Портландцемент тампонажный ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ Портландцемент Клинкер

Портландцемент тампонажный

ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ • Портландцемент = (Клинкер + Добавка + Гипс) Помол Затаривание • Клинкер = (Известняк + Глина) обжиг при 15000 С • Добавка = шлак, трепел, опока, песок и др. • Гипс 3 – 5 % для регулирования сроков схватывания 2

МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛИНКЕРА Основные минералы Сокращенное Количество, обозначение % ЗСа. О • Si. O 2 C 3 S 40 - 65 2 Ca. O • Si. О 2 C 2 S 15 - 35 3 Са. О • Аl 2 О 3 C 3 A 5 - 15 C 4 AF 5 - 15 4 Са. О • Аl 2 О 3 • Fе 2 O 3 3

Роль клинкерных минералов в цементе 4

РЕАКЦИИ ГИДРАТАЦИИ ДЛЯ МИНЕРАЛОВ ЦЕМЕНТА • 2(ЗСа. О • Si. O 2) + 6 Н 2 О → ЗСа. О • 2 Si. O 2 • 3 H 2 О + 3 Са(ОН)2 + 502 Дж/г • 2(2 Ca. O • Si. О 2)+ 4 H 2 О → 3 Сa. O • 2 Si. О 2 • 3 Н 2 О + Са(ОН)2 + 260 Дж/г • 3 Са. О • Аl 2 О 3 + 6 Н 2 О → 3 Са. О • Аl 2 О 3 • 6 Н 2 О + 867 Дж/г • 4 Са. О • Аl 2 О 3 • Fе 2 O 3 + 2 Са(ОН)2 + 10 Н 2 О → 3 Са. О • Al 2 О 3 • 6 Н 2 О + + 3 Са. О • Fе 2 О 3 • 6 Н 2 О + 419 Дж/г 5

Схема гидратации цемента

Схема процесса твердения портландцемента 7

Структура цементного камня 8

Свойства цемента • • Гранулометрический состав; Удельная поверхность; Плотность; Насыпная плотность. 9

Свойства цементного раствора • • Водоцементное отношение (В/Ц) Растекаемость Прокачиваемость Сроки схватывания Реологические свойства Плотность Водоотдача Водоотделение

РЕГУЛИРОВАНИЕ ТВЕРДЕНИЯ ЦЕМЕНТА Действие Замедление твердения Ускорение твердения Управляемые факторы Изменение Удельная поверхность Температура В/Ц Реагенты + Удельная поверхность Температура В/Ц Реагенты - электролиты + - скорость растворения К - константа скорости растворения; S - удельная поверхность; Е - энергия активации: Т – температура; - степень пересыщения. 11

РЕГУЛИРОВАНИЕ ПЛОТНОСТИ ТАМПОНАЖНЫХ РАСТВОРОВ Действие Управляемый Изменение Пределы фактор изменения Увеличение Плотность твердой фазы 3100 – 4000 плотности Плотность жидкости 1000 – 1300 раствора затворения Водоцементное отношение 0, 5 – 0, 3 Уменьшени Плотность твердой фазы 3100 – 2000 е плотности Плотность жидкости раствора затворения Водоцементное отношение 0, 5 – 1, 2 12

ПЛОТНОСТЬ МОДИФИЦИРУЮЩИХ ДОБАВОК Вещество Портландцемент Кварцевый песок Известняк Шлаки доменные Диатомит Опока, трепел Зола ТЭЦ Известь Гематит Барит Титановый концентрат Свинцовый шлак Глинопорошок Резиновая крошка Микросферы Керамзитовая пыль Плотность, кг/м 3 3100 - 3200 2600 - 2700 - 2900 2700 - 3200 2100 - 2500 2300 - 2700 2000 - 2100 2200 - 2300 4900 - 5100 4300 - 4400 4500 - 5300 3800 - 3900 2300 - 2700 1300 - 1400 200 - 700 2500 - 2700 13

СНИЖЕНИЕ ВОДООТДАЧИ ТАМПОНАЖНЫХ РАСТВОРОВ Управляемый фактор Действие Увеличение поверхность вяжущего Загущение жидкой фазы Снижение В/Ц Помол цемента, Добавка высокодисперсных в-в Добавка КМЦ, ММЦ, КМОЭЦ, ПАА, Гивпан и др. Уменьшение воды Структурирование воды Кольматация фильтра Добавка Са. О, Мел Побочное действие Загущение раствора. Потеря подвижности - Добавка ПВС-ТР др. Сохраняется Управляемая кольматация водотделение

Свойства цементного камня • • • Пористость Предел прочности Проницаемость Объемные изменения Удароустойчивость Коррозионная стойкость.

