективность ускорения нанокремнезема, по-видимому, ниже, чем у CaCl 2 , особенно в раннем возрасте (≤ 3 дня). В легких суспензиях эффективность ускорения нанокремнезема может быть намного выше, чем у CaCl 2 , особенно с учетом средне- и долгосрочных свойств (≥ 2 дней).Меньшие размеры частиц и более высокое соотношение сторон усиливают ускоряющий эффект нанокремнезема. Также было исследовано развитие прочности на сжатие легких цементов для нефтяных скважин с ускорителями и без них. Легкие цементы, ускоренные с помощью нанокремнезема, показали прочность на сжатие в течение 7 дней на 136% выше, чем у цементов, ускоренных с помощью CaCl 2 .

Нанокремнеземы как ускорители цементирования нефтяных скважин при низких температурах | SPE Drilling & Completion

Ускорители являются важными цементирующими добавками в глубоководных скважинах, где низкие температуры могут увеличить время ожидания цементирования (WOC), потенциально увеличивая стоимость операций.Ускорители схватывания цемента, традиционно используемые для сокращения времени WOC, представляют собой неорганические соли, такие как хлорид кальция (CaCl 2 ). Известно, что эти ускорители обладают потенциально отрицательным побочным эффектом увеличения проницаемости затвердевшего цемента. Нанокремнеземы, с другой стороны, могут быть выгодны по сравнению с обычными ускорителями схватывания цемента, поскольку они снижают проницаемость и повышают механическую прочность материалов на основе цемента. По этой причине известно, что нанокремнеземы являются особенно хорошими кандидатами в качестве материалов для замены традиционных солевых ускорителей.

В этом исследовании изучается возможность использования нанокремнезема различных размеров и размеров в качестве ускорителей гидратации цемента в условиях низких температур 59 ° F (15 ° C). Активности нанокремнезема здесь определены через их сравнительные преимущества по сравнению с традиционными ускорителями, а также через преимущества и недостатки различных нанокремнеземов, обусловленные их различными размерами и формами. Хотя известно, что гидратация цемента для нефтяных скважин ускоряется добавлением нанокремнезема, влияние формы частиц нанокремнезема на кинетику гидратации цемента ранее не исследовалось.Эксперименты по изотермической калориметрии, проведенные в этом исследовании, показывают, что как меньшие размеры частиц нанокремнезема увеличивают ускорение схватывания цемента, так и более высокие пропорции нанокремнезема.

Также исследовано влияние плотности суспензии на относительные достоинства CaCl 2 и нанокремнезема. В суспензиях обычного веса эффективность ускорения нанокремнезема, по-видимому, ниже, чем у CaCl 2 , особенно в раннем возрасте (≤ 3 дня). В легких суспензиях эффективность ускорения нанокремнезема может быть намного выше, чем у CaCl 2 , особенно с учетом средне- и долгосрочных свойств (≥ 2 дней).Меньшие размеры частиц и более высокое соотношение сторон усиливают ускоряющий эффект нанокремнезема. Также было исследовано развитие прочности на сжатие легких цементов для нефтяных скважин с ускорителями и без них. Легкие цементы, ускоренные с помощью нанокремнезема, показали прочность на сжатие в течение 7 дней на 136% выше, чем у цементов, ускоренных с помощью CaCl 2 .

