Что такое специальный цемент

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ЦЕМЕНТЫ

Специальные цементы отличаются от портландцемента и его разновидностей видом исходного сырья, технологией производства, химическим и минералогическим составами, свойствами и областями применения. В эту группу гидравлических вяжущих входят глиноземистый, расширяющийся, безусадочные цементы и гипсоцементно-пуццолановое вяжущее вещество, напрягающий цемент.

Глиноземистый цемент (ГОСТ 969—77). По минералогическому составу и техническим свойствам отличается от портландцемента.

Глиноземистый цемент — быстротвердеющее и высокопрочное вяжущее вещество, получаемое обжигом и последующим тонким измельчением сырьевой смеси известняков СаСО₃ и бокситов (Аl₂О₃).

В состав клинкера входит однокальциевый алюминат СаО-Аl₂О_3, определяющий быстрое твердение и другие свойства глиноземистого цемента. Марки глиноземистого цемента, определяемые по результатам испытания образцов трехсуточного возраста: 400, 500 и 600. Портландцемент набирает такую прочность только через 28 сут нормального твердения. Уже в первые сутки твердения глиноземистый цемент набирает более 50% марочной прочности. При столь быстром твердении он обладает нормальными сроками схватывания: начало схватывания не ранее 30 мин, конец — не позднее 12 ч от начала затворения. Глиноземистый цемент обладает высокой экзотермией — тепловыделение при твердении в 1,5 раза больше тепловыделения портландцемента. Поэтому применять его для бетонирования

.состоящие из одного породообразующего минерала;

— полиминеральные (сложные), состоящие из нескольких различных минералов.

Например, общеизвестная мономинеральная порода мрамор состоит из одного породообразующего минерала — кальцита (СаСО₃), а не менее известный гранит — порода полиминеральная. Он состоит из трех основных минералов (кварца, полевых шпатов — ортоклазов и железисто-магнезиальной темного цвета слюды — биотита).

По условиям образования горные породы, согласно классификации академика Карпинского А.П., можно разделить на три основные группы: изверженные (или магматические), осадочные (или вторичные, и метаморфические (или видоизмененные) см. таблицу.

Изверженные горные породы — продукты жизнедеятельности магмы, главным образом, алюмосиликатных и силикатных расплавов. В зависимости от условий формирования структуры пород, выделяют глубинные (интрузивные) породы, отличающиеся зернистым строением, и излившиеся (эффузивные), имеющие скрытокристаллическое порфировидное строение. Обломочные породы — это продукты жизнедеятельности вулканов. Формирование таких пород идет в наши дни при извержении вулканов в виде пепла, лавы и т.п.

Осадочные горные породы образовались в результате выветривания изверженных (первичных) горных пород. Под выветриванием понимается совокупность процессов действия солнечной энергии на Землю: деятельность воды, ветра, животных и растительных организмов, в результате которых первичные породы разрушаются. Таким образом, осадочные породы представляют собой вторичные образования. Осадочные породы характеризуются слоистым сложением.

Метаморфические (видоизмененные) породы — это породы, образовавшиеся под влиянием тектонических процессов: дислокаций, смещений, землетрясений, когда под влиянием высокого горного давления, высоких температур, воздействия глубинных минеральных источников и газов, изверженные и осадочные породы подвергаются структурной метаморфозе. Характерной особенностью таких пород является сланцеватость — параллельно-слоистая ориентация кристаллов минералов, вызванная односторонним горным давлением.

В природе насчитывается около 3000 различных видов минералов, из них около 50 принято называть породообразующими.

Порфиры – излившиеся горные породы характеризуются порфировой структурой, т.е. наличием вкраплений в основную мелкозернистую массу.

Плотность – 2400-2500 кг/м 3

Предел прочности при сжатии – 120-

серовато-белые с разными оттенками. Плотность полевых шпатов 2,55. 2,76 г/см 3 , твердость 6 по шкале твердости, предел прочности при сжатии 120. 170МПа, при температуре 1170. 1550°С шпат плавится. Эти минералы обладают низкой атмосферостойкостью, подвергаются разрушению с образованием минерала каолинита. В чистом виде полевые шпаты применяются в качестве плавней при производстве керамических

содержание слюды придает горной породе слоистость, снижает ее прочность и стойкость, затрудняет полировку. Плотность 2,8. 3,2 г/см 3 , твердость 2. 3 по шкале твердости.