ГОСТ 1581 - 96 Классификация тампонажных портландцементов ПО ВЕЩЕСТВЕННО МУ СОСТАВУ I тампонажный портландцемент бездобавочный I - G тампонажный портландцемент бездобавочный с нормированными требованиями при водоцементном отношении, равном 0, 44 I - H тампонажный портландцемент бездобавочный с нормированными требованиями при водоцементном отношении, равном 0, 38 II тампонажный портландцемент с минеральными добавками III тампонажный портландцемент со специальными добавками, регулирующими плотность цементного теста ПО ПЛОТНОСТИ ЦЕМЕНТНОГО облегченный (Об) ТЕСТА ЦЕМЕНТ ТИПА III утяжеленный (Ут) ПО ТЕМПЕРАТУРЕ ПРИМЕНЕНИЯ низких и нормальных температур (15— 50) °С умеренных температур (51— 100) °С повышенных температур (101— 150) °С ПО СУЛЬФАТОСТОЙКОСТИ обычный (требования по сульфатостойкости не ТИПЫ I, III предъявляют) сульфатостойкий (СС) ТИПЫ I-G И I-H высокой сульфатостойкости (СС-1) умеренной сульфатостойкости (СС-2) Примеры условных обозначений ПЦТ II 50 ГОСТ 1581 -96 Портландцемент тампонажный с минеральными добавками сульфатостойкий для низких или нормальных температур ПЦТ I – G – CC-2 ГОСТ 1581 -96 ПЦТ III - Об 5 – 100 - ГФ ГОСТ 1581 -96 Портландцемент тампонажный бездобавочный с нормированными требованиями при водоцементном отношении, равном 0, 44, умеренной сульфатостойкости Портландцемент тампонажный со специальными добавками облегченный плотностью 1, 50 г/см 3, для умеренных температур, гидрофобизированный 16

ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ ЦЕМЕНТОВ Тип Содержание добавки, % цемента клинкера, Минеральная Специальная облегчающая % добавка или утяжеляющая I, I-G, I-H 100 Не допускается II 80— 94 6 -20* — III 30 -89 — 11 -70 * Добавок осадочного происхождения не должно быть более 10 % массы цемента ЗНАЧЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ЦЕМЕНТНОГО ТЕСТА ДЛЯ ЦЕМЕНТА ТИПА III, Г/СМ 3 облегченного утяжеленного Обозначение плотность плотности ± 0, 04 0 б 4 1, 40 Ут О 2, 00 0 б 5 1, 50 Ут 1 2, 10 0 б 6 1, 60 Ут 2 2, 20 Ут З 2, 30 17

ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦЕМЕНТА НАИМЕНОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ ЦЕМЕНТА ПРИ ТЕМПЕРАТУРАХ НИЗКИХ И УМЕРЕННЫХ И НОРМАЛЬНЫХ ПОВЫШЕННЫХ ТИП I, II ТИП III-ОБ ТИП III-УТ 1. Прочность при изгибе, МПа, не менее, в возрасте: 1 сут 3, 5 2 сут 2, 77 0, 7 1, 0 2. Тонкость помола*: -остаток на сите с сеткой № 10, 0 12, 0 15, 0 12, 0 008 по ГОСТ 6613, %, не более -удельная поверхность, 270 250 м 2/кг, не менее 3. Водоотделение, мл, не 8, 7 7, 5 более 4. Растекаемость цементного теста, мм, не менее для^ непластифицированного 200 пластифицированного 220 5. Время загустевания до консистенции 30 Bс**, мин, не менее 90 **Единицы консистенции Бердена 2, 0 12, 0 230 10. 0 - 18

ТРЕБОВАНИЯ К ПОКАЗАТЕЛЯМ СВОЙСТВ ЦЕМЕНТОВ I-G И I-H Наименование показателя Прочность на сжатие, МПа, через 8 ч твердения: при температуре: 38 °С 60 °С Водоотделение, мл Консистенция цементного теста через 15— 30 мин режима испытания, Вс Время загустевания до консистенции 100 Вс, мин Значения для цемента типов I-G и I-H не менее не более 2, 1 10, 3 - 3, 5 30 90 120 19