журналов открытого доступа | OMICS International

  • Дом
  • О нас
  • Открытый доступ
  • Журналы
    • Поиск по теме
        • Журнал открытого доступа
        • Acta Rheumatologica Журнал открытого доступа
        • Достижения в профилактике рака Журнал открытого доступа
        • Американский журнал этномедицины
        • Американский журнал фитомедицины и клинической терапии
        • Обезболивание и реанимация: текущие исследования Гибридный журнал открытого доступа
        • Анатомия и физиология: текущие исследования Журнал открытого доступа
        • Андрология и гинекология: текущие исследования Гибридный журнал открытого доступа
        • Андрология — открытый доступ Журнал открытого доступа
        • Анестезиологические коммуникации
        • Ангиология: открытый доступ Журнал открытого доступа
        • Летопись инфекций и антибиотиков Журнал открытого доступа
        • Архивы исследований рака Журнал открытого доступа
        • Архив расстройств пищеварения
        • Архивы медицины Журнал открытого доступа
        • Archivos de Medicina Журнал открытого доступа
        • Рак груди: текущие исследования Журнал открытого доступа
        • Британский биомедицинский бюллетень Журнал открытого доступа
        • Отчет о слушаниях в Канаде Журнал открытого доступа
        • Химиотерапия: открытый доступ Официальный журнал Итало-латиноамериканского общества этномедицины
        • Хроническая обструктивная болезнь легких: открытый доступ Журнал открытого доступа
        • Отчеты о клинических и медицинских случаях
        • Журнал клинической гастроэнтерологии Журнал открытого доступа
        • Клиническая детская дерматология Журнал открытого доступа
        • Колоректальный рак: открытый доступ Журнал открытого доступа
        • Косметология и хирургия лица Журнал открытого доступа
        • Акушерство и гинекология интенсивной терапии Журнал открытого доступа
        • Текущие исследования: интегративная медицина Журнал открытого доступа
        • Стоматологическое здоровье: текущие исследования Гибридный журнал открытого доступа
        • Стоматология Журнал открытого доступа, Официальный журнал Александрийской ассоциации оральной имплантологии, Лондонская школа лицевой ортотропии
        • Дерматология и дерматологические заболевания Журнал открытого доступа
        • Отчеты о случаях дерматологии Журнал открытого доступа
        • Диагностическая патология: открытый доступ Журнал открытого доступа
        • Неотложная медицина: открытый доступ Официальный журнал Всемирной федерации обществ педиатрической интенсивной и интенсивной терапии
        • Эндокринология и диабетические исследования Гибридный журнал открытого доступа
        • Эндокринология и метаболический синдром Официальный журнал Ассоциации осведомленности о СПКЯ
        • Эндокринологические исследования и метаболизм
        • Эпидемиология: открытый доступ Журнал открытого доступа
        • Европейский журнал спорта и науки о физических упражнениях
        • Доказательная медицина и практика Журнал открытого доступа
        • Семейная медицина и медицинские исследования Журнал открытого доступа
        • Лечебное дело: открытый доступ Журнал открытого доступа
        • Гинекология и акушерство Журнал открытого доступа, Официальный журнал Ассоциации осведомленности о СПКЯ
        • Отчет о гинекологии и акушерстве Журнал открытого доступа
        • Лечение волос и трансплантация Журнал открытого доступа
        • Исследования рака головы и шеи Журнал открытого доступа
        • Гепатология и панкреатология
        • Фитотерапия: открытый доступ Журнал открытого доступа
        • Анализ артериального давления Журнал открытого доступа
        • Информация о заболеваниях грудной клетки Журнал открытого доступа
        • Информация о гинекологической онкологии Журнал открытого доступа
        • Внутренняя медицина: открытый доступ Журнал открытого доступа
        • Международный журнал болезней органов пищеварения Журнал открытого доступа
        • Международный журнал микроскопии
        • Международный журнал физической медицины и реабилитации Журнал открытого доступа
        • JOP.Журнал поджелудочной железы Журнал открытого доступа
        • Журнал аденокарциномы Журнал открытого доступа
        • Журнал эстетической и реконструктивной хирургии Журнал открытого доступа
        • Журнал старения и гериатрической психиатрии
        • Журнал артрита Журнал открытого доступа
        • Журнал спортивного совершенствования Гибридный журнал открытого доступа
        • Журнал автакоидов и гормонов
        • Журнал крови и лимфы Журнал открытого доступа
        • Журнал болезней крови и переливания Журнал открытого доступа, Официальный журнал Международной федерации талассемии
        • Журнал исследований крови и гематологических заболеваний Журнал открытого доступа
        • Журнал отчетов и рекомендаций по костям Журнал открытого доступа
        • Журнал костных исследований Журнал открытого доступа
        • Журнал исследований мозга