разновидностями слюды являются мусковит и биотит.

Мусковит — прозрачная бесцветная слюда, хорошо сопротивляется выветриванию, биотит — непрозрачная слюда черного или бурого цвета, разлагается в концентрированной серной кислоте, в то время как мусковит кислотостоек и обладает электроизоляционными свойствами.

Каолинит — водный алюмосиликат Аl₂О₃ 2Si0₂ 2Н₂О, представляет собой продукт выветривания изверженных и метаморфических горных пород. Отдельные пластинки и чешуйки его бесцветны, а сплошные массы могут иметь белый, желтоватый, бурый или зеленоватый цвет. Плотность 2,5. 2,6 г/см 3 , твердость 1. Каолинит входит в состав осадочных горных пород (глин, известняков, песчаников и др.). Каолинит является ценным сырьем для производства фарфора и фаянса, а также огнеупорных материалов и изделий.

Группа железисто-магнезиальных силикатов. Минералы этой группы имеют темную окраску, поэтому их часто называют темноокрашенными минералами. Они обладают высокой прочностью, значительной вязкостью (повышенной сопротивляемостью удару). Плотность 3,0. 3,6 г/см 3 , твердость 5,5. 5,7. Наиболее распространенные породообразующие минералы железисто-магнезиальной группы — пироксены (авгиты), роговая обманка и оливин. Темноокрашенные минералы входят преимущественно в состав изверженных горных пород.

Группа карбонатов и сульфатов. Минералы этой группы наиболее часто встречаются в осадочных породах. Важнейшие из них — кальцит, магнезит, доломит, гипс и ангидрит.

Кальцит или кристаллический известковый шпат СаСО₃ — один из самых распространенных минералов земной коры. Этот минерал может быть бесцветным или окрашенным примесями в различные цвета: розовый, желтый, темно-серый и черный. Он легко раскалывается по плоскостям спайности по трем направлениям. Плотность 2,6. 2,8 г/см 3 , твердость 3. Этот минерал хорошо распознается по вскипанию при действии на него раствора соляной кислоты. Кальцит встречается как в форме кристаллов и зерен, так и в виде монолитной массы. Кристаллы кальцита очень красивы. Кальцит хорошо цементирует зерна песка, присутствие его в осадочных горных породах делает их ценным сырьем для производства минеральных вяжущих веществ.

Магнезит (MgC0₃), как и кальцит, относится к карбонатным минералам. Он тверже и тяжелее кальцита. Плотность 2,9. 3,1 г/см 3 , твердость 3,5. 4,5. В кислотах растворяется лишь при нагревании. В природе встречается реже, чем кальцит. Цвет его может быть от снежно-белого до белого с розовым или желтоватым оттенком. Применение магнезита основано на высокой огнеупорности и вяжущих

содержания составляю­щих на 1 м 3 бетонной смеси приготавливают пробный замес объемом 6. 25 л (в зависимости от размера образцов). На проб­ном замесе в первую очередь определяют фактическую удобоукладываемость бетонной смеси. Если она оказывается меньше требуемой, то добавляют 5. 10% воды от массы, ис­пользованной на пробный замес. Чтобы не изменилось отно­шение В/Ц, одновременно добавляют такой же процент цемен­та. Если удобоукладываемость выше заданной, то добавляют по 5. 10% песка и щебня от их расхода на пробный замес. Бе­тонную смесь корректируют до тех пор, пока не получают тре­буемую удобоукладываемость.

Далее определяют среднюю плотность полученной бетон­ной смеси. Эта плотность может отличаться от расчетной не более чем на 1%. Расчетная средняя плотность равна сумме масс составляющих, использованных для приготовления 1 м 3 бетонной смеси.

Из бетонной смеси пробного замеса с требуемой подвиж­ностью изготавливают по три контрольных образца и после 28-дневного нормального хранения испытывают их на прочность для определения фактической марки бетона.

Состав бетона обозначают по расходу каждого составляю­щего (в килограммах), использованного для приготовления 1 m j бетонной смеси, или в виде отношения расхода каждого из составляющих к расходу цемента.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Специальные цементы отличаются от применяемых в настоящее время тампонажных смесей однородностью гранулометрического состава, повышенными физико-механическим свойствами, высокой термостойкостью; при их использовании исключается необходимость приготовления сухой смеси в промысловых условиях. [2]

Специальные цементы отличаются от применяемых в настоящее время тампонажных смесей однородностью гранулометрического состава, повышенными физико-механическими свойствами, высокой термостойкостью; при их использовании исключается необходимость приготовления сухой смеси в промысловых условиях. [3]

Специальные цементы отличаются от применяемых в настоящее время тампонажных смесей однородностью гранулометрического состава, повышенными физико-механическими свойствами, высокой термосолестойкостью; при их использовании исключается необходимость приготовления сухой смеси в промысловых условиях. [4]

Специальный цемент , заливаемый непосредственно перед употреблением, изготовляется из следующих составных частей: 500 см3 5 % — ного хлористого алюминия, 1000 г портландского цемента марки 500 и 100 г гипса. [5]

Специальные цементы по сравнению с применяемыми в настоящее время тампонажными смесями отличаются однородностью по гранулометрическому составу, повышенными физико-механическими свойствами, высокой термосолестойкостью; при их использовании исключается необходимость приготовления смеси в промысловых условиях. [6]

Специальные цементы отличаются от применяемых в настоящее время тампонажных смесей однородностью гранулометрического состава, повышенными физико-механическими свойствами, высокой термостойкостью: при их использовании исключается необходимость приготовления сухой смеси в промысловых условиях. [7]

Специальные цементы отличаются от применяемых в настоящее время тампонажных смесей однородностью гранулометрического состава, повышенными физико-механическими свойствами, высокой термостойкостью; при их использовании исключается необходимость приготовления сухой смеси в промысловых условиях. [8]

Специальные цементы отличаются от применяемых в настоящее время там-понажных смесей однородностью гранулометрического состава, повышенными физико-механическими свойствами, высокой термосолестойкостью; при их использовании исключается необходимость приготовления сухой смеси в промысловых условиях. [9]

Специальные цементы отличаются от применяемых в настоящее время тампонаж-ных смесей однородностью гранулометрического состава, повышенными физико-механическими свойствами, высокой термостойкостью; при их использовании исключается необходимость приготовления сухой смеси в промысловых условиях. [10]

Специальный цемент типа Норд Уфимского нефтяного института получается совместным обжигом при 1100 — 1200 С с последующим помолом твердого остатка содового производства ( ТОС) и шлака доменного производства ферротитана. [11]

Некоторые специальные цементы для более глубоких скважин при температуре 90 С могут не затвердеть. Образцы таких цементов погружают в холодный автоклав в закрытых формах сразу же после срезания избытка раствора. Формы должны быть снаружи промазаны тугоплавкой мастикой или битумом. Через 24 ч твердения в автоклаве при заданных температуре и давлении образцы необходимо извлечь из форм и снова поместить в автоклав для дальнейшего выдерживания. Перед извлечением образцов из автоклава он должен быть охлажден до температуры 60 С со скоростью 1 5 0 5 С / мин. Давление в автоклаве следует снижать только после охлаждения автоклава до этой температуры. Снижение давления в горячем автоклаве может привести к разрушению образцов вследствие расширения пузырьков воздуха, находящихся в порах цементного камня. [12]

Выпускаются высокоэффективные специальные цементы для крепления скважин в условиях высоких температур. [13]

Создание специальных цементов также является одним из направлений экономии топливно-энергетических ресурсов. На первый взгляд, их выпуск не сопровождается снижением расхода топлива, но в целом для народного хозяйства их применение имеет большое значение. На основе такого клинкера разработаны сульфатированные особо быстротвердеющие цементы. Они очень энергично реагируют с водой. Развиваемая ими химическая реакция позволяет поддерживать высокую температуру бетонов в течение 3 — 4 ч, что дает возможность в ряде случаев полностью отказаться от тепловлаж-ностной обработки бетонных изделий. [14]

