Область применения цемента М100

Область применения цемента М100

Наполнителем к любой марки цемента служит песок, в результате такого соединения получается сложный смешанный раствор. Для получения прочного состава должны использоваться качественные и чистые ингредиенты.

Кроме песка в качестве заполнителя могут выступать сульфатная и гранитная пыль или шлаки мелкой фракции.

На строительном рынке не пользуется повышенным спросом цемент М100, технические характеристики указывают на его низкое качество.

Описание и характеристики цемента

Как и у высококачественных аналогов, в составе цемента М100 содержится мелкоизмельченный клинкер, который обладает вяжущими свойствами. Марка цемента является показателем прочности — М100 может выдерживать нагрузку не более 100 кг на 1 кв. см.

В состав цементного раствора М 100 входят:

• вяжущий ингредиент;
• песок или другие виды заполнителей;
• вода.

Повысить прочность раствора можно с помощью пластификатора. Соотношение компонентов выбирается в зависимости от требуемой прочности раствора, чем большее количество связующего, тем прочнее полученная смесь.

Для чего используется цемент М100

Несмотря на то, что сухой цемент М100 имеет низкое качество, он нашел применение в коммерческом и индивидуальном строительстве. Главной причиной его востребованности является доступная цена. По сравнению с высокими марками цемент М100 производители предлагают по более низкой стоимости, что в значительной мере сказывается на его спросе.

Строительный материал подходит для:

• выполнения ремонтных и отделочных работ;
• создания стяжки полов на начальном этапе черновых работ;
• кирпичной кладки — внутренние перегородки и стены;
• оштукатуривания;
• выравнивания стен и заделки выбоин.

Работы должны проводиться в сухих помещениях, но, если окружающая среда имеет повышенную влажность, тогда количество цемента в процентном отношении увеличивается. Приобретая цемент М100, желательно посоветоваться с профессионалами для чего он будет применять, и какое соотношение компонентов лучше выбрать, чтобы готовый раствор получил необходимую прочность. О цементе М150 читайте тут.

Цемент П ЦТ 100

Главным отличием цемента ПТЦ 100 от ПТЦ 50 является показатель прочности. В данной марке прочность очень низкая, поэтому применение строительного материала ограничено. Цемент ПТЦ 100 при взаимодействии с водой образует пластичную массу, которую называют цементным тестом. В результате затвердевания получается прочный камень.

Разновидностью самого востребованного строительного материала является цемент тампонажный ПТЦ 100, который изготавливается по технологии тонкого измельчения клинкера КТ-1 (100%). Основная область применения — это бетонирование газовых и нефтяных скважин, строительство подземных сооружений. Существует два вида материалов, предназначенных для скважин:

• холодных, в которых температура окружающей среды составляет до -40°С;
• горячих — с температурой до +75°С.

Совет! Цементное тесто готовится с добавлением 40-50% воды и используется для создания изоляции между двумя слоями: нефтеносным и водоносным.

С техническими характеристиками цемента М200 можно познакомится в этой статье.

Где и по какой цене можно купить цемент М100 и ПЦТ 100?

Заводская упаковка представляет собой прочный бумажный мешок весом 25 или 50 кг. Стоимость цемента ПЦТ 100 ниже по сравнению с высококачественными аналогами и составляет примерно от 107,5/215,0 до 137,5/275 рублей. Сам же цемент 100 марки предлагается от 3000 рублей за куб.

Несмотря на то, что на строительном рынке предпочтение отдается качественной продукции, но невозможно обойтись и без товара низкого качества, который предназначен удешевлять строительство. Главное использовать такой материал в соответствии с его техническими характеристиками там, где нет больших нагрузок и повышенной влажности. О цементе М800 узнайте здесь.

Классификация цементов

В результате исследований, направленных на поиск гидравлического цемента, который мог бы использоваться под водой, ученые обнаружили, что известковый раствор из загрязненных известняков превосходит по свойствам растворы из чистых известняков. На основании этого открытия проводился обжиг смесей известковых и глиноземистых материалов. Так был разработан запатентованный процесс получения материала, известного под названием портландцемент и напоминающего бетон, производимый на острове Портланд у берегов Англии.

Портланд-цементы, используемые для цементирования нефтяных скважин, характеризуются классом по API. Нормальным градиентом температур по API считается 1,5°F на 100 фут. (0,8°С на 30 м) глубины.