        • Журнал клинических испытаний рака Журнал открытого доступа
        • Журнал диагностики рака Журнал открытого доступа
        • Журнал исследований рака и иммуноонкологии Журнал открытого доступа
        • Журнал онкологической науки и исследований Журнал открытого доступа
        • Журнал канцерогенеза и мутагенеза Журнал открытого доступа
        • Журнал кардиологической и легочной реабилитации
        • Журнал клеточной науки и апоптоза
        • Журнал детства и нарушений развития Журнал открытого доступа
        • Журнал детского ожирения Журнал открытого доступа
        • Журнал клинических и медицинских тематических исследований
        • Журнал клинической и молекулярной эндокринологии Журнал открытого доступа
        • Журнал клинической анестезиологии: открытый доступ
        • Журнал клинической иммунологии и аллергии Журнал открытого доступа
        • Журнал клинической микробиологии и противомикробных препаратов
        • Журнал клинических респираторных заболеваний и ухода Журнал открытого доступа
        • Журнал коммуникативных расстройств, глухих исследований и слуховых аппаратов Журнал открытого доступа
        • Журнал врожденных заболеваний
        • Журнал контрацептивных исследований Журнал открытого доступа
        • Журнал стоматологической патологии и медицины
        • Журнал диабета и метаболизма Официальный журнал Европейской ассоциации тематической сети по биотехнологиям
        • Журнал диабетических осложнений и медицины Журнал открытого доступа
        • Журнал экологии и токсикологии Журнал открытого доступа
        • Журнал судебной медицины Журнал открытого доступа
        • Журнал желудочно-кишечной и пищеварительной системы Журнал открытого доступа
        • Журнал рака желудочно-кишечного тракта и стромальных опухолей Журнал открытого доступа
        • Журнал генитальной системы и заболеваний Гибридный журнал открытого доступа
        • Журнал геронтологии и гериатрических исследований Журнал открытого доступа
        • Журнал токсичности и болезней тяжелых металлов Журнал открытого доступа
        • Журнал гематологии и тромбоэмболических заболеваний Журнал открытого доступа
        • Журнал гепатита Журнал открытого доступа
        • Журнал гепатологии и желудочно-кишечных расстройств Журнал открытого доступа
        • Журнал ВПЧ и рака шейки матки Журнал открытого доступа
        • Журнал гипертонии: открытый доступ Журнал открытого доступа, Официальный журнал Словацкой лиги против гипертонии
        • Журнал визуализации и интервенционной радиологии Журнал открытого доступа
        • Журнал интегративной онкологии Журнал открытого доступа
        • Журнал почек Журнал открытого доступа
        • Журнал лейкемии Журнал открытого доступа
        • Журнал печени Журнал открытого доступа
        • Журнал печени: болезни и трансплантация Гибридный журнал открытого доступа
        • Журнал медицинской и хирургической патологии Журнал открытого доступа
        • Журнал медицинских диагностических методов Журнал открытого доступа
        • Журнал медицинских имплантатов и хирургии Журнал открытого доступа
        • Журнал медицинской онкологии и терапии
        • Журнал медицинской физики и прикладных наук Журнал открытого доступа
        • Журнал медицинской физиологии и терапии
        • Журнал медицинских исследований и санитарного просвещения
        • Журнал медицинской токсикологии и клинической судебной медицины Журнал открытого доступа
        • Журнал метаболического синдрома Журнал открытого доступа
        • Журнал микробиологии и патологии
        • Журнал молекулярной гистологии и медицинской физиологии Журнал открытого доступа
        • Журнал молекулярной патологии и биохимии
        • Журнал морфологии и анатомии
        • Журнал молекулярно-патологической эпидемиологии MPE Журнал открытого доступа
        • Журнал неонатальной биологии Журнал открытого доступа
        • Журнал новообразований Журнал открытого доступа
        • Журнал нефрологии и почечных заболеваний Журнал открытого доступа
        • Журнал нефрологии и терапии Журнал открытого доступа
        • Журнал исследований нейроэндокринологии
        • Журнал новых физиотерапевтов Журнал открытого доступа
        • Журнал расстройств питания и терапии Журнал открытого доступа
        • Журнал ожирения и расстройств пищевого поведения Журнал открытого доступа
        • Журнал ожирения и терапии Журнал открытого доступа
        • Журнал терапии ожирения и похудания Журнал открытого доступа
        • Журнал ожирения и метаболизма
        • Журнал одонтологии
        • Журнал онкологической медицины и практики Журнал открытого доступа
        • Журнал онкологических исследований и лечения Журнал открытого доступа
        • Журнал трансляционных исследований онкологии Журнал открытого доступа
        • Журнал гигиены полости рта и здоровья Журнал открытого доступа, Официальный журнал Александрийской ассоциации оральной имплантологии, Лондонская школа лицевой ортотропии
