Главное меню

Цемент как получают


химический состав, формула, технологии производства (+9 фото и 7 видео)

Цемент – это искусственное порошкообразное вещество, которое выполняет функцию вяжущего при замешивании бетонной смеси. В сочетании с водой он образует пластичную массу, которая в дальнейшем застывает и становится камневидной. То, из чего состоит цемент, в первую очередь зависит от способа производства. В общем случае основой служит клинкер в сочетании с минеральными добавками и гипсом.

История цемента

Слово «цемент» происходит от латинского caementum, что переводится как «дробленый, битый камень». Это вещество стало результатом поиска способов справиться с низкой водостойкостью гипсовых и известняковых пород. С этой целью в их состав вводились водостойкие минеральные вещества. В самом начале ими выступали остатки кирпичей из обожженной глины и вулканические породы. Древние римляне применяли отложения пепла знаменитого вулкана Везувия – пуццоланы.

Оптимальная технология производства цемента была выработана много лет спустя, когда потребность в большом количестве недорого и прочного вяжущего не стала наиболее острой. Наибольший вклад в исследования внесли:

  1. Каменщик Джон Аспинд, который в 1824 г. получил патент на портландцемент.
  2. Русский строитель Егор Челиев, написавший в 1825 г. книгу о цементе для подводных работ.

Название портландцемент происходит от английского острова Портленд, состоящего из известковых пород. В Англии камни с этого острова считались самым престижным строительным материалом. Аспинду удалось получить искусственный камень, который по прочности и цвету был очень похож на указанный материал.

Но он изготавливался без обжига исходного сырья. Большее соответствие технологии тому, что сегодня является портландцементом, отмечается именно в процессе производства Челиева.

Из чего делают цемент: состав и основное сырье

В состав цемента входят следующие компоненты:

  1. Известь (оксид кальция, CaO) – 60%.
  2. Кремниевый диоксид (SiO2) – 20%.
  3. Алюминий (глинозем, Al2O3) – 4%.
  4. Гипс и оксиды железа (Fe2O3) – 2%.
  5. Магния оксид (MgO) – 1%.

Указанное процентное соотношение перечисленных компонентов характерно для наиболее популярного вида цемента – портландцемента. Оно может несколько видоизменяться. Все зависит от технологии производства и класса цементной продукции.

Важно! Существованием различных видов и марок объясняется отсутствие точной химической формулы цемента. Всю важную информацию дают показатели минералогического состава.

Основное, из чего делают цемент – это клинкер. Так называют продукт обжига исходного сырья – известняка и глины, которые берут в пропорции 3:1. Клинкер – это полуфабрикат для получения цемента. После обжига при температуре до 1500 °C клинкер измельчают, в результате чего он оказывается представлен в форме гранул диаметром до 60 мм.

При измельчении в состав клинкера вводят добавки:

  1. Гипс (CaSO42h3O), регулирующий сроки схватывания.
  2. Корректирующие добавки (до 15-20%), улучшающие определенные свойства цемента: пластификаторы, присадки и пр.).

В качестве главного исходного сырья для производства цемента используются разные горные породы:

  1. Ископаемые карбонатного типа. Могут иметь аморфную или кристаллическую структуру, которая определяет, насколько эффективно материал будет взаимодействовать с другими компонентами в составе при обжиге.
  2. Осадочного происхождения. Это глинистое сырье с минеральной основой, которое при избыточном увлажнении становится пластичным и разбухает, т. е. увеличивается в объеме. Главная особенность материала – вязкость, которой обусловлено его применение при сухом процессе производства.

Советуем изучить подробнее: «Все, что нужно знать о суперпластификаторах, или как уменьшить расход цемента».

Карбонатные породы

Среди карбонатных пород для производства цемента используются:

  1. Мергелистый известняк, или мергель. Содержит в себе примеси глины, поэтому считается переходным материалом между карбонатными и глинистыми породами.
  2. Мел – разновидность мажущего известняка, которая характеризуется легкостью в перетирании.
  3. Ракушечник. Для него характерна пористая структура, которая не слишком устойчива к сжимающим нагрузкам.
  4. Доломитовые породы. Из всех видов карбонатных пород отличаются самыми ценными физическими свойствами.

Глинистые породы

К глинистым породам, используемым при изготовлении цемента, относятся:

  1. Глина. Основная разновидность глинистых пород с минеральными включениями в составе.
  2. Суглинок. Отличается от глины увеличенной концентрацией пылеобразных частиц и песчаной фракции.
  3. Лёсс. Менее пластичная горная порода. Для нее больше характерны пористость, рыхлость и мелкозернистость. В составе лесса могут присутствовать включения кварца или силиката.
  4. Глинистый сланец. Из всех видов подобных пород имеет наиболее высокую прочность. При измельчении сланец преобразуется в пластинчатые частицы. В материале мало влаги, его характеризует стабильный гранулометрический состав.

Корректирующие добавки

С целью корректировки в состав цемента вводят специальные минеральные добавки. В первую очередь это модификаторы на базе ископаемых, содержащих:

  1. железо,
  2. кремнбелитовый
  3. плавиковый шпат,
  4. апатиты,
  5. глинозем.

Еще корректирующие добавки могут быть представлены промышленными отходами с других производств. В качестве них используются:

  1. пиритные огарки;
  2. пыль из доменных печей;
  3. белитовый шлам;
  4. минерализаторы.

Применение добавок позволяет улучшить характеристики цемента и бетонного раствора, который готовится на его основе. Каждый из модификаторов придает смеси особые свойства, к примеру:

  1. CemFrio – обладает противоморозным, пластифицирующим и ускоряющим действиями.
  2. CemPlast – позволяет получить высокоподвижную бетонную смесь с повышенной удобоукладываемостью, а также повысить активность вяжущего, т. е. цемента, и обеспечить полноту гидратации.
  3. CemAqua и CemAquaStop – гидроизолирующая дводоредуцирующаясное водоотталкивающее средство для обработки поверхностей.
  4. CemBase – увеличивает прочность, морозостойкость, водонепроницаемость и долговечность бетонных изделий.
  5. Plastix – многофункциональная водоредуцирующая и пластифицирующая добавка, повышающая марочную прочность бетонных изделий.
  6. CemFix – добавка-ускоритель, используемая для бетонных смесей, к которым предъявляются требования высокой ранней прочности.

Как делают цемент: 3 главных способа

Производство цемента в современных условиях осуществляется одним из трех способов:

  1. Мокрым. Ее главная особенность – замена извести мелом, а также процесс производства с добавлением воды. Сырьем для изготовления здесь становится шихта (смесь исходных материалов) с влажностью до 50%.
  2. Сухим. Эта технология с минимальными энергозатратами и себестоимостью, поскольку здесь несколько технологических операций объединены в один процесс. Поступая в шаровую мельницу, все компоненты одновременно и размалываются, и сушатся.
  3. Комбинированным. Этот способ производства объединяет особенности процессов сухой и мокрой технологии. Здесь по результатам обжига получается полусухой состав с влажностью 18%.

Сухой способ производства

Как делают цемент по сухой технологии:

  1. Исходное сырье подвергают дроблению.
  2. Просушивают его до определенного уровня влажности.
  3. Высушенную смесь измельчают до состояния муки.
  4. Ее обжигают внутри вращающейся печи, после чего охлаждают и отправляют на склад.

Мокрая технология производства

В отличие от сухого метода изготовления здесь после измельчения компонентов к ним дополнительно добавляют воду. В результате получается не мука, а сырьевой шлам, который и попадает в печь на обжиг, а затем – в холодильник на охлаждение. Уже охлажденные клинкер подвергают измельчению и дополнению добавками.

Комбинированная технология изготовления

Комбинированный способ производства цемента объединяет в себе этапы сухого и мокрого:

  1. Сначала по мокрой технологии получают сырьевой шлам.
  2. Шлам подвергают обезвоживанию и гранулированию.
  3. Гранулы проходят обжиг в печи, которая применяется для сухой технологии.

Бесклинкерный способ производства

В бесклинкерной технологии производства в качестве исходного сырья для изготовления цемента используют гидравлический или доменный шлак. Его также дополняют различными добавками и активаторами. Полученную шлако-щелочную смесь подвергают дроблению и перетиранию до порошкообразного состояния. Подобная технология производства имеет несколько преимуществ:

  1. Повышение чистоты окружающей среды за счет переработки отходов металлургической отрасли.
  2. Получение продукта с высокой устойчивостью к негативному влиянию окружающей среды.
  3. Возможность производить цемент с разными свойствами и в широком спектре оттенков.
  4. Более низкие затраты на электро- и тепловую энергию.

Виды цемента по составу и сфере применения

Видео: что такое шлакопортландцемент

Производство цемента на заводах

Изготовление цемента мокрым способом традиционно осуществляется отечественными цементными заводами. За рубежом чаще применяют сухую технологию. Ею пользуются цементные заводы в Китае, Турции и Египте. Белый цемент выпускается только одним российским предприятием – ООО «Холсим (Рус) СМ». Большая часто подобного вяжущего поставляется зарубежными компаниями, такими как:

  1. AalborgWhite (Дания).
  2. Cimsa/Adana (Турция).
  3. «Холсим» (Словакия).

В общем виде технология производства цемента включает несколько этапов:

  1. Смешивание всех компонентов для изготовления клинкера (75% известняка и 25% глины).
  2. Обжиг исходного сырья при высокой температуре. На этом этапе и получают клинкер, который является основой для цемента.
  3. Измельчение клинкера в шаровых мельницах. В результате должно получиться вещество порошкообразной консистенции. Шаровая мельница – это горизонтальные барабаны со стальными шарами внутри.

Советуем изучить подробнее: «Важная величина: как узнать время схватывания бетона».

Обратите внимание: чем меньше фракция помола клинкера, тем выше эксплуатационные характеристики и марка цементного состава.

Оборудование для производства цемента

Производства цемента на каждом этапе требует применения специального оборудования. Его делят на следующие категории:

  1. для добычи исходного сырья;
  2. для транспортировки сырья на место производства;
  3. печь для обжига;
  4. шаровые мельницы для измельчения и смешивания клинкера;
  5. станки для фасовки готового цемента.

Как сделать цемент в домашних условиях

Получить цемент можно в домашних условиях, но только если иметь все исходные материалы и необходимое оборудование:

  1. доменная печь для обжига при температуре 1500 °C;
  2. дробилка для измельчения клинкера в муку.

В одном из способов домашнего изготовления цемента используются смола и сера. Полученный цемент можно применять для кладки плитки и кирпича, создания цементной стяжки. Технология изготовления следующая:

  1. Растопить в металлической емкости 1 кг смолы, в огнеупорной емкости – 1 кг серы.
  2. Соединить жидкие компоненты, перемешать до однородной консистенции.
  3. Ввести 2 кг просеянного однородного песка и 3 кг оксида свинца (свинцового глета).
  4. Постоянно подогревая смесь, размешивать ее до получения однородной массы.
  5. Произвести обжиг в доменной печи и дать продукту отстояться.

В реальности с изготовлением цемента в домашних условиях возникают определенные трудности, поскольку для производства нужны печь для обжига и мельница для размалывания. В связи с этим в домашних условиях приходится несколько менять рецептуру цемента, используя для его изготовления воду, водную известь и каменную золу. Полученный раствор пригоден для заделки мелких трещин, причем использовать его необходимо сразу же после изготовления.

Видео: как сделать огнеупорный цемент из золы

Как делают белый цемент

Отличие белого цемента также заключается в составе. В нем содержится меньше железа, чем в сером, а еще присутствуют добавки:

  1. минеральные,
  2. гипс,
  3. соли,
  4. известняк и пр.

Исходным сырьем для изготовления белого цемента служат глинистые или карбонатные породы. Главное преимущество вяжущего – его белоснежный цвет, которая повышает декоративные свойства цементной смеси. Из-за этого белый цемент часто еще называют декоративным. В то же время ввиду более сложной технологии производства материал имеет более высокую стоимость.

Видео: стол из белого бетона в стиле Loft

Видео: как приготовить раствор на белом цементе

Видео: как и из чего делают цемент

Как правильно приготовить цементный раствор

Для замешивания цементного раствора необходимо соблюдать пропорции его составляющих. На 1 часть цемента приходится 3 части песка. Вода же добавляется в зависимости от того, насколько пластичный или вязкий нужно получить раствор. Также пропорции выбираются с учетом типа работ и марки цемента. К примеру, для приготовления раствора на стяжку пола пользуются пропорциями из таблицы:

Сначала между собой смешивают сухие фракции, т. е. цемент и песок. Только потом начинают небольшими порциями добавлять воду, постепенно доводя состав до нужной консистенции. В качестве наполнителя можно использовать не только песок, но еще и гравий или щебень.

Обратите внимание: лучше для замешивания раствора использовать осадочную воду, а не водопроводную.

Классы раствора для разных типов работ:

  1. М50 или М100 – для штукатурных работ;
  2. М50 или М100 – для возведения кирпичной кладки;
  3. М100 или М200 – для стяжки пола;
  4. М200 или М300 – для фундаментов и оснований.