Большая часть работ по цементированию скважин выполняется с использованием заранее подготовленных систем силосов, а не перетаскиванием вручную мешков с цементом. Системы с силосами позволяют рабочим готовить и поставлять смеси, специально предназначенные для любых конкретных условий скважины. Это достигается введением добавок в цементы классов А, В, G или Н по API. Одни добавки замедляют, а другие ускоряют схватывание цементного раствора. Различные добавки могут также выполнять следующие функции:

• сокращать плотность раствора;

• увеличивать объем раствора;

• увеличивать время загустевания и связанное с ним время схваты-вания;

• сокращать время ожидания затвердевания цементного раствора и увеличивать начальную прочность;

• предотвращать преждевременное обезвоживание;

• повышать плотность раствора для противодействия
давлению.

Цементы для направляющей трубы и кондуктора находятся при более низких температурах и нуждаются в ускорителе, способствующем схватыванию цемента и сокращающем время затвердевания.

Для глубоких скважин замедлители схватывания увеличивают диапазон перекачиваемости цемента. Основным фактором, управляющим использованием дополнительных замедлителей, является температура забойной зоны. По мере повышения температуры реакция между цементом и водой ускоряется. Это сокращает время загустевания цемента и снижает перекачиваемость. Некоторое влияние оказывает давление, но повышение температуры на каких-то 10°С может означать переход от успешного к безуспешному проведению цементирования.

Облегчающие добавки снижают плотность раствора. Утяжеляющие добавки применяются, когда ожидаются ненормально высокие давления.

Потери бурового раствора — обычное осложнение при бурении, но эта же проблема может возникнуть и при цементировании. Поэтому может оказаться необходимым использовать цементы, содержащие добавки для борьбы с поглощением.

Замешивание добавок для низкой водоотдачи в цементы для нефтяных скважин для снижения скорости фильтрации аналогично технологиям, применяемым в случае буровых растворов. Добавки для снижения потерь флюида иногда используют в цементировании выдавливанием и в цементировании высоких колонн, например глубоко расположенных колонн-хвостовиков.

В отличие от практики закачивания буровых растворов, для достижения более полного вымывания глины из кольцевого зазора поток цемента должен быть турбулентным. Цементные растворы более низкой вязкости переходят в турбулентный режим потока при более низких скоростях закачки. Это сокращает скорости циркуляции и дает возможность подачи турбулентного потока цемента при давлении ниже давления разрушения пласта. Добавки для снижения трения помогают переходу в турбулентный режим на меньших скоростях вытеснения.

Цементы, насыщенные солями, были разработаны для цементирования засоленных участков, так как пресная вода не дает хорошего связывания с засоленными породами. Вода из цементного раствора смывает или растворяет соль на границе раздела фаз, что мешает эффективному прилипанию. Соленые цементные растворы также помогают предохранить участки сланцевых отложений, чувствительные к пресной воде.

Добыча нефти и газа

нефть, газ, добыча нефти, бурение, переработка нефти

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ЦЕМЕНТНОГО РАСТВОРА И КАМНЯ

Свойства цементного раствора зависят от многих факторов, таких как химико-минеральный состав, качество и количество наполнителей, водоце-ментное отношение, количество и природа химических наполнителей, ре­жим перемешивания, температура, давление и др.

Основные свойства цементного раствора применительно к скважинам следующие: водосодержание, подвижность (растекаемость), плотность, по­казатель фильтрации, динамическое сопротивление сдвигу, структурная вязкость, седиментационная устойчивость, время загустевания, сроки схва­тывания и некоторые другие. К свойствам цементного камня следует отне­сти механическую прочность, проницаемость, объемные изменения, корро­зионную устойчивость в агрессивных средах и модуль упругости.

Свойства цементных растворов и камня могут быть изменены введе­нием наполнителей, активных добавок или обработкой химическими реа­гентами.

Водосодержание. Водосодержание характеризуется водоцементным отношением, т.е. отношением массы воды к массе твердого тампонажного материала. Для стандартных тампонажных портландцементов с удельной поверхностью 2500 — 3500 см2/г водоцементное отношение может колебать­ся в пределах от 0,5 до 0,6.

Растекаемость. Важное свойство цементного раствора — подвижность, которую в начальный момент после затворения определяют с помощью усеченного конуса АзНИИ путем отсчета среднего диаметра расплывшего­ся раствора в двух направлениях (наибольшее и наименьшее).