        • Журнал ортодонтии и эндодонтии Журнал открытого доступа
        • Журнал ортопедической онкологии Журнал открытого доступа
        • Журнал остеоартрита Журнал открытого доступа
        • Журнал остеопороза и физической активности Журнал открытого доступа
        • Журнал отологии и ринологии Гибридный журнал открытого доступа
        • Журнал детской медицины и хирургии
        • Журнал по лечению боли и медицине Журнал открытого доступа
        • Журнал паллиативной помощи и медицины Журнал открытого доступа
        • Журнал периоперационной медицины
        • Журнал физиотерапии и физической реабилитации Журнал открытого доступа
        • Журнал исследований и лечения гипофиза
        • Журнал беременности и здоровья ребенка Журнал открытого доступа
        • Журнал профилактической медицины Журнал открытого доступа
        • Журнал рака простаты Журнал открытого доступа
        • Журнал легочной медицины Журнал открытого доступа
        • Журнал пульмонологии и респираторных заболеваний
        • Журнал редких заболеваний: диагностика и терапия
        • Журнал регенеративной медицины Гибридный журнал открытого доступа
        • Журнал репродуктивной биомедицины
        • Журнал сексуальной и репродуктивной медицины подписка
        • Журнал спортивной медицины и допинговых исследований Журнал открытого доступа
        • Журнал стероидов и гормональной науки Журнал открытого доступа
        • Журнал хирургии и неотложной медицины Журнал открытого доступа
        • Журнал хирургии Jurnalul de Chirurgie Журнал открытого доступа
        • Журнал тромбоза и кровообращения: открытый доступ Журнал открытого доступа
        • Журнал заболеваний щитовидной железы и терапии Журнал открытого доступа
        • Журнал традиционной медицины и клинической натуропатии Журнал открытого доступа
        • Журнал травм и лечения Журнал открытого доступа
        • Журнал травм и интенсивной терапии
        • Журнал исследований опухолей Журнал открытого доступа
        • Журнал исследований и отчетов по опухолям Журнал открытого доступа
        • Журнал сосудистой и эндоваскулярной терапии Журнал открытого доступа
        • Журнал сосудистой медицины и хирургии Журнал открытого доступа
        • Журнал женского здоровья, проблем и ухода Гибридный журнал открытого доступа
        • Журнал йоги и физиотерапии Журнал открытого доступа, Официальный журнал Федерации йоги России и Гонконгской ассоциации йоги
        • La Prensa Medica
        • Контроль и ликвидация малярии Журнал открытого доступа
        • Материнское и детское питание Журнал открытого доступа
        • Медицинские и клинические обзоры Журнал открытого доступа
        • Медицинская и хирургическая урология Журнал открытого доступа
        • Отчеты о медицинских случаях Журнал открытого доступа
        • Медицинские отчеты и примеры из практики открытый доступ
        • Нейроонкология: открытый доступ Журнал открытого доступа
        • Медицина труда и здоровье Журнал открытого доступа
        • Радиологический журнал OMICS Журнал открытого доступа
        • Отчеты о онкологии и раковых заболеваниях Журнал открытого доступа
        • Здоровье полости рта и лечение зубов Журнал открытого доступа Официальный журнал Лондонской школы лицевой ортотропии
        • Отчеты о заболеваниях полости рта Журнал открытого доступа
        • Ортопедическая и мышечная система: текущие исследования Журнал открытого доступа
        • Отоларингология: открытый доступ Журнал открытого доступа
        • Заболевания поджелудочной железы и терапия Журнал открытого доступа
        • Педиатрическая помощь Журнал открытого доступа
        • Скорая педиатрическая помощь и медицина: открытый доступ Журнал открытого доступа
        • Педиатрия и медицинские исследования
        • Педиатрия и терапия Журнал открытого доступа
        • Пародонтология и протезирование Журнал открытого доступа
        • Психология и психиатрия: открытый доступ
        • Реконструктивная хирургия и анапластология Журнал открытого доступа
        • Отчеты в рака и лечения
        • Отчеты в маркерах заболеваний
        • Отчеты в исследованиях щитовидной железы
        • Репродуктивная система и сексуальные расстройства: текущие исследования Журнал открытого доступа
        • Исследования и обзоры: Journal of Dental Sciences Журнал открытого доступа
        • Исследования и обзоры: медицинская и клиническая онкология
        • Исследования и отчеты в гастроэнтерологии Журнал открытого доступа
        • Исследования и отчеты в области гинекологии и акушерства
        • Кожные заболевания и уход за кожей Журнал открытого доступа
        • Хирургия: текущие исследования Официальный журнал Европейского общества эстетической хирургии
        • Трансляционная медицина Журнал открытого доступа
        • Травмы и неотложная помощь Журнал открытого доступа
        • Тропическая медицина и хирургия Журнал открытого доступа
        • Универсальная хирургия Журнал открытого доступа
        • Всемирный журнал фармакологии и токсикологии