Для замешивания раствора необходимо использовать специальный поддон или бетономешалку. Последняя позволяет получить смесь наиболее однородной консистенции.

Советуем изучить подробнее: «Что стоит знать при покупке цемента в мешках и как рассчитать количество».

Видео: цементный раствор, приготовления без инструмента

Видео: как правильно замешивать цементный раствор

В заключение

В современном мире цемент производится в большом количестве разных видов, что позволяет подобрать вяжущее для любых строительных работ. За счет применения различных добавок цементу можно придавать определенные свойства и использовать его в различных сложных условиях, например, для конструкций, эксплуатируемых под водой или при низких температурах. Цемент очень прост в применении, а также может быть приготовлен в домашних условиях, если знать его состав и общую технологию изготовления.

состав, технология и этапы изготовления

Дата: 10 января 2019

Просмотров: 41609

Коментариев: 3

Цемент – широко распространенный материал, который применяют при любых видах работ, связанных с ремонтом, реставрацией, строительством. Цементная основа – вяжущие компоненты неорганического происхождения. Из цемента производятся бетонные, кладочные, штукатурные растворы, железобетонные изделия, используемые при строительстве промышленных объектов и частных построек.

Особенностью порошкообразной цементной массы, смешанной с водой, является способность постепенно твердеть, превращаясь в каменный массив. Процесс приобретения эксплуатационной прочности происходит как в воздушной среде, так и в воде. Главное условие твердения – избыточная влажность.

Все сталкивались с цементом, однако мало кто знает, из чего делают этот универсальный строительный материал, как его производят. Его основа – клинкер, специальные минеральные добавки и гипс. Рассмотрим подробно, как делают цемент, какое сырье для этого используется.

По-прежнему клинкер – это основной компонент, входящий в состав цемента

Сырьевые материалы

Производство цемента осуществляется на специальных заводах, расположенных близко к местам добычи исходного сырья для его изготовления. Главным исходным сырьем для цементного производства являются следующие естественные породы:

[testimonial_view id=”3″]

Карбонатные породы

Остановимся на карбонатных породах, характерными представителями которых являются:

Глинистое сырье

К глинистым породам относятся:

Возможно применение отходов промышленного производства, других видов природных материалов и шлаков.

Корректирующие добавки

Цементный состав делают из минерального сырья с применением специальных пластификаторов, добавляемых при производстве.

Если увеличить количество добавок до 20%, то свойства цемента будут несколько изменены

Технология предусматривает использование добавок на базе ископаемых, содержащих:

Введение корректирующих добавок, с помощью которых делают цемент и улучшают его характеристики, предусмотрено технологией. Пластификаторы позволяют улучшить следующие свойства цементного состава:

Состав

Задумывались ли вы, из чего сделан цемент? Его состав обусловлен особенностями сырья и конкретной маркой продукции. Так, пользующийся широкой популярностью портландцемент имеет следующий состав:

Сегодня производится множество видов цемента

Процентное соотношение ингредиентов может изменяться, согласно особенностям технологии и марки цементной продукции. Отдельные виды цементов, в частности шлакопортландцемент, включают в свой состав шлак, представляющий уголь, полученный в результате обжига клинкера.

Независимо от рецептуры, основные ингредиенты при изготовлении цементного состава – глина и известняк. Концентрация известняка трехкратно превышает содержание глины, что обеспечивает необходимое качество клинкера для производства цементной продукции.

Основными компонентами, из которых производят цемент, являются:

Очень часто цемент применяют в строительстве для создания бетона и армированных конструкций

Процесс изготовления

Производство цемента осуществляется поэтапно, предусматривает следующее технологические операции:

Этапы производства

Особенности производства предусматривают изготовление цемента различными методами, что сказывается на особенностях применяемого сырья. Это обусловлено расположением цементного производства, спецификой применяемого оборудования, спросом на определённые марки продукции.

Все варианты технологий отличаются только особенностями подготовки исходного сырья, которые осуществляются:

Заключение

Материал статьи предоставляет информацию о том, как делают цемент, какое сырье применяют, какие технологические особенности используют в процессе производства. Имеется множество технологических нюансов, которыми в совершенстве владеют специалисты, занимающиеся изготовление цемента.

На сайте: Автор и редактор статей на сайте pobetony.ru
Образование и опыт работы: Высшее техническое образование. Опыт работы на различных производствах и стройках – 12 лет, из них 8 лет – за рубежом.
Другие умения и навыки: Имеет 4-ю группу допуска по электробезопасности. Выполнение расчетов с использованием больших массивов данных.
Текущая занятость: Последние 4 года выступает в роли независимого консультанта в ряде строительных компаний.

Как делают цемент: технология производства цемента

Любое строительство или ремонтные работы невозможны без использования универсального строительного материала – цемента разных видов и марок. Мы настолько привыкли к этому продукту, что даже не задумываемся над проблемой, а как делают цемент.  Можно ли его можно изготовить в домашних условиях и не переплачивать?

СодержаниеСвернуть

Сразу ответим на вопрос – можно ли сделать цемент своими руками? Имея необходимое оборудование и исходные материалы – получить цемент в домашних условиях можно. На данный момент времени в Российской Федерации большим спросом пользуются мини-заводы по производству цемента, мощностью порядка 120 000 тонн цемента в год. Производить же цемент для единичной стройки экономически невыгодно. Проще и дешевле купить этот необходимый строительный материал на заводе или в магазине.

Состав цемента

Цемент получается при длительном дроблении клинкера и гипса. Клинкер — продукт равномерного обжига до спекания однородной сырьевой смеси, состоящей из известняка и глины определённого состава, обеспечивающего преобладание силикатов кальция.

При измельчении клинкера вводят добавки: гипс СaSO4·2H2O для регулирования сроков схватывания, до 15 % активных минеральных добавок (пиритные огарки, колошниковую пыль, бокситы, пески) для улучшения некоторых свойств и снижения стоимости цемента.

Производство цемента на заводах

На данный момент времени производителями цемента используются три технологии производства связующего:

Стоит заметить что «сухую» технологию используют зарубежные производители цемента: Египет, Турция и Китай. «Мокрая» же технология традиционно используется отечественными цементными заводами.

циклы производства цемента

Сухой способ

Здесь нет необходимости использовать воду. Исходный материал (глину и известняк) дробят на специальном оборудовании. Сушат и перемалывают в мелкодисперсную муку, смешивают пневматическим способом и подают на обжиг.

Образовавшийся в результате обжига цементный клинкер измельчается до соответствующей степени фракции, фасуется в упаковку и отправляется на склад готовой продукции. Данный способ позволяет снизить затраты на производство, однако отличается «капризностью» к однородности исходных материалов и является экологически опасным вариантом.

Мокрый способ

Неоспоримые достоинства данного метода заключается в возможности точного подбора состава исходного сырья при высокой неоднородности исходных компонентов: порода, вид породы и пр. Исходный материал (шлам) представляет собой жидкую субстанцию, содержащую до сорока процентов влаги.

Перед тем как сделать цемент, состав шлама корректируется в специальных технологических бассейнах. После выдержки сырья в бассейне, производится отжиг в специальных вращающихся печах и последующее измельчение.

Мокрый способ требует большего расхода тепловой энергии расходуемой на высушивание исходного сырья. Это существенно увеличивает себестоимость производства цемента, однако качество конечной продукции не страдает от возможной неоднородности клинкера, как при мокром варианте.

Комбинированные способы

Данная технология опирается на мокрый вид получения связующего. Промежуточную субстанцию обезвоживают по специальной технологии. Клинкер гранулируют с добавлением воды, после чего производят отжиг и последующее измельчение до той или иной марки цемента.

В числе достоинств комбинированного способа производства цемента: высокий выход «годного», возможность использования отходов металлургической промышленности.

Как делают белый цемент

Технология производства белого цемента незначительно отличается от технологии производства обычного «серого» материала. Как и обычный «серый» материал, белый цемент выпускают сухим и мокрым способом. Основное отличие технологии – обжиг исходного сырья при высокой температуре и резкое охлаждение в воде.

Клинкер белого цемента характеризуется как «маложелезистый» и содержит в своем составе: минеральные добавки, известняк, гипс, соли и другие компоненты. В качестве исходного сырья для клинкера используются карбонатная и глинистая порода (известняк, каолиновая глина, отходы обогащения, кварцевый песок).

В Российской Федерации белый цемент производится только на одном предприятии – ООО «Холсим (Рус) СМ» (до 2012 года ОАО «Щуровский цемент»). Большинство белого цемента поставляется на рынок России из-за рубежа следующими компаниями: «Холсим» (Словакия), «Cimsa иAdana» (Турция), «AalborgWhite»(Дания) и «AalborgWhite» (Египет).

Основное достоинство белого цемента его уникальная характеристика – белоснежность, а основной недостаток в разы большая стоимость по сравнению с обычным «серым» материалом.

Заключение

Теперь вы знаете, как делают цемент на заводе в общем случае. Информацию как правильно делать цемент во всех подробностях, цифрах, схемах, таблицах и других тонкостях смотрите в специальной литературе.

Технология производства цемента на заводе

В строительных работах цемент потребляется как самостоятельное сырье, так и в качестве компонента в составе (бетон или железобетон). Процесс изготовления трудозатратный и дорогой. Используемые производителями технологии напрямую влияют на качество сырья и его окончательную стоимость.

Базовый состав цемента одинаковый для всех видов. Цемент делают из глиняной породы, из которой изготавливается клинкер. От типа обработки зависят технические характеристики. Около 15% состава занимают минеральные добавки (только в точном соотношении с установленными государственными стандартами). Если процентное соотношение добавок будет нарушено, то свойства цементного раствора будут изменены. У раствора есть название — пуццолановый цемент.

На качество материала оказывает непосредственное влияние технология его производства:

Сегодня производители предлагают потребителю огромное количество видов цемента, которые следует использовать в зависимости от условий труда и особенностей строения. Но технологии производства остаются стандартными.

Этапы производства цемента

Изготовление цемента следует разделить на два основных этапа: получение клинкера и помол составляющих. Клинкер — смесь природного характера, обычно она изготавливается из извести (около 75%) и глины (около 25%). Компоненты прошли обжиг в специальных печах под воздействием высокой температуры. Возможен вариант замены глины на другие компоненты природного происхождения, например, трепел или доломит.

В природе можно найти уже готовый клинкер, который не нуждается в обжиге. Это мергель — горная порода. Но материала в природе настолько мало, что производители отдают предпочтение искусственно сделанного клинкеру.

Второй этап заключается в тщательном перемешивании составляющих клинкера в особых емкостях. Затем смесь проходит продолжительный обжиг в печах, что дает возможность компонентам вступить во взаимосвязь друг с другом. В результате глина и известь образуют небольшие шарики, величиной с грецкий орех. Затем компоненты смешиваются снова и измельчаются.

Технология производства цемента

Технология получения цемента имеет свои особенности, в зависимости от способа: мокрого, сухого или комбинированного.

Технология производства цемента сухим способом

Этот метод является экономически выгодным, поэтому используется практически на каждом производстве. Его особенность заключается в том, что на каждом этапе работы компоненты остаются сухими. Основа производства материала базируется на химических и физических характеристиках используемого сырья.

Все элементы проходят дополнительную сушку, а затем измельчаются до порошкообразного состояния. Компоненты смешиваются, другими словами, проходят этап гомогенизации. В итоге получается гомогенизационный силос или мука. Затем сырьевую муку отправляют в печь для прохождения деликатного обжига. Полученная смесь называется клинкер.

В следующей мельнице в клинкер вносятся всевозможные добавки (в зависимости от типа цемента). Затем компоненты снова измельчаются и микшуются. После этого сырье отправляется на сохранение в бункер. Там цемент комплектуется в мешки различной емкости и следует на отгрузку.

Технология производства цемента мокрым способом

Создание цементной смеси с добавление жидкости — менее популярный метод в сравнении с предыдущим. В его производстве используются карбонатный мел, силикатная глина. Возможно применение железосодержащих добавок, например, конверторного шлама, пиритных остатков.

Глину, которую планируется использовать, обрабатывают в специальных вальцевых системах дробления, крошат до величины гранул от 0 до 100 мм. Состав направляется в болтушки для последующего отмачивания. Это позволяет создать шлам, с уровнем влажности около 70%. Компоненты, которые входят в состав смеси, смешиваются и измельчаются с использованием заданного процента влаги. В конечном счете, получается шихта с уровнем влажности в пределах 30-50%.

На данной стадии смесь проходит контроль качества. Если ее показатели соответствуют стандартам, то она обжигается под воздействием высоких температур, превращаемого в миниатюрные зерна. Их также следует перемолоть до порошкообразного вида. Данная технология трудозатратная, поэтому используется в формировании некоторых растворов.

Технология производства цемента комбинированным способом

Данная технология объединила сразу два метода производства цемента. В барабане для измельчения шлам проходит этап принудительного увлажнения до 40-45%. Затем состав проходит через фильтры с целью его обезвоживания. Затем состав доставляется на прогрев, что дополнительно уменьшает содержание жидкости.

После этого цементная масса отправляется на прогревание, где постоянно перемешивается. Готовый продукт направляется на сохранение и для последующего фасования в мешки.