Плотность. Одна из важных характеристик цементного раствора — плотность. Она зависит от плотности сухих тампонажных материалов и жидкости затворения, а также от водоцементного отношения. Это практи­чески единственный показатель качества раствора, контролируемый в про­цессе его приготовления и транспортирования в скважину.

Для стандартного цементного раствора при В/Ц = 0,5 (в соответствии с требованиями ГОСТ 1581—85) его расчетная плотность составляет 1,81 — 1,85 ã/ñì3.

В промысловых условиях ее чаще всего определяют с помощью арео­метров АГ-1 и АГ-2 в каждой точке затворения независимо от наличия станции контроля цементирования СКЦ, которая обеспечивает автоматиче­скую регистрацию и запись средней плотности закачиваемого в скважину раствора. Непрерывный контроль плотности тампонажного раствора дости­гается применением радиоактивных плотномеров.

Показатель фильтрации. Под воздействием перепада давления в це­ментном растворе происходит процесс водоотделения, который называется фильтрацией. Скорость фильтрации в значительной мере зависит от при­нятого В/Ц: она обратно пропорциональна квадрату удельной поверхности цемента (тонкости помола), количеству наполнителя и вязкости жидкой фазы цементного раствора.

Вследствие высокой фильтрации цементный раствор становится вяз­ким, труднопрокачиваемым, сроки схватывания его ускоряются, в резуль­тате образования толстых цементных корок возможен прихват обсадной колонны во время ее расхаживания.

Фильтрация цементного раствора может быть определена с помощью специального прибора УВЦ, разработанного во ВНИИКАнефтегазе, или прибора ВМ-6, который применяется для измерения фильтрации бурового раствора при давлении 0,1 МПа (в этом случае говорят о предельной фильтрации за определенное время).

Седиментационная устойчивость. Под седиментационной устойчиво­стью подразумевают способность частиц тампонажного раствора оседать в жидкости затворения под действием сил тяжести. Этот параметр зависит

от разности плотностей твердой и жидкой фаз тампонажного раствора, микроструктуры порового пространства, вязкости жидкости затворения.

Вследствие сильно развитой межфазной поверхности тампонажные растворы агрегативно неустойчивы. О характере и степени седиментаци-онных перемещений в основной части столба тампонажного раствора с достаточной точностью можно судить по характеру и степени перемеще­ний верхнего уровня твердой составляющей раствора.

При цементировании обсадных колонн в газовых скважинах и сква­жинах с наличием зон АВПД появляется необходимость нормирования се-диментационной устойчивости тампонажных растворов, для повышения которой может быть рекомендован к использованию весь комплекс меро­приятий по снижению показателя фильтрации цементных растворов.

Загустевание. Спустя некоторое время после затворения и механиче­ского перемешивания начинает проявляться способность цементных рас­творов к структурообразованию, которое выражается последовательно в загустевании и схватывании растворов. Загустевание тампонажных раство­ров оценивают консистометром.

Существенно влияют на загустевание цементных растворов природа цемента, тонкость его помола, В/Ц, температура, давление и некоторые другие факторы.

Увеличить время загустевания тампонажных растворов можно, ис­пользуя замедлители процессов структурообразования, качество и количе­ство которых подбирают с учетом конкретных условий скважин (к числу замедлителей относятся ССБ, КМЦ, гипан НТФ, ОЭДФ, ВКК, хромпик и др.).

Сроки схватывания. Возможность применения тампонажных раство­ров в отечественной практике в большинстве случаев определяется срока­ми схватывания, которые зависят от химикоминерального состава цемента, его удельной поверхности, В/Ц, химических реагентов, вводимых в рас­твор, температуры, давления и других факторов.

При прочих равных условиях с повышением удельной поверхности цемента и уменьшением В/Ц сроки схватывания цементного раствора уменьшаются. На их уменьшение температура влияет более существенно, чем давление, а их совместное воздействие еще эффективнее.

Механическая прочность цементного камня. Прочность тампонажного камня характеризуется временным сопротивлением сжатию, растяжению или изгибу. Изготовленные определенной формы образцы цементного камня испытывают на прочность, причем определяют напряжение, соот­ветствующее разрушению образца.

Механическая прочность цементного камня зависит от многих факто­ров, основными из которых являются химико-минеральный состав цемента, В/Ц, удельная поверхность цемента, наличие наполнителей и химических добавок, условия твердения и др. Существенно влияют на прочность це­ментного камня также температура и давление.

Проницаемость цементного камня. Под проницаемостью цементного камня понимают его способность пропускать через себя жидкости или га­зы при определенном перепаде давления. Для обеспечения надежного раз­деления пластов цементный камень в затрубном пространстве должен иметь минимально возможную проницаемость для пластовых флюидов.