Set Cement — обзор

Цементный раствор и затвердевший цемент, который окончательно формируется, должны соответствовать особым требованиям, чтобы обеспечить безопасность работы и улучшить качество цементирования.Характеристики, которые необходимо измерить, включают плотность цементного раствора, время загустевания цементного раствора, реологические свойства цементного раствора, потери на фильтре цементного раствора, содержание свободной воды в цементном растворе (просачивание цементного раствора), прочность на сжатие затвердевшего цемента и затвердевшего цемента. проницаемость. Сформулированы методы испытаний и стандарты этих свойств. В полевых условиях обычно измеряются первые шесть параметров, и в настоящее время нет необходимости измерять проницаемость затвердевшего цемента.

1.

Плотность цементного раствора.

Плотность цементного раствора означает вес цементного раствора на единицу объема. Она должна быть выше плотности бурового раствора в скважине, но не должна нарушать пласт, а также должна обеспечивать прочность затвердевшего цемента и текучесть цементного раствора. Другие свойства цементного раствора и затвердевшего цемента также тесно связаны с плотностью цементного раствора. В нормальных условиях, чтобы обеспечить как прочность затвердевшего цемента, так и текучесть цементного раствора, а также упростить регулирование других свойств, плотность цементного раствора обычно равна 1.80–1,90 г / см 3 и намного выше, чем у бурового раствора.

2.

Время загустевания цементного раствора

При непрерывной гидратации цемента цементный раствор постоянно густеет до тех пор, пока не теряет текучесть. Чтобы обеспечить безопасность во время операции цементирования и обеспечить перекачку цементного раствора в желаемое место в затрубном пространстве в скважине, цементный раствор должен сохранять свою текучесть в течение определенного времени. Время загустевания цементного раствора может быть измерено с помощью консистометра под давлением, который может моделировать условия температуры и давления в скважине.Когда условия скважинной температуры и давления моделируются с помощью консистометра под давлением, продолжительность от начала нагрева и повышения давления цементного раствора до достижения консистенции цементного раствора 100 Bc (единица консистенции Бердена) известна как время загустевания цементного раствора, которое должен обеспечивать завершение цементирования и иметь определенный запас прочности. И наоборот, после определения времени загустевания цементного раствора вся операция цементирования должна быть завершена в течение указанного времени; в противном случае цементный раствор не может быть возвращен в заданное место в затрубном пространстве.

3.

Реологические свойства цементного раствора

Реологические свойства цементного раствора означает свойство деформации потока цементного раствора под действием приложенного напряжения сдвига и могут быть измерены с помощью реологического параметра, связанного с реологическим режимом . Реологические свойства цементного раствора должны быть благоприятными для повышения эффективности вытеснения бурового раствора цементным раствором (то есть степени вытеснения бурового раствора цементным раствором).Кроме того, реологические свойства цементного раствора также используются для расчета потери циркуляции на трение в процессе цементирования, чтобы предотвратить утечку в стволе скважины и рационально выбрать рабочее оборудование.

4.

Потери на фильтре цементного раствора

Потери на фильтре цементного раствора означает, что свободная вода в цементном растворе попадает в пласт через стенку ствола скважины. Большой объем потерь цементного раствора на фильтре приведет к быстрому сгущению цементного раствора, снижению текучести цементного раствора и даже к несчастному случаю, когда цементный раствор не может быть перемещен в заданное место в затрубном пространстве.Фильтрат, попадающий в нефтегазовый пласт, может вызвать повреждение пласта.

Потери на фильтре цементного раствора показаны как общий объем потерь на фильтре за 30 минут. В принципе, фильтрующие потери цементного раствора должны быть как можно меньше; однако добавки, используемые для регулирования потерь на фильтре цементного раствора, могут, как правило, влиять на реологические свойства, время загустевания, прочность на сжатие и так далее; таким образом, следует идти на компромиссные исследования и искать компромисс.Как правило, фильтрующие потери цементного раствора должны составлять 100–200 мл / 30 мин при цементировании обсадной колонны; 50–150 мл / 30 мин для цементирования или цементирования хвостовика; 20–40 мл / 30 мин для предотвращения газообразования; и менее 50 мл / 30 мин в условиях цементного раствора высокой плотности.