Изготовление белого цементного раствора

Производство белого цемента нуждается в отдельном рассмотрении. Материал широко используется в отделке поверхностей. После высыхания приобретает белый цвет.

В соединение смеси входят мергель, известняк, мрамор, песок и глина, но в меньшей степени в сравнении с серым цементом. Большую часть смеси занимает мраморная крошка. В смеси также допускается присутствие красящих окислительных элементов: железа, хрома, марганца, титана и других. Мел и каолин придают раствору белесый оттенок. К чистоте используемой воды предъявляются высокие требования, ее процент в общей массе не более 45%. Материал проходит несколько уровней очистки, поэтому на исходе получается цемент высокого качества. Обрабатываемая раствором из белого цемента поверхность не имеет изъянов.

Измельчение клинкера продолжается в мельничном агрегате, в котором установлена специфическая облицовка. Деликатность измельчения белого цемента гораздо выше, чем обычного серого. Поэтому смесь производится двух марок М400 и М500. Изделия из белого цемента не осыпаются, не разрушаются, за ними легко ухаживать. Поэтому материал применяется в создании разнообразных архитектурных строений и форм.

Важно отметить, что белоснежный цвет материала позволяет создавать другие оттенки. На заключительном этапе производства в смесь вносится определенный процент пигментных добавок.

Для производства каждого вида цемента используется особое оборудование, а производители придерживаются определенной последовательности действий. Поэтому рекомендуется приобретать цемент у производителей, которые уже зарекомендовали себя на строительном рынке, сопровождают свою продукцию сертификатами качества.

Технология производства цемента: сырье, способы, оборудование

Для проведения строительных или ремонтных работ используют различные материалы, в том числе цемент разных видов и марок. Его используют для подготовки бетонных, кладочных, штукатурных растворов, для производства железобетонных изделий. Но при этом редко кто знаком с технологией производства цемента.

Состав цемента

Цементная смесь получается в результате смешивания ряда компонентов:
  1. Клинкера. Вещество основано на глине и известняке, используется для определения прочности материала. Производится путем обжига глины и известняка. Под воздействием высоких температур плавится, преображаясь в гранулированную фракцию с высоким содержанием кремнезема. Затем обжигается повторно.
  2. Гипса. Используется для регулирования процесса твердения цемента. Вводится в состав в количестве не более 5%.
  3. Активных минеральных добавок. Они способствуют улучшению свойств цементного состава и расширению области его использования.

При изготовлении продукции могут быть использованы другие добавки, например, окислы кальция, магния, фосфора, соли. Но они используются в небольших количествах. Их вносят для того, чтобы получить установленные характеристики — жаропрочность, кислотоустойчивость и пр.

Если технологический процесс позволяет, то в состав могут быть введены пластификаторы.

Их использование помогает получить следующие эксплуатационные характеристики:
  1. Препятствовать проникновению влаги в конструкцию.
  2. Уменьшение времени затвердевания.
  3. Увеличение прочности.
  4. Стойкость к колебаниям температур, влиянию агрессивных сред.

В зависимости от количества добавок выделяются несколько видов продукта:
  1. Портландцемент. Самая распространенная модификация, в составе которой около 80% силиката кальция. Используется при различных строительных работах. Добавление красящих веществ улучшает декоративные свойства цемента, позволяя использовать его для отделочных работ.
  2. Глиноземистый. Отличается ускоренным твердением. Благодаря этому свойству его используют на объектах, которым необходима срочная реставрация, например, устранение разрушений после аварий, пожаров.
  3. Магнезиальный. Основной компонент — оксид магния, добавляет составу прочности, повышает адгезию к древесине. Однако из-за повышенной склонности к коррозии используется редко.
  4. Кислотоупорный. В процессе изготовления в состав вносится наполнитель — гидроксиликат натрия, затворяющийся жидким стеклом. Используется в кислотостойких бетонах и растворах.

Производство цемента на заводах

Выпуском цементной смеси занимаются специализированные предприятия. Чтобы получить качественный продукт требуется специальное оборудование и знание технологии. От мощности предприятия и качества сырья зависит выбор способа производства цемента.

Технологический процесс предполагает выполнение ряда производственных этапов:
  1. Добыча сырья, в состав которого входит гипс, глина, известняк.
  2. Дробление известняка с приданием полученному продукту необходимой влажности.
  3. Измельчение известняка. Смешивание его с глиной. Концентрация компонентов может меняться. Все зависит от характеристик используемого сырья. В основном соотношение составляет 3:1. В результате получается комбинированный, сухой или мокрый шлам.
  4. Обжиг. Сырьевая масса отправляется в печь, разогретую до 1500 градусов, где спекается и превращается в гранулированную фракцию — клинкер.
  5. Измельчение. Клинкер в специальных мельницах измельчается до порошкообразного состояния.
  6. Подготовленные ингредиенты смешиваются в соответствии с рецептурой марки будущего цемента. В процессе смешивания добавляется гипс и специальные минеральные добавки.

Цементные составы изготавливаются по проверенным технологиям. В зависимости от состава и качества используемого сырья применяются разные методы подготовки исходных материалов.

Сухой способ

При производстве не используется вода. Основные материалы — глина и известняк, дробятся на специальном оборудовании. Сушатся, перемалываются в муку. Смешиваются при помощи пневматического инструмента и подаются на обжиг.

Клинкер, что образовался после обжига, измельчается до установленной фракции, фасуется в подготовленную тару и перевозится на склад. Производство цемента сухим способом позволяет снижать производственные затраты. Но требует повышенной однородности основных материалов. К тому же является опасным, с точки зрения экологии.

Мокрый способ

Преимуществом данного метода изготовления цемента является возможность точно подобрать необходимый состав шлама, несмотря на неоднородность исходного сырья. Шлам при таком способе приобретает жидкую консистенцию. В нем содержится около 40% жидкости.

Прежде чем сделать конечный продукт, шлам помещается в специальные технологические бассейны для корректировки состава. Затем отправляется во вращающиеся печи для обжига.

Температура обжига превышает 1000 градусов, поэтому изготовление цемента мокрым способом требует больших энергозатрат. Но дает возможность получать продукт высокого качества.

Комбинированные способы

Технология предполагает объединение сухого и мокрого способов производства цемента. Один из них может быть взят за основу, а второй — выступать в качестве дополнения. На разных предприятиях эти способы имеют различия. Все зависит от особенностей имеющегося оборудования для производства цемента, близости к месту добычи сырья, а также от потребностей на установленные марки продукта.

Если за основу взят мокрый метод, то сырье вначале смешивается, а затем обезвоживается в специальных сушилках с фильтрами почти до сухого состояния. Только после этой процедуры отправляется в печь. Такая технология позволяет уменьшать теплозатраты, поскольку в процессе обжига почти нет испарений.

Когда в основе лежит сухой способ, в процессе гранулирования готовой смеси используется вода. В обоих случаях влажность клинкера, отправляющегося в печь, около 10-18%.

Как делают белый цемент

Белый цемент, производство которого несколько отличается от технологии выпуска серого продукта, может выпускаться как мокрым, так и сухим способом. Отличается технология тем, что исходное сырье обжигается при высокой температуре и затем быстро охлаждается водой.

Клинкер этого вида продукции складывается из минеральных добавок, известняка, гипса, соли и других компонентов. Исходное сырье готовится из карбонатной и глинистой породы: известняка, каолиновой глины, отходов обогащения, кварцевого песка.

Основным достоинством и отличительной чертой белого цемента является его белоснежность. Но его производство обходится намного дороже по сравнению с серым продуктом.

из чего состоит и как его производят

Без этого материала невозможно представить современную строительную площадку. Цемент уже более ста лет позволяет сооружать крепчайшие конструкции, его используют для проведения ремонтных работ, с его помощью выполняют отделку помещений, но при этом мало кто задумывается, из чего делают цемент.

Итак, что такое цемент? Этот материал представляет собой порошок, в основу которого входят неорганические соединения. Взаимодействуя с водой, этот порошок начинает твердеть и приобретать прочность монолитного, крепкого материала, заполняя заранее приготовленную форму.

Реакция происходит при обеспечении достаточной влажности. После набора прочности, конструкции из цемента могут служить длительное время без изменения основных свойств. Заводы, занимающиеся производством данного материала, стараются располагать в непосредственной близости к источнику добычи сырья, так как объемы переработки и перевозки материалов для изготовления цемента достаточно высоки.

Чтобы понять, из чего состоит цемент, достаточно показать химический состав цемента, самого используемого в строительстве, — портландцемент. Его изготавливают, применяя следующие пропорции:

  • оксид кальция – не менее 60%;
  • диоксид кремния – не менее 20%;
  • глинозем – не менее 4%;
  • оксид железа – не менее 2%;
  • оксид магния – не менее 1%.

Формулы других видов цемента схожи, корректируется лишь количество каждого ингредиента.

Основные характеристики цемента

Строительные материалы, в том числе и цемент, чаще всего проверяют на соответствие следующим характеристикам:

  • Прочность. Для проверки данной характеристики потребуется изготовить бетонный цилиндр, который впоследствии подвергают испытаниям на сжатие. Длительность воздействия на образец &mdsah; не менее 28 дней. Именно этот срок требуется для полного набора прочности материалу. После проверки и сравнения показателей в МПа, можно установить марку данного цемента, которые обозначаются: М200, М300, М400, М500, М600;

  • Стойкость материала к воздействию коррозии. Находясь во влажной среде, бетонные конструкции, не обработанные специальными составами, подвергаются коррозии. Для устранения этого процесса рекомендуется использовать специальные добавки при формировании раствора для бетонирования. Тоже касается защиты от воздействия активных веществ и различной бытовой химии. Для работы в агрессивных средах и при повышенной влажности разработана специальная марка – пуццолановый цемент;
  • Морозоустойчивость. Данная характеристика определяется в циклах заморозки и разморозки материала, при которых он способен сохранять свои изначальные свойства. При замерзании влаги в порах и микротрещинах бетонного основания происходит расширение, что влияет на качество бетона и приводит к его разрушению. Для усиления структуры бетона, необходимо использовать специальные присадки, которые позволяют бетону выдерживать резкие температурные перепады. Также присадки используются для организации работы в зимнее время;
  • Водопотребность. Выражается в процентах по отношению к общему объему раствора требуемой пластичности. Максимальное значение водопотребности в портландцементе составляет 28%. Следует понимать, что смесь, которой требуется минимальное количество воды, дает более прочный и надежный бетон, а раствор, насыщенный водой, дает пористую структуру бетона, что характеризуется более низкой прочностью;
  • Срок схватывания. Данный показатель важен для организации работ. Он не должен быть слишком длительным или коротким, чтобы не нарушать процесс выполнения заливки основания или кладки. Данная характеристика регулируется количеством гипса в сухой смеси. Если объем гипса выше – схватывание происходит быстрее, если ниже – медленнее. Оптимально процесс вставания цемента происходит в течение 10 часов, а начало схватывания находится в пределах 40-50 минут.

Типы продукции по сфере использования

Для проведения различных видов работ требуются определенные качества раствора. Широкое применение получил портландцемент, который может использоваться для производства большинства видов работ. Но для специальных условий требуются другие марки:

  • Белый портландцемент. Данный материал отличает более тонкий помол и повышенное содержание гипса. Его применяют для оборудования наливных полов, так как белый цемент позволяет достичь высокого качества основания и привлекательного внешнего вида. При необходимости в состав цемента могут добавляться различные пигменты, что позволяет получать цветной раствор.
  • Сульфатостойкий портландцемент. Предназначен для сооружения конструкций, подвергающихся многократным воздействиям агрессивной и влажной среды. Этот материал используют при изготовлении свай и быков для мостов.
  • Шлаковый цемент. Используется для отливки конструкций и элементов, предназначенных для работы под водой или в земле.
  • Пуццолановый цемент. Характеризуется отличным сопротивлением к воздействию пресных вод и используется для монтажа гидротехнических конструкций.
  • Глиноземистый цемент. Данный материал применяется для возведения конструкций, работающих в морской воде, а также для производства ремонтных работ при отрицательных температурах.

Исходные материалы для приготовления

Размещение производства цемента стараются планировать рядом с основными запасами сырья. Сырьем являются природные горные породы, добываемые открытым способом. Итак, из чего производят цемент:

  • Карбонатные породы. К ним относят: мел; ракушечник и прочие известняки; доломит; мергель. В промышленном производстве в основном применяются известняковые породы. Данный материал позволяет повысить эффективность взаимодействия в процессе обжига.
  • Глинистые породы. К ним относят: глину; глинистые сланцы; суглинки; лесс. Данный материал необходим для обретения пластичности смеси и используется в основном при изготовлении цемента сухим способом.
  • Добавки. Для получения определенных качеств цементного раствора, необходимо к основному составу добавлять вещества, которые способны корректировать свойства материала. К добавкам относят: глинозем; кремнезем; плавиковый шпат; апатиты.
Добавки в цемент.

Как готовят цемент на производстве

Основными веществами, из которых производят цемент, являются известняк и глина. Из этих двух составляющих специальным образом готовят клинкер, который впоследствии смешивается с прочими добавками, определяющими качество, марку и свойства раствора. Среди обязательных добавок присутствуют: гипс, доломит, цементит.