Проницаемость цементного камня изменяется в процессе его тверде­ния и существенно зависит от природы цемента и наполнителей, В/Ц, ус­ловий и времени твердения и т.д.

Что такое портландцемент и для чего он нужен

Состав портландцемента запатентован в 1824 году, с тех пор изменения претерпела лишь технология производства смеси. Материал содержит строго определенные пропорции определенных химических веществ. За счет этого его свойства существенно отличаются от обычного цемента, что определяет сферы применения этого материала.

Состав и свойства портландцемента

Основа состава портландцемента – окиси. Больше всего в нем содержится окиси кальция – до 66%. Далее следуют: окись кремнезема в количестве до 25%, глинозема от 4 до 8% и железа до 5%. Обязательный этап в изготовлении смеси – обжиг.

Название портландцемент получил за счет схожести с известняком Портленда в Америке.

Изготовление портландцемента начинается с отбора и измельчения сырья. Затем его смешивают в заданных пропорциях и обжигают в промышленной печи при температуре 1300-1400 градусов. Получается основа – клинкер. Затем его измельчают и смешивают с гипсом для улучшения характеристик продукта.

При производстве применяют несколько способов обжига:

• Сухой. Смесь сушат и измельчают в одно время, что ускоряет и удешевляет изготовление. Сырье получается порошкообразным.
• Мокрый. На первой стадии сырье измельчают. Затем замачивают глину до 70% влажности и смешивают с известняком.
• Комбинированный. В процессе влажность сырья доводят до 14%, а затем измельчают его и сушат в мельницах.

Состав карбоновых и глинистых смесей, а также количество добавок регулируется ГОСТом «Портландцемент и шлакопортландцемент».

Среди распространенных добавок, применяемых в составе, выделяют:

• алит – до 60%, используется для ускорения отверждения смеси;
• алюминат – до 15%, снижает скорость затвердевания, но может влиять на прочность;
• алюмоферрит – до 10-18%, также используется для замедления отверждения;
• белит – от 15 до 37%, увеличивает время затвердевания.

Остальные минеральные добавки используются в гораздо меньше процентном соотношении.

Характеристики портландцемента

Современные составы портландцемента ориентированы на универсализацию смесей. Однако есть и специализированные порошки, свойства которых могут сильно отличаться от стандартных. К традиционным техническим, физическим и механическим свойствам портландцемента относят:

• удельный вес – 1100 кг/м³ для насыпных и 1600 кг/м³ для уплотненных составов;
• влажность – от 25 до 28%;
• средняя тонкость помола – 40 мкм;
• изменение объема при застывании – на 0,5-1 мм/м на свежем воздухе и набухание до 0,5 мм/м в воде;
• плотность – 1,1 т/м³ в рыхлом состоянии и до 1,7 т/м³ в уплотненном;
• схватывание после смешивания – 40-45 минут минимум, но до 12 часов;
• подавляет химическую активность солей и защищен от коррозии;
• хранение – до 12 месяцев в закрытых бумажных мешках;
• 4 класса прочности на сжатие – 22,5, 32,5, 42,5, 52,5;
• механическая прочность не менее 42,5 мПа после 28 суток заливки.

Точные технические свойства портландцемента от разных производителей можно уточнить в сертификатах и на упаковках.

Сферы применения

Вяжущий раствор выпускается под разными марками и делится на несколько групп. Каждая из них предназначена для использования в той или иной сфере – для подземных, подводных и наземных работ. Портландцемент применяют:

• при строительстве монолитных зданий и конструкций;
• при возведении крупногабаритных сооружений промышленного и гражданского строительства;
• при изготовлении ЖБИ-деталей повышенной прочности;
• при сооружении подводных конструкций;
• при изготовлении конструкций, рассчитанных на эксплуатацию в горячей среде – до нескольких тысяч градусов по Цельсию;
• при изготовлении сухих смесей для отделки полов и штукатурки поверхностей.

При выборе портландцемента для отделочных работ очень важно изучать состав и сертификаты. В нем не должны присутствовать вредные добавки. Применение портландцемента недопустимо в случае комбинирования добавок для улучшения морозостойкости и водонепроницаемости. Эти вещества противоречат друг другу и ухудшают качество цемента.

Морозостойкие смеси чаще всего изготавливаются без использования добавок. А для влажных климатов можно использовать только шлакопортландцемент.