5.

Вытекание цементного раствора

В статическом процессе вытекание цементного раствора означает выпадение свободной воды из цементного раствора и образование непрерывной водной фазы.Объем свободной воды, выпавшей на единицу объема цементного раствора, — это просто содержание свободной воды в цементном растворе (то есть утечка цементного раствора). Вытекание цементного раствора в значительной степени отражает стабильность оседания цементного раствора. Чрезмерное вытекание цементного раствора приведет к неравномерному распределению плотности цементного раствора и непостоянной прочности затвердевшего цемента. Скважинный продольный водяной канал, образующийся в результате стравливания, влияет на герметизирующие свойства кольцевого пространства.В наклонно-направленной или горизонтальной скважине, если просачивание цементного раствора не контролируется, непрерывный водяной канал может легко образоваться на верхней стороне затрубного пространства и серьезно повлиять на схватывание и качество герметизации. Следовательно, просачивание цементного раствора следует в максимально возможной степени контролировать и выбирать как можно более низкий слив. Цементный раствор без утечки следует применять в наклонно-направленных или горизонтальных скважинах.

6.

Прочность на сжатие затвердевшего цемента

Механические свойства затвердевшего цемента исследуются путем испытания прочности на сжатие затвердевшего цемента.Сила, которую затвердевший цемент может выдержать на единице площади под действием давления перед разрывом, известна как прочность на сжатие затвердевшего цемента.

Прочность затвердевшего цемента с инженерной точки зрения должна соответствовать следующим требованиям:

a.

Корпус подшипника. Исследования показывают, что прочность на сжатие затвердевшего цемента, которая требуется для обсадной колонны, низкая и составляет всего 0,7 МПа, что обычно может быть выполнено.

б.

Опора на ударную нагрузку при сверлении.Ударная нагрузка, действующая на обсадную колонну и затвердевший цемент, зависит от технологии бурения. Перед тем, как нагнетающая давление часть бурильной колонны выйдет из башмака обсадной колонны, необходимо контролировать вес долота и скорость вращения, чтобы уменьшить ударную нагрузку, действующую на обсадную колонну и цементную оболочку.

г.

Отвечает требованиям кислотной обработки и гидроразрыва пласта. Во время кислотной обработки или гидроразрыва слабым звеном участка цементирования является прочность консолидации между цементной оболочкой и стенкой ствола скважины и между цементной оболочкой и обсадной колонной, но не в самом затвердевшем цементе.В общем, когда прочность затвердевшего цемента высока, прочность уплотнения между цементной оболочкой и стенкой ствола скважины и между цементной оболочкой и обсадной колонной также высока. Однако метод испытания прочности уплотнения не определен в соответствующих стандартах. Возможно, это связано с трудностью моделирования скважинных условий для проверки прочности уплотнения (особенно прочности уплотнения между цементной оболочкой и стенкой скважины).

7.

Установленная проницаемость цемента

Установленная проницаемость цемента означает способность прохождения жидкости, допускаемую затвердевшим цементом.Очевидно, что проницаемость затвердевшего цемента должна быть в полной мере низкой, чтобы обеспечить изоляцию. На практике проницаемость затвердевшего цемента в большинстве случаев ниже 1 × 10 −5 мкм 2 . Анализ показывает, что проблема зональной изоляции не очевидна, если принимать во внимание только проницаемость как таковую; однако наличие микрозазоров между затвердевшим цементом и обсадной колонной или между затвердевшим цементом и стенкой скважины может серьезно повлиять на эффективную изоляцию.

Конструкция цементного раствора — PetroWiki

Свойства портландцемента часто необходимо изменять, чтобы соответствовать требованиям конкретной скважины.Эти модификации достигаются путем смешивания химических соединений, обычно называемых добавками, которые эффективно изменяют химию гидратации.

Обзор добавок

Обзор наиболее распространенных цементирующих добавок приведен в Таблица 1 . [1]

  • Таблица 1 — Сводная информация о добавках для цементирования для нефтяных скважин

В таблице также указаны основные области применения и преимущества, а также цементы, с которыми они могут использоваться.Основное влияние добавок к цементу на физические свойства цемента, будь то суспензия или затвердевший раствор, представлено в таблице , таблица 2 . [1] Это краткий справочник, и отдельные добавки в данной категории могут не соответствовать в целом с указанными эффектами. Он также обычно определяется для отдельных добавок, свойства и эффекты которых могут быть изменены при использовании комбинаций добавок.