Этапы производства цемента.

В природе имеется клинкер в чистом виде — мергель, но из-за небольших запасов этого минерала, использовать его в промышленных масштабах не получается, поэтому отечественные и зарубежные производители готовят клинкер из традиционных материалов.

Мергель.

Производство цемента разбито на следующие этапы:

  • Для подготовки клинкера необходимо тщательно смешать ингредиенты в специальных барабанах большой емкости.
  • На следующем этапе подготовленная масса поступает в печь, где происходит обжиг в течение 3-4 часов при температуре близкой к полутора тысячам градусов. В результате образуется клинкер в виде небольших фракций (до 5 см в диаметре).
Обжиг шлама.
  • Далее, полученные зерна клинкера измельчают в барабанах с использованием шаровых грохотов. В процессе обработки материала необходимо добиться порошкообразного состояния смеси.
  • На заключительном этапе в готовый цемент добавляют необходимые присадки и отправляют на расфасовку по мешкам или хопрам.

Существует три способа изготовления цемента. Они различаются приемами обработки клинкера.

  1. Мокрый способ. Выработка клинкера производится с использованием воды, мела и глины. В результате смешивания веществ в барабане образуется влажная масса – шихта. Ее отправляют на обжиг, после чего полученные гранулы измельчают и смешивают с необходимыми добавками. Данный метод считается довольно затратным, поэтому в настоящее время чаще используют другие способы.
  2. Сухой способ. Позволяет сократить этап смешивания готовой смеси с добавками, так как весь процесс сводится к подготовке, дроблению и смешиванию уже готовых ингредиентов. Данная технология становится все более популярной, так как позволяет существенно сократить затраты на производство и конечную цену продукта.
  3. Комбинированный способ. В данной технологии используются различные формы производства клинкера, сочетающие в себе этапы производства, применяемые при сухом и мокром способах.

Как сделать цемент в домашних условиях

Прежде всего стоит сразу уяснить, что качественного продукта в домашних или гаражных условиях получить не удастся. Мало знать, как самому сделать цемент, ведь кроме этого потребуется приобрести специальное оборудование, ну или приложить максимальные мускульные усилия, что в конечном итоге оказывается довольно затратным и утомительным. Гораздо легче приобрести готовое изделие в магазине.

Наиболее простым способом получить в домашних условиях раствор, пригодный для цементирования мелких трещин, является приготовление смеси на основе следующих ингредиентов: воды, водной извести и каменной золы. Эти вещества перемешивают до получения однородной, вязкой массы, которую необходимо сразу же использовать, так как срок хранения этого раствора составляет не более двух часов.

Прочие варианты самостоятельного изготовления цемента предусматривают наличие печи для обжига материала и мельницы для размалывания клинкера в порошок.

Как сделать цементный раствор

Для приготовления цементного раствора потребуется сам цемент, вода и заполнитель (для штукатурных и кладочных растворов используется речной или карьерный песок).

Соотношение ингредиентов в растворе зависит от применения данного материала, но в большинстве случаев рекомендуется использовать формулу: 3 части песка на 1 часть цемента. Вода добавляется исходя из потребности в получении более пластичного или вязкого раствора.

При желании получить конструкцию с более высокими прочностными характеристиками, увеличивают долю цемента. Правильно начинать приготовление раствора со смешивания сухих фракций, и только после получения однородной массы начинают заливать воду небольшими порциями, постепенно добиваясь требуемой консистенции.


Cement - Cargo Handbook - крупнейший в мире сайт с инструкциями по грузовым перевозкам

Инфобокс на цементе
Пример цемента
Факты
Происхождение -
Коэффициент загрузки (м 3 / т)
  • 0,82 м 3 / т (навал)
  • 0,85 м 3 / т (в мешках)
Влажность / влажность См. Текст
Вентиляция -
Факторы риска См. Текст

Описание

Цемент - серый пыльный груз.

В самом общем смысле этого слова цемент - это вяжущее, вещество, которое затвердевает и затвердевает независимо и может связывать другие материалы вместе.

Цемент, используемый в строительстве, бывает гидравлическим или негидравлическим. Гидравлические цементы (например, портландцемент) затвердевают из-за химических реакций гидратации, которые происходят независимо от содержания воды в смеси; они могут затвердеть даже под водой или при постоянном воздействии влажной погоды. Химическая реакция, возникающая при смешивании безводного цементного порошка с водой, дает гидраты, которые не растворяются в воде.Негидравлические цементы (например, известковая и гипсовая штукатурка) должны быть сухими, чтобы сохранить их прочность.

Наиболее важным применением цемента является производство строительного раствора и бетона - связывание природных или искусственных заполнителей с образованием прочного строительного материала, устойчивого к нормальным воздействиям окружающей среды.

Цемент получают путем нагревания известняка (карбоната кальция) с небольшими количествами других материалов (например, глины) до 1450 ° C в печи в процессе, известном как кальцинирование, при котором молекула диоксида углерода выделяется из карбоната кальция. с образованием оксида кальция или негашеной извести, которую затем смешивают с другими материалами, включенными в смесь.Полученное твердое вещество, называемое «клинкер», затем измельчается с небольшим количеством гипса в порошок, чтобы получить «обычный портландцемент», наиболее часто используемый тип цемента (часто называемый OPC).

Портландцемент является основным ингредиентом бетона, строительного раствора и большинства других строительных растворов. Чаще всего портландцемент используется в производстве бетона. Бетон - это композитный материал, состоящий из заполнителя (гравия и песка), цемента и воды. В качестве строительного материала бетон можно заливать практически любой желаемой формы, а после затвердевания он может стать конструктивным (несущим) элементом.Портландцемент может быть серым или белым.

Бетон не следует путать с цементом, потому что термин «цемент» относится к материалу, используемому для связывания заполнителей бетона. Бетон - это комбинация цемента и заполнителя.

Цемент схватывается или затвердевает при смешивании с водой, что вызывает серию химических реакций гидратации. Составляющие медленно гидратируются и кристаллизуются; сцепление кристаллов придает цементу прочность. Поддержание высокого содержания влаги в цементе во время отверждения увеличивает как скорость отверждения, так и его окончательную прочность.В портландцемент часто добавляют гипс, чтобы предотвратить преждевременное затвердевание или «схватывание», что позволяет увеличить время работы. Время, необходимое для отверждения цемента, зависит от смеси и условий окружающей среды; начальное затвердевание может произойти всего за двадцать минут, а полное отверждение может занять больше месяца. Цемент обычно затвердевает до такой степени, что его можно ввести в эксплуатацию от 24 часов до недели.

Транспортировка / Хранение / Факторы риска

Проверьте температуру перед загрузкой, так как продукт мог недавно находиться в печи.

Цемент поставляется наливом или, в качестве альтернативы, в бумажных мешках по 50 кг или в полипропиленовых мешках весом от 1 до 2 тонн. Цемент в мешках на экспорт упаковывается в многослойные мешки до пяти слоев, один из которых может быть изготовлен из влагостойкого или водонепроницаемого материала. Мешки из крафт-бумаги имеют прорезиненный уплотнитель, который обеспечивает надежную водонепроницаемость. Цемент разрушается с возрастом из-за поглощения влаги и / или углекислого газа из воздуха. Разрушение может не повлиять на внешний вид цемента, но может в течение длительного периода времени значительно снизить его характеристики.Никогда не следует хранить сахар поверх цемента, так как его загрязнение серьезно влияет на схватывание и твердение.

Цементные упаковочные мешки - это разновидность гибких транспортных контейнеров, также известных как цементные биг-бэги или цементные стропы. ПП и ПЭ - его основной материал. Это относится к перевозке цемента в мешках на большие расстояния или по морю. Основная спецификация для перевозки на короткие расстояния - мешки FIBC 1 тонна, 1,5 тонны и 2 тонны для экспортных морских перевозок. Водонепроницаемые, пыленепроницаемые и радиационно-стойкие пакеты - идеальные продукты для цементной, клинкерной и других отраслей промышленности с такими характеристиками, как 5-5.7-кратный запас прочности, высокопрочная конструкция, простота в обращении и эксплуатации и т. Д.

Цемент навалом в специально сконструированных емкостях не вызовет особых проблем при условии, что трюмы изначально сухие и должным образом закрыты, и не произойдет конденсации. Если влага достигнет цемента, это приведет к образованию твердой корки или комков, которые необходимо выбросить. В течение обычного рейса порошок можно использовать, даже если образовалась корка. Коэффициент укладки насыпного цемента составляет 0,61-0,64 м 3 / т.

Цемент в мешках при хранении должен быть защищен от воды или сырости и предпочтительно складываться на ровной поверхности, чтобы предотвратить раскалывание и поломки.В этом отношении помогает использование поддонов и термоусадочной пленки. Если пакеты сильно намокли из-за попадания морской воды или сильного дождя, могут образоваться твердые комки, обычно в углах пакетов. Порошкообразный цемент, не подверженный воздействию воды, может быть прочным и пригодным для использования.

Более мягкие комки, образующиеся без контакта с водой (цемент с воздушной прослойкой) или цемент, уплотненный под собственным весом при высокой штабелировании или при исключительно длительной транспортировке (цемент с отверждением), при условии, что комки не слишком твердые.Обычный тест включает раздавливание между пальцем и большим пальцем. Порошок из разделенных пакетов следует аккуратно подметать, исключая бумажные остатки или посторонние предметы, и снова упаковывать. Для этой цели обычно предусмотрены дополнительные пустые мешки. Цемент с переброшенными мешками можно использовать для любых работ, кроме самых ответственных. Цементный клинкер представляет собой полуфабрикат, обычно очень твердые серые гранулы диаметром от 1 до 20 мм. Вода практически не влияет на него, но его следует держать сухим, чтобы избежать слеживания. Загрязнение морской водой приведет к увеличению содержания хлоридов в клинкере и цементе, произведенном из него.

На мешках с цементом обычно напечатаны предупреждения о здоровье и безопасности, потому что цемент не только очень щелочной, но и процесс схватывания является экзотермическим. В результате влажный цемент имеет сильную едкость и может легко вызвать серьезные ожоги кожи, если сразу не смыть его водой. Точно так же сухой цементный порошок при контакте со слизистыми оболочками может вызвать сильное раздражение глаз или дыхательных путей. Пользователи цемента должны носить защитную одежду.

По большей части большие партии цемента перевозятся навалом с помощью подходящих механических погрузочно-разгрузочных устройств.Когда цемент закачивается в сосуд через шланги, во время движения цемент течет как жидкость, и важно, чтобы судно все время оставалось вертикальным. По завершении груз должен быть достаточно ровным. Следует дать цементу возможность осесть и воздух удалиться. После осаждения цемент не подлежит смещению, и перемещение досок или мешков не считается необходимым. Выгрузка обычно осуществляется лифтом или грейфером. Если сахар недавно был перенесен в отсек, в который должен быть загружен цемент, очистка полов, кронштейнов, стрингеров и т. Д., должен быть тщательным, и офицер должен осмотреть каждую часть отсека перед началом погрузки. Смешивание сахара с цементом лишь на 0,001% делает цемент бесполезным в качестве связующей смеси. Ни в коем случае нельзя укладывать сахар сверху или над цементом, а также нельзя складывать цемент с аммиаком или его сульфатом или рядом с ним, поскольку их пары или газ изменяют характер цемента до быстро схватывающегося цемента.

Нередко случается, когда цемент загружается прямо на корабль рядом с помещениями завода, что цемент, недавно прошедший через печи, отправляется при высокой температуре, известны случаи, когда температура варьировалась от 160 до 165 ° C. .Исключение из такого условия не требуется при погрузке полного груза цемента, но, если принимаются только партии цемента, становится необходимым избегать укладки любого другого груза в том же отсеке или в одном соединении с ним, который будет затронут. искусственно созданной высокой температурой выдержки. Перед приемкой цемента трюмы должны быть хорошо вымыты (а передние доски сделать пыленепроницаемыми), чтобы просеивание цемента, которого обычно бывает много, было как можно более чистым.

.

Каротажные диаграммы цементного соединения - PetroWiki

Правильное размещение цемента между обсадной колонной скважины и пластом имеет важное значение:

  • Для поддержки обсадной колонны (соединение сдвигом)
  • Для предотвращения вытекания жидкости на поверхность
  • Для изоляции продуктивных зон от водоносных зон (гидравлическая связь)

Акустические каротажные диаграммы служат основным средством оценки механической целостности и качества цементной связи. [1] [2] [3] [4] [5]

Оценка цементной связи

Акустический каротаж не измеряет качество цемента напрямую, скорее, это значение определяется степенью акустической связи цемента с обсадной колонной и формацией.Правильно выполненные и интерпретированные каротажные диаграммы с цементной связкой (CBL) обеспечивают высоконадежные оценки целостности скважины и изоляции зон. Подобно тому, как проникновение фильтрата и изменение пласта могут вызывать изменения в акустических свойствах пласта и, следовательно, изменение акустических каротажных диаграмм с течением времени, [6] [7] [8] также и каротажные диаграммы цементного соединения могут изменяться с течением времени. по мере застывания цемента и изменения его свойств.