Применение специальных цементов значительно удешевляет стоимость крепления скважин. Меньшая активность шлаковых цементов позволяет резко сократить, а иногда и исключить расход дорогостоящих реагентов, поэтому цементирование ими колонн в условиях высоких забойных температур и давлений требует меньших затрат, чем использование чисто цементных растворов при сохранении высокого качества цементирования. Сроки схватывания тампонажных растворов легко регулируются такими дешевыми и недефицитными замедлителями, как ССБ и хромпик. [15]

Источник

4.3.4. Специальные виды цементов

Специальные виды цементов отличаются от портландцемента используемым сырьем, технологией изготовления и, как следствие, наличием специфических свойств. К этому классу цементов относят глиноземистый, расширяющийся, напрягающий, безусадочный и шлакощелочной. Глиноземистый цемент получают обжигом до плавления смеси бокситов с высоким содержанием гидроксида алюминия и известняка при температуре 1500 – 1600 °С. Вместо бокситов, являющихся основным сырьем для производства алюминия, могут быть использованы высокоалюминатные шлаки, полученные при выплавке ферросплавов. Вследствие высокой прочности глиноземистый (высокоглиноземистый) клинкер размалывают в две стадии. Тонкомолотое вяжущее из-за преобладания в нем высокоактивных алюминатов кальция (80 – 85 %) интенсивно взаимодействует с водой при температуре (20±5) °С, набирая в первые сутки твердения 90 % марочной прочности, спустя трое суток – марку 400, 500, 600. Процесс гидратации сопровождается интенсивным выделением тепла, поэтому этот вид цемента во избежание растрескивания изделий нельзя применять при бетонировании в условиях жаркого климата, термовлажностной обработки изделий и возведения массивных монолитных конструкций. Используя высокую морозо- и коррозионную стойкость (за исключением действия щелочей), глиноземистый цемент находит применение при изготовлении конструкций, работающих в жестких условиях эксплуатации, а также для выполнения аварийных работ, тампонирования нефтяных и газовых скважин. Так как этот вид вяжущего обладает высокой термостойкостью (до 1400 °С), то в сочетании с жаростойкими заполнителями на его основе получают бетоны, эксплуатируемые при температуре до 1200 °С. Вследствие низкой щелочестойкости этот цемент нельзя смешивать с известью и портландцементом, в то время как сочетание его с гипсом и гидроалюминатами кальция позволяет получить расширяющийся и безусадочный цементы. Усадка цементного камня при взаимодействии портландцемента с водой, сопровождаемая появлением микротрещин и нарушением целостности поверхностного слоя изделия, относится к отрицательным свойствам этого гидравлического вяжущего. Особенно это недопустимо при замоноличивании швов (стыков) в крупнопанельном домостроении, в гидротехническом строительстве, при возведении емкостей для хранения жидкостей и газов, изготовлении напорных труб. В связи с этим были созданы многокомпонентные вяжущие, обеспечивающие при твердении в воде и воздушно-влажностных условиях увеличение объема, а при ограничении их расширения – уплотнение и самонапряжение цементного камня. В зависимости от степени расширения к таким вяжущим относят безусадочный, расширяющийся и напрягающий цементы. Эффект расширения зависит от состава вяжущего и физико-химических свойств продуктов его гидратации. Безусадочный цемент получают совместным помолом или тщательным смешиванием, например, глиноземистого цемента, полуводного гипса и гидроалюминатов кальция. Начало схватывания цементов 1 – 2 мин, конец – 5 – 10 мин. В трехсуточном возрасте цементный камень достигает 60 – 80 % марочной прочности. Линейное расширение цементного камня составляет десятые доли процента. Используют этот цемент в тех случаях, когда хотят исключить усадочные деформации, – омоноличивание стыков. Расширяющиеся цементы имеют большое количество разнообразных составов, обеспечивающих в процессе твердения объемное и линейное расширение цементного камня до 0,25 %. Наиболее широко используются следующие: портландцементный клинкер, высокоглиноземистый доменный шлак и двуводный гипс, а также глиноземистый шлак в сочетании с двуводным гипсом. Механизм расширения этих систем связан с целенаправленным образованием крупнокристаллических продуктов гидратации, приводящих к расширению всей еще достаточно пластичной системы до набора прочности. Марка цементов 400 и 500. Основное применение – изготовление напорных железобетонных труб и емкостей для хранения воды и нефтепродуктов. Напрягающие цементы относятся к быстросхватывающимся и быстротвердеющим минеральным вяжущим, состоящим в основном из тонкомолотой смеси портландцементного клинкера, высокоглиноземистого шлака и гипса. Прочность цементного камня через 18 – 20 часов твердения составляет не ниже 200 МПа, начало схватывания 2 – 8, конец – 6 – 15 мин. Расширение в свободном состоянии составляет 3 – 4 %, в ограниченном – 0,25 – 0,75 %. Применяют эти цементы при получении преднапряженных железобетонных конструкций без предварительного натяжения арматуры. Шлакощелочные цементы представляют собой гидравлические вяжущие вещества, состоящие из тонкомолотого гранулированного шлака и соединений щелочных металлов. Шлакощелочные цементы получают путем совместного измельчения сырья или затворением молотого гранулированного шлака концентрированным щелочесодержащим раствором. При получении шлакощелочных цементов при помоле вводят до 40 % стеклобоя или до 25 % глинистых материалов в естественном или обожженном состоянии. Этот вид вяжущего характеризуется следующими свойствами: начало схватывания от 30 мин до 1 часа, конец – 2 – 5 часов. Активность цемента составляет 400 – 1000 кгс/см 2 . Режим твердения разнообразен: от естественного при положительной и отрицательной температурах до термовлажностной и автоклавной обработки. Цементный камень обладает повышенной коррозионной стойкостью, морозостойкостью и способностью во влажной среде увеличивать свою прочность, поэтому шлакощелочные вяжущие наиболее эффективно использовать в гидротехническом и дорожном строительстве. Кроме перечисленных выше цементов, полученных в основном обжигом откорректированной смеси природных материалов, все большее применение находят цементы, в состав которых входят минеральные отходы различных производств. Как показали последние исследования, эти добавки значительно повышают сульфатостойкость цементов. При производстве декоративного цемента эффективно вводить феррохромовые шлаки, которые представляют собой отходы ферросплавного производства. Использование алюмофосфатных цементов позволяет получить коррозионностойкие, жаростойкие бетоны, способные к работе при температуре до 1000 °С. Экономически целесообразно применение цементов на основе нефелинового шлака, являющегося отходом комплексной переработки при получении оксида алюминия и соды. Этот цемент имеет повышенные показатели по морозо-, коррозионной стойкости и особенно эффективен при термовлажностной обработке.