  • Таблица 2 — Влияние цементных добавок на физические свойства цемента

Многие химические соединения доказали свою эффективность в изменении свойств портландцементных растворов.Эти соединения, когда они используются по отдельности, будут иметь преимущественное влияние на цементный раствор, который считается полезным. Они также будут демонстрировать по крайней мере одну вторичную характеристику, которая может быть либо полезной, либо вредной для эксплуатационных свойств цементного раствора. Эффекты добавок уменьшаются или усиливаются за счет модификации добавки или использования дополнительных добавок. Для большинства требований в скважине требуется более одной добавки. Эта компромиссная взаимосвязь между добавками является основой конструкции цементного раствора.

Влияние добавок

Реакция этих добавок с цементом и взаимодействие между ними химически недостаточно четко определено. Фактически известно физическое влияние этих добавок на эксплуатационные свойства суспензии. Измеряемые эксплуатационные характеристики суспензии включают:

  • Время загустевания
  • Прочность на сжатие
  • Реология
  • Потеря жидкости
  • Свободная жидкость
  • Стабильность суспензии

Цемент, произведенный в соответствии с требованиями Американского нефтяного института (API) по глубине и температуре, можно приобрести в большинстве нефтедобывающих регионов мира.Любой правильно сделанный портландцемент (постоянный от партии к партии) можно использовать при температурах до 570 ° F. Например, цемент класса H с соответствующими добавками обычно используется на глубинах до 20 000 футов.

В дополнение к цементу, другие факторы, такие как правильная температура циркуляции забоя скважины (BHCT), должны быть приняты во внимание при проектировании цементного раствора для удовлетворения требований скважины. При составлении цементного раствора проектировщик должен учитывать не только температуру, но и другие скважинные условия, такие как проницаемость и водочувствительность пластов.

Жидкий раствор должен быть разработан для конкретного применения с хорошими свойствами, позволяющими размещать его в нормальный период времени. Идеальный цементный раствор должен:

  • Нет измеряемой свободной воды
  • Обеспечьте адекватный контроль водоотдачи
  • Содержат соответствующий замедлитель схватывания, чтобы обеспечить правильное размещение
  • Поддерживайте стабильную плотность для обеспечения гидростатического контроля.

Не добавляйте диспергаторы или замедлители схватывания в количестве, превышающем количество, указанное в условиях ствола скважины, и обеспечьте достаточный контроль водоотдачи для размещения цемента до его гелеобразования.

На дизайн суспензии влияют следующие критерии:

  • Глубина скважины
  • Качество смешанной воды
  • BHCT
  • Контроль водоотдачи
  • (определите аббревиатуру) BHST
  • Режим потока
  • Гидростатическое давление бурового раствора
  • Отстойная и бесплатная вода
  • Тип бурового раствора
  • Качество цемента
  • Плотность суспензии
  • Сухие или жидкие добавки
  • Прекращено обращение
  • Развитие силы
  • Потенциал миграции газа
  • Качество испытаний цемента
  • Время откачки
  • Лаборатория и оборудование

При оценке времени работы учитывайте время перемешивания на поверхности, особенно если работа будет смешиваться партиями.Рассчитайте фактическое время работы, используя объем раствора и среднюю скорость вытеснения. Ограничьте время устранения неполадок от 1 до 1,5 часов. Чтобы рассчитать приблизительное время загустевания суспензии, добавьте к рабочему времени от 1 до 1,5 часов.

Категории добавок

Добавки, используемые для изменения свойств цементных растворов для использования при цементировании нефтяных скважин, делятся на следующие широкие категории:

Спрос на новые присадки со специальными свойствами и настроенными характеристиками продолжает расти.Эти требования включают:

  • Диапазон плотности нанесения
  • Температурная стабильность
  • Экономика
  • Диапазон вязкости
  • Сингулярная функция
  • Многофункциональный
  • Скорость растворимости
  • Синергизм с дополнительными добавками
  • Устойчивость к изменчивости цемента

Ссылки

  1. 1.0 1.1 Smith, D.

Вам может понравится

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *