Состав цементного раствора: Цементный раствор: пропорции, приготовление, состав, характеристики — ЖК Акваполис

Содержание

Цементный раствор: пропорции, приготовление, состав, характеристики

Цемент – один из основных строительных материалов. Представляет собой сухое порошкообразное вещество неорганического происхождения. Этот вяжущий материал при взаимодействии с водой образует пластичную смесь, которая при затвердевании превращается в камневидное тело.

Наиболее распространенная разновидность цемента – портландцемент, в состав которого входят оксиды кальция, железа, магния, диоксид кремния, глинозем. Цемент, затворенный водой, дает сильную усадку при твердении, что приводит к появлению трещин в отвердевшем продукте. Поэтому вяжущее используется в сочетании с заполнителями и наполнителями, предотвращающими растрескивание цементного камня. Наиболее популярным мелким заполнителем является песок.

Назначение строительных цементных растворов

Цементно-песчаные (и другие) строительные растворы регламентируются ГОСТом 28013-98. По назначению их разделяют на следующие виды:

Кладочные, в том числе для монтажных работ. Используются при ведении кирпичной или каменной кладки, для заполнения швов между бетонными и железобетонными панелями, выравнивания полов, заливки площадок, не предназначенных для восприятия серьезных нагрузок. Кладочный состав обеспечивает повышение тепло- и звукоизоляционных характеристик строения.

Штукатурные. Применяются для выравнивания основания и защиты стенового материала от воздействия атмосферных явлений.
Облицовочные. Служат для облицовки вертикальных и горизонтальных строительных конструкций керамической и керамогранитной плиткой.

В зависимости от назначения цементного раствора в его составе может быть песок различных фракций.

Назначение раствора	Крупность зерен песка, мм
Для кладки, кроме бутового камня	2,5
Для бутовой кладки	5,0
Для штукатурки, кроме накрывочного слоя	2,5
Для накрывочного штукатурного слоя	1,25
Для облицовочного слоя	1,25

В соответствии с ГОСТом 28013-98 цементные растворы различаются по маркам прочности на сжатие.

Таблица областей применения в зависимости от марки прочности цементного раствора

Марки по прочности на сжатие	Области применения
М50	Заделка щелей внутри помещений
М75	Внутренние кладочные работы
М100	Наружная кладка кирпича и блоков, устройство стяжки пола
М150	Заполнение швов в конструкциях из тяжелых бетонов, изготовления стяжки, при оборудовании гидротехнических объектов
М200	Благодаря высокой водостойкости, продукт используют в качестве гидроизоляционного слоя; при изготовлении материала для конструкций, которые в процессе эксплуатации будут контактировать с агрессивными средами, используется сульфатостойкий цемент

Компоненты строительных цементных растворов

Для получения качественного строительного материала каждый компонент должен соответствовать требованиям нормативов:

Цемент. В общих случаях используется портландцемент марок 400 и 500 без минеральных добавок или с минеральными добавками в количестве до 20%. Для особых эксплуатационных условий применяют сульфатостойкое, гидротехническое, пластифицированное цементное вяжущее.
Песок. Должен соответствовать ГОСТу 8736-2014 «Песок для строительных работ». Для изготовления растворов используют речной и карьерный песок, очищенный от илистых и глинистых включений, снижающих качество готового продукта.
Вода. Из питьевого трубопровода или проверенная на качество в лабораторных условиях. Температура +15…+20°C.

Цемент, песок и вода – основные компоненты строительного цементного раствора, но также в рецепт включаются добавки, придающие пластичной смеси или конечному продукту определенные свойства:

Эластификаторы. Улучшают эластичность раствора и его адгезию к основанию, повышают устойчивость затвердевшего продукта к появлению трещин и влагостойкость. Функции эластификатора может выполнять ПВА.
Пластификаторы и их более мощный вариант – суперпластификаторы. Увеличивают подвижность пластичной смеси, сокращают расход материала, уменьшают его склонность к расслоению. Наиболее простой вариант – применение моющих растворов. Их добавляют не в сухую смесь, а в воду.
Гидроизоляторы. Такие добавки ускоряют схватывание и твердение раствора, повышают водонепроницаемость готового слоя.
Латексные добавки. Сообщают готовому продукту широкий спектр полезных свойств – водостойкость, устойчивость к воздействию нефти и нефтепродуктов, других агрессивных химических веществ.

Противоморозные. Применяются при ведении работ в холодный период года.
Сажа, графит и другие красящие вещества. Не влияют на физические характеристики материала, применяются только для изменения цвета готового продукта.

Удельный вес цементно-песчаного раствора зависит от вида и пропорций составляющих, в среднем он равен 1800 кг/м³.

Этапы приготовления

Пропорции компонентов зависят от области применения цементного раствора, а следовательно, от марки прочности на сжатие.

Таблица пропорций компонентов раствора – цемента и песка по массе

Марка раствора	Марка цемента	Пропорции компонентов
Марка раствора	Марка цемента	Цемент	Песок
М50	М400	1	7,4
М75	М400	1	5,4
М100	М400	1	4,3
М100	М500	1	4,3
М150	М400	1	3,25
М150	М500	1	3,9
М200	М400	1	2,5
М200	М500	1	3

При небольших объемах работ приготовление цементно-песчаного раствора возможно вручную.

Последовательность:

Смешивают вяжущее и песок в сухом состоянии в металлической емкости или на стальном листе. Делать это на грунте не рекомендуется, поскольку состав загрязняется.
После того как смесь приобретет однородный сероватый цвет ее сгребают в гряду или кучку, на вершине которой делают небольшое углубление. В него небольшими порциями добавляют воду.
Полученный состав вымешивают.

Готовый продукт должен напоминать по густоте сметану, след от лопаты должен быть четким, не расплывчатым.

Приготовление материала в бетономешалке обеспечивает высокую скорость процесса и хорошее качество готовой пластичной смеси, благодаря тщательному перемешиванию и получению полностью однородного продукта.

Как сделать цементный раствор в бетономешалке:

В барабан заливают примерно половину положенного объема воды. Примерное количество воды – половина от объема цемента.
Перед тем как развести цемент, в воду вводят добавки, например моющее средство, которое должно полностью раствориться с образованием равномерной пены. Время перемешивания – 3-5 минут.
В барабан добавляют цемент и половину песка. Время перемешивания – 1-3 минуты.
Вводят остаток песка, перемешивают, регулируют плотность цементного раствора путем введения нужного количества воды.
Последний замес – 3-5 минут.

В результате получается однородный продукт, без комков, воздушных пузырей и расслоений. Приготовленный пластичный материал не должен растекаться и рассыпаться. Для проверки его готовности комок выкладывают на ровную поверхность. Требования – из комка не должна вытекать вода, со временем он немного оседает без потери первоначальной формы.

Как приготовить цементный раствор. Пропорции раствора

Пропорции приготовления цементного раствора

Для того, чтобы определить марку цементного раствора необходимо марку цемента поделить на количество песка.

Как приготовить цементный раствор марки 100

Вариант 1:
1 (одно) ведро цемента марки 400 и 4 (четыре) ведра песка.
400 (марка цемента) / 4 ведра песка = 100 (марка готового цементного раствора).

Вариант 2:
1 (одно) ведро цемента марки 500 и 5 (пять) ведер песка.
500 (марка цемента) / 5 ведер песка = 100 (марка готового цементного раствора)

Как приготовить цементный раствор марки 200

1 ведро цемента марки 400 и 2 ведра песка.
400 (марка цемента) / 2 ведра песка = 200 (марка готового цементного раствора)

Для эластичности в полученные растворы можно добавить 50 – 100 гр моющего средства. Например, жидкого мыла. Оно повышает сцепление строительных растворов.

Приготовление цементного раствора для кладки

Вода.
Для приготовления классического цементного раствора необходимо залить воды в мешалку. Нужно учесть, что при замесе песок должен быть сухой, иначе количество воды нужно будет заливать иное, для мокрого песка требуется меньшее количество воды. Если на 1 замес необходимо одно ведро цемента, то и воды тоже будет необходимо около одного ведра. Лучше залейте немного меньше нормы. Добавив в мешалку цемент и песок и видя конечную консистенцию, вы сами можете определить и добавить по необходимости остаточное количество воды.

Пластификаторы.
В цементный раствор после добавления воды добавляют пластификаторы (моющие средства, жидкое мыло) для повышения сцепления. (Полную статью о применении пластификаторов читайте в разделе Статьи).

Рекомендуется добавлять в мешалку приблизительно 50 – 100 гр моющего средства. Добавлять пластификаторы следуют после воды, чтобы оно успело хорошо раствориться. На это потребуется около 5 минут.

Песок.
После растворения пластификатора в воде необходимо добавить песок. Первоначально добавляем половину необходимого конечного количества песка!

Цемент.
Добавляем цемент. Сразу все необходимое количество. Ждем около 3 минут, пока все компоненты смешаются.

Песок.
Добавляем остаточную часть песка. Ждем еще 5 минут для полного смешения компонентов. Если необходимо регулируем густоту раствора добавлением небольшого количества воды.

Применение и приготовление раствора при отрицательных температурах

Строительные работы по применению и использованию цементного раствора могут проводиться не только в летнее и теплое время года, но и при низких температурных условиях. Поэтому в данных условиях необходимо учитывать влияние мороза и холода на свойства раствора.

Основная проблема при приготовлении цементного раствора при низких температурных условиях — это замерзание песка. Поэтому нужно ответственно отнестись к хранению песка. Необходимо его предварительно занести в дом, здание, где есть крыша и отопление. Если такое невозможно (например, на больших стройках), то необходимо обеспечить нагревание песка.

Добавляя воду в раствор, необходимо предварительно ее нагреть, так лучше идет растворение моющего средства, в связи с чем улучшается эластичность раствора.

Для того, чтобы цементный раствор не замерзал на морозе, необходимо использовать незамерзающие добавки (незамерзайки). Наилучшим средством является поташ (углекислый калий). Он представляет собой соль калия и угольной кислоты. Второе его название — карбонат калия. Поташ известен давно, посколько смесь содержится в золе. В Древней Греции и Риме его выделяли из золы и использовали при стирке.

Компания ПРОДТОРГСЕРВИС предлагает ознакомиться с ценами на цементныные растворы в готовом виде в Чебоксарах.

Состав и классификация цемента — PetroWiki

Почти все буровые цементы изготавливаются из портландцемента — прокаленной (обожженной) смеси известняка и глины. Раствор портландцемента в воде используется в скважинах, потому что его легко перекачивать и он быстро затвердевает даже под водой. Он называется портландцементом, потому что его изобретатель Джозеф Аспдин считал, что затвердевший цемент напоминает камень, добытый на острове Портленд у берегов Англии.

Содержание

1 Дозирование материалов
2 Классификация цемента
3 классификации API
- 3.1 Класс А
- 3.2 Класс В
- 3.3 Класс С
- 3.4 Класс G
- 3.5 Класс Н
4 Свойства цемента, указанные в спецификациях API
5 Каталожные номера
6 См. также
7 примечательных статей в OnePetro
8 Внешние ссылки
9 Категория

Дозирование материалов

Портландцементы легко модифицируются в зависимости от используемого сырья и процесса их объединения.

Дозирование сырья основано на серии одновременных расчетов, учитывающих химический состав сырья и тип производимого цемента: Американское общество по испытаниям и материалам (ASTM), тип I, II, III , или белый цемент V, или класс Американского института нефти (API) A, C, G или H. ^[1] ^[2]

Классификация цемента

Основным сырьем, используемым для производства портландцемента, являются известняк (карбонат кальция) и глина или сланец. Часто добавляют железо и глинозем, если они еще не присутствуют в достаточном количестве в глине или сланце. Эти материалы смешивают друг с другом, влажным или сухим, и подают во вращающуюся печь, которая плавит известняковую суспензию при температуре от 2600 до 3000°F в материал, называемый цементным клинкером. После охлаждения клинкер измельчают и смешивают с небольшим количеством гипса, чтобы контролировать время схватывания готового цемента.

Когда эти клинкеры гидратируются водой в процессе схватывания, они образуют четыре основные кристаллические фазы, как показано в Таблица 1 и Таблица 2 . ^[3]

Портландцементы обычно производятся в соответствии с определенными химическими и физическими стандартами, которые зависят от их применения. В некоторых случаях для получения оптимальных композиций необходимо добавлять дополнительные или корректирующие компоненты. Примеры таких добавок:

Песок
Кремнистые суглинки
Пуццоланы
Диатомовая земля (DE)
Железный колчедан
Глинозем

В расчетах также учитываются глинистые или кремнистые материалы, которые могут присутствовать в больших количествах в некоторых известняках, а также зола, образующаяся при сжигании угля в печи. Незначительные примеси в сырье также должны быть приняты во внимание, так как они могут оказывать значительное влияние на характеристики цемента.

В США есть несколько агентств, которые изучают и пишут спецификации для производства портландцемента. Из этих групп наиболее известными в нефтяной промышленности являются ASTM, которая имеет дело с цементами для строительства и использования в строительстве, и API, которая пишет спецификации для цементов, используемых только в скважинах.