18.05.2015 144.9 Кб 46 Глава 11-ред.doc

18.05.2015 103.42 Кб 42 Глава 12-ред.doc

18.05.2015 93.18 Кб 42 ГЛАВА 14-ред.doc

18.05.2015 2.05 Mб 58 Глава 2-ред.doc

18.05.2015 4.95 Mб 84 Глава 3-ред.doc

18.05.2015 222.72 Кб 52 Глава 4-ред.doc

18.05.2015 78.34 Кб 42 Глава 5-ред.doc

18.05.2015 7.02 Mб 75 Глава 6-ред.doc

18.05.2015 2.47 Mб 37 Глава 7-ред.doc

18.05.2015 674.82 Кб 50 Глава 8-ред.doc

18.05.2015 175.62 Кб 37 Глава 9-ред.doc

Ограничение

Для продолжения скачивания необходимо пройти капчу:

Источник

Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) — портландцемент с минеральными добавками, отличающийся повышенной прочностью через 3 сут твердения. Его выпускают М400 и 500. БТЦ обладает более интенсивным, чем обычный, нарастанием прочности в начальный период твердения. Это достигается путем более тонкого помола цемента (до удельной поверхности 3500. 4000 см 2 /г), а также повышенным содержанием трехкальциевого силиката и трехкальциевого алюмината (60. 65%). В остальном свойства его не отличаются от свойств портландцемента. БТЦ применяют в производстве железобетонных конструкций, а также при зимних бетонных работах. Ввиду повышенного тепловыделения его не следует использовать в массивных конструкциях.

Сульфатостойкий портландцемент применяют для получения бетонов, работающих в минерализованных и пресных водах. Его получают из клинкера нормированного минералогического состава. Содержание C₃S не более 50%, С₃А не более 5%. Введение инертных и активных минеральных добавок не допускается. Этот цемент, являясь по существу белитовым, обладает несколько замедленным твердением в начальные сроки и низким тепловыделением. Сульфатостойкий портландцемент выпускают М400. Остальные требования к нему предъявляются такие же, как и к портландцементу. Сульфатостойкий портландцемент используют для получения бетонов, находящихся в минерализованных и пресных водах.

Сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками выпускают М400 и 500. В качестве минеральной добавки вводят 10. 20% от массы цемента гранулированный доменный шлак или электротермофосфорный шлак или 5. 10% активных минеральных добавок осадочного происхождения (кроме глиежа). Клинкер для производства этого цемента не должен содержать соответственно более 5% С₃А и MgO, а сумма С₃А и C₄AF не должна превышать 22%.

Сульфатостойкий шлакопортландцемент выпускают М300 и 400. Его получают путем совместного тонкого помола клинкера и гранулированного доменного шлака в количестве 21. 60% и небольшого количества гипса. В этом цементе содержание в клинкере С3А ограничивается до 8%, MgO — до 5%.

Пуццолановый портландцемент выпускают М300 и 400. Его получают путем совместного помола клинкера и 25. 40% от массы цемента активных минеральных добавок и гипсового камня. Клинкер для пуццоланового цемента не должен содержать более 8% С₃А и не более 5% MgO. В остальном свойства его не отличаются от свойств портландцемента.

Белый портландцемент получают из сырьевых материалов, имеющих минимальное содержание окрашивающих оксидов (железа, марганца, хрома). В качестве сырьевых материалов используют «чистые» известняки или мраморы и белые каолиновые глины, а в качестве топлива — газ или мазут, не загрязняющие клинкер золой. Помол цемента производят более тонкий: остаток на сите с сеткой № 008 должен быть не более 12%. Основным свойством белого цемента, определяющим его качество как декоративного материала, является степень белизны. По этому показателю белый цемент разделяют на три сорта: I, II и III. По прочности белый цемент выпускают М400 и 500. Портландцемент высшей категории качества должен обладать стабильными показателями прочности при сжатии, коэффициент вариации прочности портландцемента М400 не более 5%, а М500 не более 3%. Начало схватывания белого цемента должно наступать не ранее 45 мин, конец — не позднее 12 ч. Тонкость помола портландцемента должна быть такой, чтобы при просеивании сквозь сито с сеткой № 008 проходило не менее 88% массы просеиваемой пробы. Транспортируют и хранят белый цемент только в закрытой таре.

Цветные портландцементы получают путем совместного помола клинкера белого цемента со свето- и щелочестойкими минеральными красителями: охрой, железным суриком, ультрамарином, оксидом хрома, сажей. П. И. Боженов предложил для получения цветных цементов в процессе приготовления сырьевой cмеси вводить оксиды некоторых металлов (0,05. 1,0%). Эффективное окрашивание дают оксиды хрома (желто-зеленый цвет), марганца (голубой или бархатно-черный), кобальта (коричнеый). При этом получают цементы клинкеров редких цветов, трудно достигаемых при смешивании с пигментами. Цветные цементы производят трех марок: 300, 400 и 500.

Белые и цветные цементы применяют для изготовления цветах бетонов, растворов отделочных смесей и цементных красок. Тампонажный портландцемент изготовляют измельчением портландцементного клинкера, гипса с добавками или без них. Тампонажные цементы на основе портландцементного клинкера По вещественному составу в зависимости от содержания и вида добавок подразделяются на: тампонажный портландцемент бездобавочный, тампонажный портландцемент с минеральными добавками и тампонажный портландцемент со специальными добавками, регулирующими свойства цемента. Тампонажные цементы применяют для цементирования нефтяных газовых и специальных скважин. Тампонажный портландцемент бездобавочный применяют в условиях нормальных и умеренных температур (15. 100°С) и нормальной плотности цементного теста (1650. 1950 кг/м 3 ). Требования по устойчивости к воздействию агрессивных пластовых вод и объемным деформациям при твердении ие предъявляются. К портландцементам с минеральными добавками или со специальными добавками, или в совокупности с минеральными и специальными добавками предъявляются требования по температуре применения, по средней плотности цементного теста и устойчивости тампонажного камня к агрессивности пластовых вод (сульфатная, кислая, углекислая, сероводородная, магнезиальная и полиминеральная).

Источник