Современные устройства для акустической оценки цемента (сцепления) состоят из монопольных (осесимметричных) передатчиков (один или несколько) и приемников (два или более).Они работают по тому принципу, что акустическая амплитуда быстро снижается при хорошем цементном соединении, но не в частичном соединении или свободной трубе. Эти кабельные инструменты для обсадных скважин измеряют:

  • Время распространения волны сжатия (время распространения)
  • Амплитуда (приход первой трубы)
  • Затухание на единицу расстояния

Обычные инструменты CBL обеспечивают измерения во всех направлениях, в то время как новые инструменты радиальной оценки цемента обеспечивают азимутально чувствительные измерения для оценки канала.

Когда акустическая волна, создаваемая передатчиком, достигает обсадной колонны,

  • Деталь преломляется вниз по обсадной колонне (измерение амплитуды и времени пробега)
  • Деталь проходит через буровой раствор (поступление жидкости)
  • Другие части преломляются в кольцевое пространство и пласт и принимаются обратно (прибытие пласта)

Амплитуда, измеряемая напрямую или как коэффициент затухания, является первичным измерением связи и используется для обеспечения:

  • Количественные оценки прочности цемента на сжатие
  • Индекс облигаций
  • Качественная интерпретация границы раздела цемент-пласт

Отклик инструмента зависит от акустического импеданса цемента, который, в свою очередь, является функцией плотности и скорости.На основе эмпирических данных каротаж можно откалибровать непосредственно с точки зрения прочности цемента на сжатие. Однако для вспененных цементов или при использовании экзотических добавок эти калибровки могут быть неточными. В таких ситуациях пользователям рекомендуется проконсультироваться с компанией, предоставляющей услуги регистрации, относительно соответствующих калибровок.

Типичное представление цементного журнала включает:

  • Кривая корреляции (гамма-излучение), время пробега (мкс)
  • Амплитуда (мВ)
  • Кривые затухания (дБ / фут)
  • Отображение полной формы волны (мкс)

Представление полной формы акустической волны помогает разрешить неоднозначности связи, возникающие при использовании только измерения амплитуды, и предоставляет качественную информацию о связи цемент-пласт.Отображение осциллограмм ( Рис. 1 ) может быть:

  • Форматы переменной плотности (VDL) или интенсивности (также называемые микросейсмограммами)
  • Волны осциллографа (также известные как x-y или «подпись»)
  • Оба вышеперечисленных
  • Рис. 1 - Типичное представление журнала на цементной основе (любезно предоставлено Baker Atlas).

Переменная плотность - это временное отображение с постоянной глубиной полной амплитуды сигнала, представленной в виде оттенков черного и белого.Положительные амплитуды сигнала показаны темными полосами, а отрицательные - серыми или белыми полосами; контраст пропорционален амплитуде. На каротажной диаграмме переменной плотности свободная труба и поступающие жидкости (если они есть) легко идентифицируются как прямые темные и светлые линии (указывающие на однородные акустические свойства) с обеих сторон дисплея ( Рис. 2 ). Зигзагообразный, волнистый или шевронный узор между этими двумя вступлениями является сигналом формации (указывающим на различное время прохождения звука). В случаях плохого сцепления сигналы муфты обсадной колонны также могут быть идентифицированы как "w" узоры (аномалии) ( Рис.3 ). [9]

  • Рис. 2 - Идентификация важных особенностей на каротажной диаграмме переменной плотности (любезно предоставлено Baker Atlas).

  • Рис. 3 - Поступления муфт обсадной колонны, указанные на кривой пиковой амплитуды (дорожка 2) и переменной плотности (дорожка 3). Высота нарушения воротника является функцией расстояния измерения TR (амплитуда, интервал 3 фута; переменная плотность, интервал 5 футов) (любезно предоставлено Baker Atlas).

Обычные устройства для цементирования

Ранние конструкции CBL (1960-е годы) использовали один передатчик и один приемник для измерения амплитуды. В ходе эволюции, аналогичной эволюции акустического каротажа в необсаженном стволе, впоследствии были внедрены новые конструкции, позволяющие измерять амплитуду сигнала в ближнем приемнике и полную форму волны из дальнего приемника. В конце концов, устройства с компенсацией по стволу скважины, использующие сдвоенные передатчики и сдвоенные приемники, были представлены в 1980-х годах, и сегодня большинство коммерческих устройств используют несколько передатчиков и приемников в различных схемах для обеспечения измерений с компенсацией.Эти устройства измеряют затухание между двумя передатчиками и приемниками, чтобы устранить или, по крайней мере, минимизировать влияние:

  • Эксцентризация инструмента
  • Затухание в жидкости
  • Чувствительность приемника
  • Температурный дрейф
  • Калибровка

В дополнение к специализированным устройствам для фиксации цемента, современные инструменты для установки в необсаженных стволах также предназначены для проведения обычных измерений оценки цемента в обсаженном стволе. Втулка инструмента на цементной связке обычно имеет прорези для подавления и задержки сигнала инструмента, который в противном случае можно было бы спутать с важными сигналами обсадной колонны.

Расстояние TR обычно составляет от 3 до 5 футов. Более короткое расстояние (например, 3 фута) обеспечивает оптимальный уровень сигнала и разрешение при высоких скоростях затухания и обычно используется для измерений амплитуды и времени прохождения (TT). Более длинный интервал, обычно ≥ 5 футов, используется для записи полной формы сигнала, поскольку более длинный интервал TR обеспечивает большее разделение времени прихода сигнала обсадной колонны и сигнала от пласта. Это разделение позволяет упростить анализ силы сигнала от пласта и используется для контроля сцепления цемента с пластом.

Эти инструменты обычно работают на более высоких частотах, чем обычные инструменты для необсаженных скважин - от 20 до 30 кГц. Как и инструменты для необсаженных скважин, инструменты на цементной связке требуют централизации для обеспечения точных измерений. Центрирование в обсаженном стволе более важно, потому что более высокие рабочие частоты (т. Е. Более короткие длины волн) и измерения инструмента основаны на амплитуде сигнала. Эксцентрирование инструмента снижает амплитуду сигнала и время перемещения ( Рис. 4 ).

  • Фиг.4 - Эффекты эксцентриситета инструмента (любезно предоставлено Baker Atlas).

В инструментах для каротажа с цементной связью используются стробирующие системы для измерения определенных частей акустической волны, необходимой для измерения амплитуды первичной связи. Ворота - это периоды времени, в течение которых производятся измерения, они могут быть одним из следующих:

Системы с фиксированным затвором обычно используются для измерения амплитуды, а системы с плавающим затвором - для измерения времени пробега. Фиксированные ворота устанавливаются (обычно на буровой) так, чтобы открываться, оставаться открытыми и закрываться в определенное время; Время открытия затвора зависит от размера обсадной колонны и скорости жидкости в стволе скважины.Если открытие ворот слишком велико, могут возникнуть помехи между ранними и поздними сигналами. Плавающие ворота остаются открытыми, но запись запускается только при значении амплитуды больше заданного порогового значения.

Работа по цементированию обсадной колонны может привести к одной или нескольким из следующих ситуаций:

  • Свободная труба
  • Хорошая связь
  • Только соединение с обсадной колонной
  • Частичная связь

1. В первом сценарии, свободная труба, цементная связь между обсадной колонной и цементом отсутствует.Следовательно, отсутствует акустическая связь с пластом, и большая часть передаваемой акустической энергии ограничивается обсадной колонной и скважинным флюидом. В результате акустический сигнал в свободной трубе:

  • Долгоживущие
  • Высокоамплитудный
  • Однородной частоты

2. Во втором сценарии хорошее сцепление, цемент должным образом сцеплен с обсадной колонной и пластом. Это обеспечивает хорошую акустическую связь, и большая часть акустической энергии передается в формацию, в результате чего сигналы обсадной колонны получаются слабыми (слабыми) или вообще отсутствуют, а амплитуда - до прибытия сильного сигнала формации.

3. Третий сценарий, соединение только с обсадной колонной, является обычным состоянием, при котором цемент связывается с обсадной колонной, но не с пластом. Это может произойти из-за высыхания и усадки глинистой корки от цемента или из-за того, что цемент не сцепился с глинистой коркой в ​​плохо консолидированных формациях. В этой ситуации энергия, проходящая через обсадную колонну, резко снижается из-за сильно ослабляющей цементной оболочки. В то же время затрубное пространство вне цементной оболочки обеспечивает плохую акустическую связь.В результате флюиду в кольцевом пространстве передается небольшая энергия, а пласту практически не передается. На это состояние указывает недостаток поступающей позже энергии пласта. Подобный отклик может быть вызван наличием пластового газа в неглубоких высокопористых зонах.

4. В последнем сценарии, частичное соединение, существует пространство внутри хорошо скрепленной в противном случае обсадной колонны. Это может происходить при наличии микрозазора или каналов в цементе. Результирующая форма волны состоит из сигнала обсадной колонны и сигнала пласта; сначала поступает сигнал обсадной трубы, а затем - сигнал пласта.

Когда происходит каналирование, оно обычно локализовано и неоднородно; то есть это происходит в течение относительно коротких интервалов и часто может быть идентифицировано по вариациям амплитудной характеристики. Каналы важны, потому что они предотвращают гидравлическое уплотнение. Напротив, микрозазор (небольшой зазор между обсадной колонной и цементной оболочкой) может распространяться на длинные секции обсадной колонны, но не может препятствовать гидравлическому уплотнению. Микроузел может быть результатом теплового расширения или сжатия трубы во время цементирования или присутствия загрязняющих веществ, таких как смазка или фрезерный лак, на внешней поверхности обсадной колонны.Обычной практикой является запуск каротажных диаграмм с цементной связкой с обсадной колонной под давлением для расширения обсадной колонны по отношению к цементу, тем самым уменьшая любые микрозазоры, которые могут существовать. Если первоначальный прогон бревна проходил не под давлением, а журнал указывает на плохое сцепление, наличие микроканалов может быть оценено путем проведения второго бревна соединения под давлением, чтобы увидеть, есть ли разница. Давление на обсадную колонну улучшает акустическую связь с пластом, сигнал обсадной колонны будет уменьшаться, а сигнал пласта станет более очевидным ( Рис.5 ). Однако, если существует только образование каналов, давление на обсадную колонну существенно не изменит каротаж. При проведении оценки цемента важна информация о типе используемого цемента. Например, пенобетоны, которые намеренно создают пустоты в затвердевшем цементе, могут быть ошибочно приняты за частичное сцепление, если предполагается, что цемент нормальный. Рис. 6 суммирует это обсуждение, а Таблица 1 [10] перечисляет дополнительные факторы, которые могут повлиять на интерпретацию качества связи по амплитудной характеристике.

  • Рис. 5 - Пример поля, демонстрирующий влияние микрокольца на отображение амплитуды и VDL-журнала (любезно предоставлено Baker Atlas).

  • Рис. 6 - Резюме качественной интерпретации на основе амплитудной кривой (любезно предоставлено Baker Atlas).

Одно предостережение относительно использования амплитудной кривой для оценки сцепления: амплитуда трубы представляет собой качество сцепления трубы с цементом, но не дает указания на качество сцепления между цементом и пластом.По возможности, данные об амплитуде следует использовать вместе с другими измерениями, представленными в журнале (например, время пробега или полная форма волны) для более надежной оценки связи. Например, наличие амплитуд поперечных волн на отображении полной формы волны свидетельствует о хорошей акустической связи с формацией. Таблица 2 перечисляет ограничения обычных бревен на цементной связке.

Пласты со временем прохождения меньше, чем обсадная колонна (57 мкс / фут), могут вызвать проблемы при интерпретации амплитудных кривых, поскольку сигнал пласта может поступать в амплитудный вентиль.VDL следует проверить, чтобы убедиться, что приход пласта влияет на амплитудную кривую.

Индекс сцепления (BI) - это качественная мера сцепления цемента, основанная на амплитуде сигнала. Эта безразмерная величина представляет собой отношение измеренного затухания к максимальному затуханию:

.................... (1)

Значение BI 1,0 соответствует идеальному сцеплению цемента. Значение меньше 1,0 указывает на неполную связь. Этот метод требует измерения затухания в зонах со 100% сцеплением и в свободной трубе.

Оценка радиального цемента

Устройства для радиальной оценки цемента были разработаны для преодоления некоторых ограничений обычных инструментов для цементирования и обеспечения более точной оценки распределения цемента за обсадной колонной путем определения точного местоположения частичного сцепления и образования каналов. Эти инструменты используют один или несколько азимутально чувствительных преобразователей для оценки качества цемента по окружности обсадной колонны. Данные этих инструментов представлены в виде отдельных каротажных кривых или азимутальных изображений («карт») качества цемента, полученных путем интерполяции между отдельными азимутальными измерениями ( Рис.7 ). Кроме того, каждая конструкция инструмента также обеспечивает стандартное измерение формы волны VDL на расстоянии 5 футов для получения информации о связи цемента с пластом.