Спецификация ASTM. C150 ^[1] предусматривает восемь типов портландцемента: Типы I, IA, II, IIA, III, IIIA, IV и V, где «A» обозначает воздухововлекающий цемент. Эти цементы предназначены для удовлетворения различных потребностей строительной отрасли. Цементы, используемые в скважинах, подвергаются воздействию условий, не встречающихся в строительстве, таких как широкий диапазон температур и давлений. По этим причинам были разработаны различные спецификации, которые охватываются спецификациями API. В настоящее время API предоставляет спецификации, охватывающие восемь классов тампонажных цементов, обозначенных как классы от A до H. Наиболее широко используются классы API G и H.

Цементы для нефтяных скважин также доступны в классах умеренной сульфатостойкости (MSR) или высокой сульфатостойкости (HSR). Сульфатостойкие марки используются для предотвращения разрушения затвердевшего цемента в скважине, вызванного воздействием сульфатов пластовыми водами.

Классификация API

Нефтяная промышленность закупает цемент, произведенный преимущественно в соответствии с классификацией API, опубликованной в API Spec. 10А. ^[4] Далее определяются различные классы цементов API для использования при забойных температурах и давлениях.

Класс A

Этот продукт предназначен для использования, когда не требуются особые свойства.
Доступен только в обычном сорте O (аналогично ASTM Spec. C150, Type I). ^[1]

Класс B

Этот продукт предназначен для использования в условиях, требующих умеренной или высокой устойчивости к сульфатам.
Доступны марки MSR и HSR (аналогично ASTM Spec. C150, тип II). ^[1]

Класс С

Этот продукт предназначен для использования в условиях, когда требуется высокая начальная прочность.
Доступен в обычном, O, MSR и HSR классах (аналогично ASTM Spec. C150, Type III). ^[1]

Класс G

Никакие другие добавки, кроме сульфата кальция или воды, или того и другого, не должны перемалываться или смешиваться с клинкером во время производства скважинного цемента класса G.
Этот продукт предназначен для использования в качестве основного скважинного цемента. Доступны марки MSR и HSR.

Класс H

Никакие добавки, кроме сульфата кальция или воды, или того и другого, не должны перемалываться или смешиваться с клинкером во время производства скважинного цемента класса H.
Этот продукт предназначен для использования в качестве основного скважинного цемента. Доступны марки MSR и HSR.

Свойства цемента, указанные в спецификациях API

Химические свойства и физические требования приведены в Таблицах 3 и Таблице 4 соответственно. ^[3] Типичные физические требования к различным классам цемента API показаны в таблице 5 . ^[3]

Хотя эти свойства описывают цементы для целей спецификации, цементы для нефтяных скважин должны иметь другие свойства и характеристики, чтобы обеспечить их необходимые функции в скважине. (API RP10B содержит стандарты для процедур испытаний и специального оборудования, используемого для испытаний тампонажных цементов, и включает:

Приготовление суспензии
Плотность навоза
Испытания на прочность при сжатии и неразрушающие акустические испытания
Испытания на время загустевания
Статические испытания на водоотдачу
Эксплуатационные испытания свободной жидкости
Испытания на проницаемость
Реологические свойства и прочность геля
Расчеты перепада давления и режима течения для шламов в трубах и кольцевых пространствах
Процедуры испытаний в Арктике (вечной мерзлоте)
Испытание на стабильность шлама
Совместимость скважинных флюидов. ^[5]

Список литературы

↑ ^1,0 ^1,1 ^1,2 ^1,3 ^1.4 ASTM C150-97A, Стандартная спецификация для порт-концентрации. 2000. Западный Коншохокен, Пенсильвания: ASTM International. http://dx.doi.org/10.1520/C0150_C0150M-12
↑ ASTM C114-97a, Стандартные методы химического анализа гидравлического цемента. 2000. Западный Коншохокен, Пенсильвания: ASTM International. http://dx.doi.org/10.1520/C0114-11B.
↑ ^3,0 ^3,1 ^3,2 Смит, Д.К. 2003. Цементирование. Серия монографий, SPE, Ричардсон, Техас, 4, гл. 2 и 3.
↑ Спецификация API. 10A, Технические условия на цементы и материалы для цементирования скважин, 23-е издание. 2002. Вашингтон, округ Колумбия: API.
↑ API RP 10B, Рекомендуемая практика испытания скважинных цементов, 22-е издание. 1997. Вашингтон, округ Колумбия: API.

См. также

Работы по цементированию

PEH: Цементирование

Примечательные статьи в OnePetro

Внешние ссылки

Монография SPE по цементированию

Категория