Для монолитного строительства, при возведении мостов и высоковольтных линий нельзя использовать марку М400, так как она недостаточно прочна.

Использовать портландцемент можно только в статичных умеренных водах. В остальных случаях применяют специализированные марки.

Виды портландцемента

Существует 2 категории материала – с добавками и без них. Бездобавочные смеси используются преимущественно при строительстве монолитных объектов, ЖБИ-конструкций, предназначенных для использования в обычных средах.

Смеси с минеральными добавками повышают качество портландцемента. Такие составы можно использовать в водной среде, а также при контакте с агрессивными химическими факторами.

Добавление того или иного вещества определяет разновидность портландцемента:

• Нормальноотвердевающий. Не содержит добавки. Нет строгих указаний по степени помола.
• Быстросохнущий. Начинает твердеть в первые 3 суток после заливки. Содержит шлаки и минералы, должны быть минимальной степени помола. Чаще всего выпускается под марками М 400 и М 500. Используется для бетона в опалубках, когда нужно ускорить темпы строительства.
• Гидрофобный. Не впитывает воду и быстро схватывается, содержит мылонафты и асидолы. Используется во влажных климатах, а также при строительстве подтопляемых участков.
• Пластифицированный. Содержит вещества, обеспечивающие подвижность и термостойкость конструкции. Используется при строительстве сложных архитектурных объектов.
• Расширяющийся. Состав сильно увеличивается в объеме при приготовлении раствора. Используется для заполнения трещин и швов на объектах, подвергающихся действию влажности.
• Тампонажный. Используется при строительстве скважин для защиты от грунтовых вод. В 90% случаев применяется в газовой и нефтяной сферах.
• Сульфатостойкий. Состав защищает от коррозии и обладает высокой морозоустойчивостью. Часто используется на кислых и болотистых почвах в качестве свайного фундамента.
• Шлакощелочной. Усиленный по отношению к агрессивным средам и перепадам температур состав. Плохо поглощает воду и устойчив к морозам.

Выделяют несколько разновидностей портландцемента по цвету. Например, белый, подходит для отделочных и архитектурных работ. Его можно смешивать с другими цветами. В составе такого цемента отсутствуют вредные добавки.

Цветной портландцемент также используется для создания полов и покрытий стен. В качестве пигментов используется охра, сурик, окись хрома.

Магнезиальный состав с оксидом натрия – уникальная белая смесь, которая пластична и легко поддается обработке. Нередко используется в помещениях с повышенной влажностью, так как не боится грибка и плесени. Служит основой для создания искусственного камня.

Пуццолановый цемент с добавлением гипса и вулканических пород обладает высокой гидростойкостью и может использоваться под водой. Его нередко применяют для возведения гидротехнических сооружений, при облицовке бассейнов и резервуаров.

Марки составов

Разделяют смеси и по маркам, которые определяют прочность цемента на сжатие и изгиб. К наиболее распространенным маркам портландцемента относят:

• М 400. Универсальный состав, который подходит для частного строительства и стандартных бетонных конструкций.
• М 500. Смесь обладает увеличенным запасом прочности. Нередко используется для восстановления поврежденных объектов, дорог, а также для строительства военно-технических сооружений.
• М 600. Состав с большой прочностью для производства инженерных соединений и ЖБИ.
• М 700. Портландцемент используется для изготовления бетона для крупногабаритных конструкций с колоссальной нагрузкой. В обычном строительстве не применяется из-за высокой стоимости.
• М 900. Ультрапрочный цемент для военных объектов.

Иногда используются добавочные марки, например, М550 или М450. Они приближены к классическим составам, но отличаются повышенной прочностью.

Рекомендации по работе с материалом

При использовании портландцемента важно учитывать его специфические свойства и помнить об отличии от обычного цемента. Соблюдение некоторых условий облегчит работу с материалом:

• для надежного строительства на сложных грунтах мастера рекомендуют покупать сульфатостойкий портландцемент;
• для стяжки полов можно выбрать белый или цветной состав;
• при работе с цементом важно помнить, что схватываться он начинает в зависимости от выбранного состава, но не ранее чем через 30-40 минут;
• если в составе есть добавки для улучшения устойчивости к воде, морозостойкость уменьшается;
• при выборе смеси рекомендуется ознакомиться с сертификатами качества, так как подделки – не редкость;

При добавлении воды нужно руководствоваться пропорциями: от 1,4 до 2,1 л на 10 кг.