  • Рис. 7 - Представление журнала для инструмента Baker Atlas SBT, содержащего отдельные кривые каротажа, карту цемента и отображение VDL (любезно предоставлено Baker Atlas).

В настоящее время используются четыре конструкции радиальных оценочных инструментов:

  • Televiewer - типы, использующие один вращающийся ультразвуковой преобразователь [11] [12]
  • Круглые ультразвуковые преобразователи импульсов / эхо-сигналов, расположенные по фиксированной спирали вокруг зонда [13] [14]
  • Многопозиционное устройство, обеспечивающее шесть измерений затухания с компенсацией, [15]
  • Массив из восьми пар TR, расположенных по азимуту вокруг зонда, которые обеспечивают скомпенсированную амплитуду CBL [16] [17]

Ультразвуковые инструменты вычисляют акустический импеданс материала за пределами обсадной колонны.Для этого повторяющиеся акустические импульсы направляются на обсадную колонну, чтобы она резонировала в режиме ее толщины, и измеряется уровень энергии (затухание) затухающей отраженной волны. Хорошее сцепление цемента с обсадной колонной обеспечивает быстрое затухание (более высокое сопротивление) этого резонанса; плохое сцепление цемента приводит к более длительному затуханию резонанса (более низкому импедансу). На измерения с этих устройств влияют те же факторы, что и на устройства телезрителя в необсаженной скважине.

Подушечка выполняет несколько измерений:

  • Короткие интервалы
  • Компенсация
  • Азимутальное затухание

Поскольку электроды находятся в прямом контакте с обсадной колонной, в отличие от ультразвуковых измерений, на измерения не влияют:

  • Газ в скважине
  • Быстрые образования
  • Сложные буровые условия
  • Незначительный эксцентриситет инструмента

Затухание в каждом сегменте измеряется в двух направлениях с помощью пары акустических приемников и двух передатчиков.Эти два измерения объединяются для получения результата, который компенсирует:

  • Шероховатость поверхности
  • Воздействие небольшого количества остаточного цемента на внутреннюю часть обсадной колонны

Передающие элементы и последовательность стрельбы управляются для направления (управления) и увеличения выходной акустической энергии как передатчиков подушек, так и передатчика VDL. Это имеет эффект повышения уровня сигнала, поступающего от обсадной колонны и от цемента к пласту, соответственно.Этот метод улучшает интерпретацию VDL, особенно в мягких породах, в которых стандартный VDL может размываться.

Расширяется использование новых высокоэффективных цементов низкой плотности, пены и сложных цементов. Однако присутствие газа в цементных растворах в качестве инертного компонента или загрязнения может серьезно повлиять на интерпретацию результатов ультразвукового прибора. Новые методы интерпретации объединяют ультразвуковые измерения и измерения затухания с помощью обычных инструментов, чтобы обеспечить улучшенную оценку цемента в этих условиях. [18] [19] [20] [21] Последний ультразвуковой инструмент имеет традиционный эхо-импульсный преобразователь плюс датчик изгиба и два приемника изгиба, которые обеспечивают большую глубину исследования. Методы интерпретации, сочетающие эти различные измерения, обеспечивают улучшенную оценку для легких цементов, особенно в затрубном пространстве, за пределами связи между обсадной колонной и цементом. [22] Таблица 3 суммирует возможности и рекомендации по использованию различных типов инструментов оценки цементной связки.

Журналы оценки цемента

Обычные бревна на цементной основе (CBL) содержат импульсный передатчик и несколько приемников акустической энергии, расположенных в виде вертикальной группы датчиков. Акустический сигнал проходит через скважинный флюид, обсадную колонну, цемент и сам пласт. Сигнал принимается, обрабатывается и отображается в виде микросейсмограммы. Записанные формы сигналов представлены вместе со временем прохождения и кривой амплитуды обсадной колонны, которая отображает амплитуду акустического сигнала, который прошел через обсадную колонну, но не через цемент и пласт.Данные о форме волны и амплитуде позволяют исследовать две связи. Это связь между обсадной колонной и цементом и, в меньшей степени, между цементом и пластом. "Прямая" форма волны традиционно интерпретируется как отсутствие цементного связывания. Вариации акустической индикации интерпретируются как указывающие на наличие связанного цемента. [23] Эти дисплеи были улучшены за счет применения статистической обработки отклонений к ультразвуковым данным. [24] CBL четко указывают на верхнюю часть цемента, где есть несвязанная труба, и они указывают, где труба хорошо зацементирована ( Рис.8 ). Однако они не являются надежными индикаторами гидравлического уплотнения цементом, поскольку не могут обнаружить в нем небольшие каналы. Частично проблема заключается в том, что традиционные матрицы преобразователей CBL расположены вертикально, тогда как проблемы соединения необходимо исследовать по окружности.

  • Рис. 8 - Пример CBL. Трек 1 содержит гамма-лучи (для корреляции) и время прохождения звука (для контроля качества). Дорожка 2 содержит кривую амплитуды и усиленную амплитуду, которые указывают на связь цемента с обсадной колонной.Дорожка 3 содержит форму волны CBL, которая указывает на связь цемента с обсадной колонной, а также на связь цемента с пластом. Прямые линии на кривой CBL, наряду с высокими показаниями амплитуды, указывают на плохое сцепление цемента с обсадной колонной. Почти свободная труба находится над видимой кровлей цемента на глубине примерно X80 единиц глубины. На большей глубине труба хорошо приклеивается. (Предоставлено Halliburton.)

Baker Atlas ’Segmented Bond Tool (SBT ™) использует шесть контактных площадок, на каждой из которых имеется преобразователь, состоящий из приемников и передатчиков акустической энергии. [15] Подушечки контактируют с кожухом. Энергия передается на одной площадке и принимается соседней площадкой. Расстояние между площадками таково, что первой приходящей волной является волна, прошедшая через обсадную колонну. Скорость затухания может быть вычислена для каждого 60-градусного сегмента окружности обсадной колонны. Высокий коэффициент затухания свидетельствует о хорошем сцеплении цемента с обсадной колонной и отсутствии каналов внутри цемента. Этот метод позволяет идентифицировать локализованные зоны хорошего гидравлического уплотнения независимо от типа скважинной жидкости.Связь между цементом и пластом исследуется с помощью приемной решетки типа CBL для представления волновой последовательности ( рис. 9, ).

  • Рис. 9 - Пример оценки цемента с помощью инструмента Segmented Bond Tool (SBT ™). Дорожка 1 содержит гамма-лучи и две кривые качества для контакта площадки со стенкой скважины и для централизации, обе из которых в этом примере имеют высокое качество. Дорожка 2 содержит журналы акустического затухания для шести пэдов. Трек 3 показывает среднее и минимальное затухание на каждом уровне выборки.Дорожка 4 представляет собой каротаж с переменным затуханием или карту цемента периферии обсадной колонны в зависимости от глубины. Наиболее сильно связаны темные зоны. Трек 5 - это дисплей типа CBL. В этом примере частичного соединения достаточно для обеспечения гидравлической изоляции. Плохое состояние цемента между блоками глубины X688 и X714. Попыткам исправить эту проблему будет препятствовать гидравлическая изоляция выше и ниже этого интервала. (С любезного разрешения Baker Atlas.)

Ультразвуковые инструменты превосходят акустические CBL, хотя на них по-прежнему оказывают негативное влияние сильно ослабляющие буровые растворы.Их часто называют «инструментами оценки цемента». Один из первых ультразвуковых инструментов назывался Cement Evaluation Tool (CET ™). Этот прибор Schlumberger состоял из восьми ультразвуковых преобразователей, которые позволяли проводить ограниченный радиальный контроль обсадной колонны и ее кольцевого пространства. Самые последние инструменты имеют один вращающийся преобразователь, который включает в себя как источник, так и приемник ультразвуковой энергии. Инструмент должен быть отцентрирован. Данные для кругового обследования обсадной колонны, как описано выше, и для оценки сцепления цемента получают на одном и том же каротажном проходе.Акустическая энергия отражается на границах раздела, что соответствует изменениям акустического импеданса (произведения акустической скорости и плотности). Первое отражение находится на самом кожухе. Второе отражение может быть снаружи корпуса. Если цемент приклеится к обсадной колонне, будет сильное отражение. Если за обсадной колонной находится незакрепленный цемент или вода, будет слабое отражение. Полученная форма волны является суммой формы волны, отраженной от исходного пакета, и формы волны, экспоненциально затухающей от резонансной энергии, которая удерживается между внутренними и внешними краями обсадной колонны.Анализируя всю форму волны, можно построить карту акустического импеданса цемента. Эта карта может указывать на наличие каналов и их ориентацию.

Ультразвуковой имидж-сканер Schlumberger (USI ™) является одним из таких инструментов. [11] Он работает в диапазоне частот от 200 до 700 Гц и обеспечивает полное покрытие с высоким разрешением обсадной колонны и целостности цемента. Могут быть обнаружены каналы шириной 1,2 дюйма [30 мм]. Он используется с обычным инструментом CBL. Интересный пример взаимодополняемости этих данных был представлен Де Соуза Падилья и Да Силва Араужо.В нем рассматривается проблема загазованного цемента, которая давно является проблемой интерпретации в отрасли. По сути, CBL считывает значения низкой амплитуды в цементе, загрязненном газом. USI не может отличить газонаполненный цемент от жидкостей, но может количественно оценить акустический импеданс цемента. Таким образом, присутствие загрязненного газом цемента указывается там, где CBL имеет низкое значение, а USI указывает на жидкости. Если за обсадной колонной находится только газ, CBL показывает высокое значение, а USI показывает газ.CBL и USI использовались вместе, чтобы различать эти случаи. Применение статистической обработки дисперсии к совместному использованию данных CBL и ультразвукового импеданса привело к улучшенной оценке цемента. [20]

Одновременный осмотр обсадной колонны и оценка цемента

Ультразвуковые инструменты

могут использоваться для одновременного решения двух задач: целостности обсадной колонны и оценки цемента. Еще одним примером является инструмент для кругового акустического сканирования Halliburton - версия для визуализации (CAST-V ™), который позволяет проводить раздельный или одновременный контроль обсадных труб и оценку цемента. [12] Инструмент может работать в двух режимах:

  • Режим изображения, при котором сканер оценивает только внутреннюю поверхность корпуса.
  • Режим обсаженного ствола, при котором окружные карты толщины обсадной колонны и акустического импеданса используются для обеспечения целостности обсадной колонны и различения жидкостей и цемента в затрубном пространстве.

Рис. 10 и 11 показывают примеры отображения данных CAST-V. Этот инструмент также может работать в открытом стволе в качестве формирователя изображения пласта (см. Построение изображений скважины).

  • Рис. 10 - Пример обследования обсадной колонны с использованием версии визуализации инструмента кругового акустического сканирования (CAST-V ™). Представление оценки обсадной колонны включает овальность обсадной колонны, эксцентриситет, отклонение ствола скважины и гамма-излучение на дорожке 1. В этом случае эксцентриситет включает эксцентриситет как инструмента, так и обсадной колонны, возникающий в результате движения пласта (солевой поток). Трек 2 показывает поперечное сечение формы трубы. На дорожке 3 показано поперечное сечение стенки трубы.На дорожке 4 представлены средние, минимальные и максимальные значения радиуса трубы, которые показаны на дорожке 5. На дорожке 6 представлены средние, минимальные и максимальные значения толщины трубы, как на изображении на дорожке 7, где красным цветом обозначена труба утонение и синий цвет указывает на утолщение трубы. (Предоставлено Halliburton.)

  • Рис. 11 - Пример оценки цемента с использованием визуализации инструмента кругового акустического сканирования (CAST-V ™). Данные относятся к интервалу, который перекрывается с обычным CBL на рис.8. Презентация оценки цемента включает овальность обсадной колонны и эксцентриситет инструмента на дорожке 1. Обычные выходные данные CBL показаны на дорожках 2 и 3, как показано на рисунке 8. Данные из CAST-V показаны на дорожках 4 и 5. Изображение на Дорожка 5 представляет собой карту акустического импеданса от 0 до 360 ° (слева направо), где 0 ° соответствует верхней стороне отверстия. Дорожка 4 содержит средний импеданс изображения в дорожке 5 и индекс цементного сцепления (CBI) в качестве быстрой индикации степени сцепления. Дорожки 4 и 5 вносят ясность в интерпретацию рис.8 более четко показывает отсутствие цемента выше единиц глубины X80, хороший цемент ниже единиц глубины Y20 и сомнительную связь между ними. (Предоставлено Halliburton.)

Список литературы

  1. 1.0 1.1 Bigelow, E.L. 1990. Оценка цемента, 1-142. Хьюстон: Службы проводной связи Атлас.
  2. Перейти к началу страницы Хилл, 1990 г. от Р. Х. Цементный каротаж. Каротаж добычи - элементы теории и интерпретации, Vol. 14, 123-140. Ричардсон, Техас: Серия монографий, SPE.
  3. ↑ Jutten, J. and Morriss, S.L. 1990. Оценка цементных работ. Цементирование скважин, Э. Nelson ed., Ch. 16, 16-1-16-44. Амстердам: Эльзевир, Развитие нефтегазовой науки № 28.
  4. ↑ Rouillac, D. 1994. Справочник по журналам оценки цемента, 1-176. Париж: Издания Technip.
  5. ↑ Смолен, Дж. Дж. 1996. Оценка обсаженного ствола и журнала добычи, гл. 10 и 11, 161–213. Талса, Оклахома: PennWell Publishing Co.
  6. ↑ Бейкер, Л.Дж. 1984. Влияние зоны проникновения на акустический каротаж с полным волновым поездом.Геофизика 49 (6): 796–809. http://dx.doi.org/10.1190/1.1441708
  7. ↑ Олберти, М. 1996. Влияние среды в скважине на данные акустического каротажа сжатия. Лог-аналитик 37 (4): 30–44.
  8. ↑ Chi, S., Torres-Verdín, C., Wu, J. et al. 2006. Оценка влияния проникновения фильтрата бурового раствора на акустический каротаж и радиальное профилирование упругих параметров пласта. SPE Res Eval & Eng 9 (5): 553–564. SPE-

    -PA. http://dx.doi.org/10.2118/

    -PA
  9. ↑ Уокер, Т.1968. Происхождение W-образной формы на каротажных диаграммах обсадной скважины. Аналитик журнала 9 (2): 30–32.
  10. 10,0 10,1 Pilkington, P.E. 1992. Оценка цемента - прошлое, настоящее и будущее. J Pet Technol 44 (2): 132-140. SPE-20314-PA. http://dx.doi.org/10.2118/20314-PA.
  11. 11,0 11,1 Хейман, А.Дж., Хутин, Р., Райт, П.В. 1991. Цементация с высоким разрешением и визуализация коррозии с помощью ультразвука, бумага К.К. Trans., 1991 Ежегодный симпозиум по каротажу, SPWLA, 1–25.
  12. 12,0 12,1 Graham, W.L., Silva, C.I., Leimkuhler, J.M. et al. 1997. Оценка цемента и обследование обсадных колонн с помощью передовых методов ультразвукового сканирования. Представлено на Ежегодной технической конференции и выставке SPE, Сан-Антонио, Техас, 5-8 октября 1997 г. SPE-38651-MS. http://dx.doi.org/10.2118/38651-MS
  13. ↑ Froelich, B., Dumont, A., Pittman, D. et al. 1982. Инструмент оценки цемента: новый подход к оценке цемента. J Pet Technol 34 (8): 1835-1841.SPE-10207-PA. http://dx.doi.org/10.2118/10207-PA
  14. ↑ Sheives, T.C., Tello, L.N., Maki Jr., V.E. и другие. 1986. Сравнение новых ультразвуковых журналов оценки цемента и обсадных труб со стандартными журналами цементной фиксации. Представлено на Ежегодной технической конференции и выставке SPE, Новый Орлеан, Луизиана, 5-8 октября 1986 г. SPE-15436-MS. http://dx.doi.org/10.2118/15436-MS
  15. 15,0 15,1 Бигелоу, Э.Л., Доманг, Э.Дж., Лестер, Р.А. 1990. Новая и инновационная технология для оценки цемента.Представлено на Ежегодной технической конференции и выставке SPE, Новый Орлеан, Луизиана, 23-26 сентября 1990 г. SPE-20585-MS. http://dx.doi.org/10.2118/20585-MS
  16. ↑ Шмидт, М. 1989. Micro CBL - инструмент для оценки радиального цемента второго поколения, статья Z. Trans., Ежегодный симпозиум по каротажным каротажам 1989 года, SPWLA, 1–16.
  17. ↑ Телло, Л. и другие. 1995. Новый эффективный метод оценки радиальной цементной связи. Canadian Well Logging Soc. J. 20: 60–69.
  18. ↑ Butsch, R.J. 1995 г.Преодоление проблем интерпретации загазованного цемента с помощью ультразвуковых цементных каротажей. Представлено на Ежегодной технической конференции и выставке SPE, Даллас, Техас, 22-25 октября 1995 г. SPE-30509-MS. http://dx.doi.org/10.2118/30509-MS.
  19. ↑ Фриш, Дж. Дж., Грэм, В. Л., и Гриффит, Дж., 1999. Оценка вспененных цементных растворов с использованием обычных журналов оценки цемента и улучшенных методов интерпретации. Представлено на региональном совещании SPE Rocky Mountain, Джиллет, Вайоминг, 15-18 мая 1999 г.SPE-55649-MS. http://dx.doi.org/10.2118/55649-MS
  20. 20,0 20,1 Фриш, Г., Грэм, Л., и Гриффит, Дж. 2000. Новая и экономичная технология обработки с использованием обычных каротажных диаграмм и ультразвуковых инструментов для улучшенной оценки цемента, бумага EE. Trans., Ежегодный симпозиум по каротажу 2000 г., SPWLA, 1–14.
  21. ↑ Фриш, Дж. Дж., Фокс, П. Э., Хант, Д. А. и другие. 2005. Достижения в инструментах оценки цемента и методах обработки позволяют улучшить интерпретацию сложных цементов.Представлено на Ежегодной технической конференции и выставке SPE, Даллас, Техас, 9-12 октября 2005 г. SPE-97186-MS. http://dx.doi.org/10.2118/97186-MS
  22. ↑ Kuijk, R.v., Zeroug, S., Froelich, B. et al. 2005. Новый ультразвуковой сканер обсаженных скважин для улучшенной оценки цемента. Представлено на Международной конференции по нефтяным технологиям, Доха, Катар, 21-23 ноября 2005 г. IPTC-10546-MS. http://dx.doi.org/10.2523/10546-MS
  23. ↑ Фриш, Г., Грэм, Л. и Вятт, Д. 1998. Экономическая оценка использования ГИС для диагностики проблем соответствия.Представлено на симпозиуме SPE по газовой технологии, Калгари, Альберта, Канада, 15-18 марта 1998 г. SPE-40036-MS. http://dx.doi.org/10.2118/40036-MS
  24. Перейти к началу страницы Harness, P.E., Sabins, F.L., and Griffith, J.E. 1992. Новая методика обеспечивает лучшую оценку цемента с низкой плотностью. Представлено на Западном региональном собрании SPE, Бейкерсфилд, Калифорния, США, 30 марта - 1 апреля. SPE-24050-MS. http://dx.doi.org/10.2118/24050-MS

Интересные статьи в OnePetro

Используйте этот раздел, чтобы перечислить статьи в OnePetro, которые читатель, желающий узнать больше, обязательно должен прочитать

Внешние ссылки

Используйте этот раздел, чтобы предоставить ссылки на соответствующие материалы на других веб-сайтах, кроме PetroWiki и OnePetro.

См. Также

Виды бревен

Журнал обследования обсадных колонн

Категория

.

Использование цемента

Существуют различные применения цемента, например, для приготовления цементного раствора, цементного бетона, которые используются при строительстве различных типов кирпичной кладки и бетонных конструкций. Эти виды использования цемента обсуждаются подробно.

Использование цемента

Ниже приведены различные варианты использования цемента в строительных работах:

  1. Для приготовления цементного раствора
  2. Для приготовления цементобетона
  3. Для строительства огнестойких и теплозащитных конструкций
  4. Для строительства гидрографических и морозостойких сооружений
  5. Строить химически стойкие конструкции
  6. В качестве затирочного материала
  7. Строительство дорог из цементобетона
  8. Для производства сборных элементов
  9. Для эстетичного бетонного строительства

1.Для приготовления цементного раствора

Цементный раствор похож на пасту, которую готовят путем добавления определенного количества воды к цементно-песчаной смеси. Цемент в этом случае обозначается как матрица, а песок - как примесь.

Мы знаем, что цемент обладает хорошими вяжущими свойствами, хотя существуют и другие вяжущие материалы, но в основном используется цемент из-за его высокой прочности и водостойкости. Используется для создания прочной связи между кирпичами, камнями в кладке.

Штукатурка производится цементным раствором, придающим конструкции гладкость. Цементные формы различной формы можно изготовить на цементном растворе. Его также используют для заделки стыков кирпичной и каменной кладки или трещин.

Обычно соотношение цементного песка в растворе составляет от 1: 2 до 1: 6. Соотношение цементно-песчаной смеси определяется исходя из важности работы.

2. Для приготовления цементобетона

Цементный бетон является основным строительным материалом в мире, который широко используется из-за его прекрасных структурных свойств.В состав цементобетона входят цемент, мелкий заполнитель, крупный заполнитель и вода соответственно.

Обычно для приготовления бетона используется обычный портландцемент. Но для особых случаев или в зависимости от различных обстоятельств используются многие типы цементов, такие как быстротвердеющий цемент, высокоглиноземистый цемент и т. Д.

3. Строительство огнестойких или теплозащитных конструкций

Чтобы выдерживать высокие температуры и предотвращать пожарные аварии, конструкции должны быть построены из огнестойких материалов, таких как цемент.Цемент с высоким содержанием глинозема - более подходящий материал для изготовления бетона конструкций в регионах с высокими температурами.

4. Строительство гидрографических и морозостойких сооружений

Большинство гидрографических сооружений в мире построено из бетона с цементом в качестве связующего материала. Конструкции, построенные в воде или контактирующие с водой, должны быть очень устойчивы к влаге и быть водонепроницаемыми.

Многие типы цементов, такие как гидрофобный цемент, расширяющийся цемент, пуццолановый цемент, быстросхватывающийся цемент и т. Д.наиболее подходят для возведения водоудерживающих сооружений. Быстротвердеющий цемент очень пригодится в том случае, когда на возведение подводных конструкций ограничено время.

Гидрофобный цемент более устойчив к морозам, поэтому его можно использовать также для строительства конструкций в снежных регионах.

5. Строить химически стойкие конструкции

В химической промышленности хранятся различные химические вещества, и они могут повредить конструкцию, если не будет должного сопротивления.В этом случае очень пригодится кислотоупорный цемент.

Аналогичным образом, для конструкций в морских условиях, канализационных сооружений и т.д. Полезен сульфатостойкий цемент.

6. Для затирки швов

Затирка - это процесс заполнения трещин, стыков, отверстий в фундаменте или любых других конструктивных элементах с целью повышения их прочности. Как правило, в качестве затирочного материала используется обычный портландцемент, в который добавляется необходимое количество воды и песка.

Для заполнения очень мелких трещин или для заполнения глубоких тонких трещин лучше всего подходит микродисперсный цемент. Мелкодисперсный цемент содержит очень мелкие частицы, чем обычный портландцемент, поэтому он может быстро образовать очень мелкие и глубокие трещины.

7. Строительство дорог из цементобетона

Дороги из цементобетона более известны как дороги высокого стандарта, которые прочнее всех других типов дорог. Их также называют жесткими покрытиями из-за их жесткости.Дороги C.C имеют долгий срок службы даже без надлежащего ухода. С точки зрения нагрузки они намного лучше, чем все другие типы.

8. Изготовление сборных элементов

Многие сборные элементы изготавливаются с использованием цемента в качестве связующего материала. Цементно-бетонные трубы широко используются в качестве водостоков, труб под водопропусками и т. Д. Кладка из цементно-бетонных кирпичей более известна из-за размера блока, простоты конструкции и прочности и т. Д.

Резервуары для воды и септики обычно строятся из цементобетонных колец.Многие другие вещи, такие как садовые сиденья, цветочные горшки, урны для пыли, столбики для фонарей и т. Д., Изготавливаются из цемента.

9. Для эстетических конструкций

Сегодня цемент доступен во многих цветах. Это делается путем добавления красителя при производстве цемента, но процентное содержание красителя должно быть ниже 10%. Некоторые из красителей представляют собой оксид железа, который дает красный или коричневый цвет, кобальт дает синий цвет и т. Д.

Цветной цемент делает конструкцию красивой без покраски.Цветной цемент, обычно используемый для отделки полов, ступеней лестниц, подоконников, наружных поверхностей стен и т. Д.

Подробнее:

Типы цемента - применение, состав и преимущества в бетонном строительстве

Испытания цемента на строительной площадке для проверки качества цемента

Применение различных типов цемента в бетонных конструкциях

Производство цемента и процесс производства портландцемента

.

Время схватывания цементного бетона

Действие по изменению смешанного цемента из жидкого состояния в твердое состояние называется схватыванием цемента, а время, необходимое для его схватывания, называется временем схватывания цемента. Время схватывания цемента такое же, как время схватывания бетона.

Обсуждаются этапы схватывания цемента, время схватывания цемента и факторы, влияющие на начальное и окончательное время схватывания различных цементов и различные вовлеченные процессы.

Когда вода смешивается с цементом с образованием пасты, начинается реакция.В чистом виде мелкоизмельченный цемент чрезвычайно чувствителен к воде. Из трех основных соединений, а именно. C3A, C3S и C2S быстро реагируют с водой с образованием гелеобразного соединения, которое начинает затвердевать, и происходит схватывание цемента.

Этапы схватывания цемента

Процесс схватывания цемента начинается при его смешивании с водой. Происходящее химическое явление делится на 3 этапа,

1. Стадия гидролиза и гидратации

Процесс настройки начинается после добавления воды.В этом процессе четыре соединения цемента (C 3 S, C 2 S, 3CA1, 4CAFe) гидратируются. C 3 S цементный состав гидратируется и образует сложные гидросиликаты.

2. Стадия коллоидизации

Продукты, полученные на вышеупомянутой стадии, отделяются в виде геля, который постепенно загустевает и действует как клей вокруг агрегатов. Тем самым инициируя схватывание цемента. На этом этапе раствор (цементно-водно-песчаная паста) полностью пропитывается и больше не может впитывать воду.

3. Стадия кристаллизации

Как видно из названия стадии, большинство компонентов геля или коллоидного состояния переходит в кристаллическое состояние. Наименее стабильные соединения, такие как гидроалюминат трикальци и гидроксид кальция, подвергаются переходу в стабильную кристаллическую фазу. Гель гидросиликата кальция также почти одновременно затвердевает. Это почти одновременное образование кристаллов и затвердевание геля приводит к образованию прочной и выросшей между собой массы кристаллов и гелей.

Время схватывания цемента

1. Время начальной настройки

Время начального схватывания определяется как период между моментом добавления воды в цемент и моментом, когда игла квадратного сечения 1 мм не может проткнуть испытательный блок на глубину примерно 5 мм от дна форма. Период 30 минут - это минимальное время начального схватывания, установленное ISI для обычного и быстротвердеющего портландцемента, и 60 минут для низкотемпературного цемента.

2. Время окончательной схватывания

Время окончательного схватывания определяется как период, прошедший между моментом добавления воды в цемент и временем, когда игла квадратного сечения 1 мм с насадкой диаметром 5 мм оставляет отпечаток на испытательном блоке. 600 минут - это максимальное время, указанное для окончательного схватывания для всех вышеупомянутых портландцементов. IS: 269-1976 определяет прочность на сжатие стандартного куба раствора.

Рис. 1. Аппарат Вика для испытания времени схватывания цемента

Факторы, влияющие на время схватывания цемента

Многие факторы влияют на время схватывания цемента после смешивания с водой, это

  • Состав цемента.
  • Количество гипса в цементе
  • Тонкость цемента
  • Лечение
  • Водоцементное соотношение
  • Тип используемой добавки
  • Хранение цемента

Время начального и окончательного схватывания различных видов цемента.

Таблица 1: Время начального и окончательного схватывания различных типов цемента.

Тип / название цемента Время начальной схватывания, мин Время окончательного схватывания, мин
OPC (33) 30 600
OPC (43) 30 600
OPC (53) 30 600
Сульфатостойкий цемент 30 600
Портленд Пуццолана Цемент 30 600
Быстротвердеющий цемент 30 600
Портлендский шлаковый цемент 30 600
Высокоглинозем 30 600
Суперсульфатированный 30 600
Низкое нагревание 60 600
Кладочный цемент 90 1440

Подробнее о Цемент

.

Часто задаваемые вопросы о грунте-цементе

МЕТОД ИСПЫТАНИЙ ДЛЯ ЛАБОРАТОРНОГО ПРОЕКТА ПОЧВЕННО-ЦЕМЕНТНОГО МАТЕРИАЛА

A. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Этот метод испытаний охватывает процедуры изготовления и испытания образцов затвердевшего грунта-цемента, приготовленных с портландцементом. Лабораторная максимальная плотность в сухом состоянии и оптимальное содержание влаги определяются для образцов с тремя различными процентными содержаниями цемента. Затем образцы уплотняются в форме перед гидратацией цемента до установленной в лаборатории максимальной плотности в сухом состоянии и оптимального содержания влаги и испытываются на прочность при неограниченном сжатии.

B. МАТЕРИАЛЫ

Материалы должны состоять из следующего:

    1. Почва
    Почва может состоять из любого сочетания гравия, камня, песка, ила, глины, калиши, шлака, шлака, песчаника, шлак, зола, отходы заводов по производству заполнителей, высококачественные щебеночные и гравийные заполнители, а также вышедшие из строя битумные покрытия.

    2. Портландцемент
    Портландцемент должен соответствовать последним спецификациям ASTM, AASHTO или CSA для портландцемента или смешанных гидравлических цементов.

    3. Вода
    Вода не должна содержать веществ, вредных для надлежащего твердения грунтово-цементного материала.

    4. Пуццоланы
    Пуццоланы, если они используются, должны соответствовать последним спецификациям ASTM, AASHTO или CSA для летучей золы, шлака и дыма кремнезема.

C. АППАРАТ

Устройство должно состоять из следующего:

    1. Форма
    Цилиндрическая металлическая форма диаметром примерно 4,0 дюйма (100 мм) и высотой 4,6 дюйма (115 мм), имеющая объем примерно 1/30 кубического фута (940 куб. см).Эта форма снабжена съемной опорной плитой и съемное расширением приблизительно 3,1 дюйма (80 мм) в высоте.

    2. Трамбовка
    Металлическая трамбовка с плоской круглой поверхностью диаметром 2 дюйма (50 мм) и весом 5,5 фунтов (2,5 кг). Трамбовка должна быть оборудована подходящим устройством для контроля высоты падения до свободного падения на 12,0 дюймов (300 мм) над отметкой образца почвы.

    3. Сито
    Сито ¾ дюйма (19 мм) должно соответствовать «Стандартным техническим условиям на сита для целей тестирования», AASHTO Обозначение: M-92.

    4. Экструдер для образцов
    Домкрат, рычажная рама или другое устройство, приспособленное для выдавливания образцов из формы.

    5. Весы
    Весы или весы емкостью не менее 10 000 граммов, чувствительные к 1,0 грамму.

    6. Полиэтиленовые пакеты для заморозки
    Полиэтиленовые пакеты для замораживания - это обычные коммерческие пакеты для замораживания объемом 1 кварта (950 куб. См).

    7. Влажное помещение
    Влажное помещение или подходящий закрытый контейнер, способный поддерживать температуру 73 ° C.4 ° F ± 3 ° F (23,0 ° C ± 2 ° C) и относительной влажностью не менее 90 процентов.

    8. Машина испытание
    Испытательная машина может быть гидравлическим или винтовым типа с достаточным отверстием между верхней опорной поверхностью, а нижняя опорная поверхность машины, чтобы позволить испытания образцов указанных здесь. Машина должна выдерживать нагрузку не менее 20 000 фунтов (9 070 кг) с точностью до ± 1% от общей нагрузки.

    9. Линейка
    Стальная линейка длиной 12 дюймов (300 мм).

    10. Большие кюветы
    Кастрюли достаточного размера для тщательного перемешивания материала, проходящего через сито ¾ дюйма (19 мм).

    11. Лопатки
    Лопатки или другие подходящие устройства для перемешивания и отбора проб материала, проходящего через сито ¾ дюйма (19 мм).

    12. Градуированный цилиндр
    Стеклянная или пластмассовая градуировка емкостью 1000 мл, используемая для измерения воды для смешивания.

    13. Маленькие сковороды или тарелки
    Сковороды или чашки для выпаривания, подходящие для взвешивания цемента и / или других примесей.

D. ПОДГОТОВКА ОБРАЗЦА

Просейте достаточное количество почвенного материала через сито ¾ дюйма (19 мм), чтобы определить максимальную плотность в сухом состоянии и оптимальное содержание влаги, а также обеспечить как минимум девять, 4,0 дюйма (100 мм). мм) диаметром 4,6 дюйма (115 мм) спрессованных образцов, имеющих общий объем 1/30 кубического фута (940 куб. см). (Обычно требуется около 100 фунтов (45 кг) сухой почвы.)

E. ПРОЦЕДУРА

    1. Определите максимальную сухую плотность и оптимальное содержание влаги

    а.Взвесьте три партии сухой почвы по 4000 грамм.

    г. Взвесьте три партии сухого цемента, чтобы они составили 4 процента (160 грамм), 6 процентов (240 грамм) и 8 процентов (320 грамм) партий сухой почвы.

    г. Поместите одну 4000 грамм сухой почвы плюс первый процент сухого цемента (4 процента) в большую кастрюлю и смешайте сухие ингредиенты до однородного цвета.

    г. Определите лабораторную максимальную плотность в сухом состоянии и оптимальное содержание влаги для грунтово-цементной смеси, следуя ASTM D558 - Стандартные методы испытаний для соотношений влаго-плотность грунто-цементных смесей.

    эл. Определите лабораторную максимальную плотность в сухом состоянии и оптимальное содержание влаги для партий цемента 6 и 8 процентов так же, как в шагах E.1.c. и E.1.d.

    2. Подготовить и испытать образцы на прочность при неограниченном сжатии

    a. Взвесьте три порции сухой почвы по 10 000 грамм.

    г. Взвесьте три партии сухого цемента, чтобы они составляли 4 процента (400 граммов), 6 процентов (600 граммов) и 8 процентов (800 граммов) партий сухой почвы.

    г. Поместите одну партию сухой почвы 10 000 грамм плюс первый процент сухого цемента (4 процента) в большую кастрюлю и перемешайте сухие ингредиенты до однородного цвета.

    г. Добавьте достаточное количество воды, чтобы довести грунтово-цементную смесь до оптимальной влажности, как было ранее определено в шаге E.1.d. над. Перемешивайте до достижения однородного содержания влаги во всей партии.

    эл. Сформируйте образец, утрамбовывая подготовленную грунтово-цементную смесь в три равных слоя в форме в соответствии со стандартными процедурами испытаний Проктора.

    ф. Выдавите образец из формы и запечатайте в полиэтиленовый пакет для замораживания.

    г. Подготовьте еще два образца, как на шагах E.2.e. и E.2.f. от замеса грунтово-цементной смеси.

    ч. Приготовьте 6-процентную и 8-процентную партии цемента так же, как на шагах E.2.c. через E.2.g. и поместите все девять формованных образцов во влажную комнату для отверждения.

F. ИСПЫТАНИЯ

Три образца для каждого содержания цемента испытываются без крышки на прочность при неограниченном сжатии после 7 дней выдержки во влажном помещении.Эти образцы вертикально нагружают в испытательной машине со скоростью 0,05 дюйма / мин (1,25 мм / мин) до разрушения.

G. РАСЧЕТЫ

Прочность на сжатие (PSI) = Нагрузка (фунты) в зоне разрушения образца (дюйм²)

Прочность на сжатие (кг / м²) = Нагрузка (кг) в зоне разрушения образца (м²)

ПРИМЕЧАНИЕ. Отношение длины к диаметру (К-фактор) не учитывается.

.

Expansive Cement - Производство, свойства, типы и применение

Expansive Cement - это особый тип цемента при смешивании с водой, который образует пасту, которая имеет тенденцию к увеличению объема в значительно большей степени, чем паста портландцемента после схватывания. Расширение цементного раствора или бетона компенсирует потери на усадку. В этой статье мы узнаем о производстве, свойствах, типах и использовании расширяющегося цемента.

Производство расширяющегося цемента

Процесс производства цемента этого типа такой же, как у портландцемента, но сырье, используемое для образования клинкера, отличается.Сначала известняк и глина нагреваются вместе до температуры около 2600 градусов по Фаренгейту, и образуются клинкеры, а в следующей партии - известняк, сульфат кальция и боксит вместе при температуре около 2300 градусов по Фаренгейту, где образуются сульфоалюминатные клинкеры. Эти два клинкера заземлены вместе, образуя расширяющийся цемент. когда этот цемент подвергается воздействию воды или смешивается с водой, сульфоалюминат увеличивается в объеме.

Рис. 1: Использование расширяющегося цементного раствора при заливке анкерных болтов.

Физические свойства Expansive Cement

Таблица 1: Свойства расширяющегося цемента

Недвижимость Значение
Время схватывания 75 мин
Содержание воздуха 12%
Расширение на 7 дней
Мин. 0,04%
Макс 0.10%
Прочность на сжатие
7 дней 14,7 МПа
28 дней 24,5 МПа

Типы расширяющегося цемента

В зависимости от типа расширяющего состава, используемого в цементе, расширяющийся цемент делится на 3 типа:

1. K Тип расширительного цемента

Сырье в этом типе цемента содержит портландцемент, безводный сульфат тетракальцийтриюмината (C 4 A 3 S), сульфат кальция (CaSO 4 ) и известь (CaO), которые имеют твердый и расширяющийся характер. цемент образуется.

2. M Тип расширительного цемента

Клинкеры портландцемента грунтованы сульфатом кальция.

3. Расширяющийся цемент типа S

В этом типе расширяющегося цемента - портландцемент, содержащий высокое расчетное содержание трикальцийалюмината (C 3 A) и количество сульфата кальция, превышающее обычное количество, обнаруженное в портландцементе.

Использование расширяющегося цемента

  1. Этот цемент используется в больших, сплошных плитах перекрытий без швов
  2. Хорошо подходит для заполнения отверстий в фундаменте и создания самонапряженного бетона, который прочнее обычного бетона с портландцементом.
  3. Из этого материала изготавливаются предварительно напряженные бетонные элементы для мостов и зданий.
  4. Применяется для строительства водоудерживающих сооружений, а также для ремонта поврежденных бетонных поверхностей.
  5. Используется для затирки анкерных болтов.
.

Смотрите также