Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Технологічні властивості цементного порошку, розчину і каменю 1 страница


⇐ ПредыдущаяСтр 37 из 94Следующая ⇒




Властивості цементного порошку

Цементний порошок характеризують густиною насипної маси, грану­лометричним складом і питомою поверхнею [200]. Звичайний портланд­цемент є порошком від світло-сірого до темно-сірого кольору, а спеціальні тампонажні портландцементи можуть мати світло-жовтий (полегшені і термостійкі), червоно-бурий (обважнені гематитом) та інші кольори.

Густина насипної маси в залежності від виду та вмісту додатків, ступеня дисперсності може коливатися від 800 до 1200 кг/м3 у пухкому (свіжонасипаному) стані і до 1700-1900 кг/м3 в ущільненому стані. Се­редня дійсна густина частинок цементного порошку залежно від вмісту різних компонентів становить 3000-3200 кг/м3. Густини деяких додатків до тампонажних портландцементів подано в табл. 2.68.

Гранулометричний склад тампонажного портландцементу зале­жить від ступеня подрібненості (дисперсності), речовинного складу та способу подрібнення (виду пристрою мелення). Тонкість помелу тампо­нажних портландцементів повинна бути такою, щоб через сито №008 проходило не менше 85% (стосовно до цементів для низьких і нормальних температур) або не менше 80% (стосовно до цементів для помірних і під­вищених температур) [341].

Гранулометричний склад порошків деяких видів тампонажних цемен­тів у залежності від пристроїв мелення, які застосовуються в процесі виробництва тампонажних цементів, і ступеня подрібнення, подано в табл.

 

 

Таблиця 2.68 - Густини речовин, що зустрічаються в складі тампонажних

порт­ландцемента

Речовина Густина, кг/м3 Питомий об'єм, х103м3/кг
Портландцементний клінкер 3100-3200 0, 31-0, 32
Кварцовий пісок 2600-2700 0, 37-0, 38
Вапняк 2700-2900 0, 34-0, 37
Крейда 2600-2800 0, 35-0, 38
Шлаки металургійні доменні 2700-3200 0, 31-0, 37
Гіпс 2200-2400 0, 41-0, 45
Діатоміт 2100-2500 0, 40-0, 48
Опока, трепел 2300-2700 0, 37-0, 43
Зола теплоелектроцентралей (ТЕЦ) 2000-2100 0, 48-0, 50
Вапно негашене 2300-2900 0, 34-0, 43
Вапно гашене 2200-2300 0, 43-0, 45
Пемза 2400-2500 0, 40-0, 41
Недогарки колчеданні (піритні) 3200-3600 0, 27-0, 31
Гематит 4900-5100 0, 19-0, 20
Барит 4300-4400 0, 22-0, 23
Титановий концентрат 4500-5300 0, 18-0, 22
Свинцевий шлак 3800-3900 0, 25-0, 26
Шлак виробництва феротитану 3500-3700 0, 27-0, 29
Глинопорошок 2300-2700 0, 37-0, 43
Глієж 2600-2700 0, 37-0, 38
Гумова крихта 1300-1400 0, 07-0, 08
Пил електрофільтрів цементнообпалювальних печей 2600-2800 0, 35-0, 38
Хроматний шлам 2700-2900 0, 34-0, 37
Керамзитовий пил 2500-2700 0, 37-0, 40

 

2.69 і 2.70, а технологічні властивості розчину тампонажного портланд­цементу різного ступеня подрібнення - в табл. 2.71. Тонкість помелу визначають за допомогою стандартних (ГОСТ 3584-73) або інших сит (табл. 2.72).

Питома поверхня Snm порошку тампонажних цементів (сумарна по­верхня частинок одиниці маси чи об'єму порошку) залежить від тонкості подрібнення (гранулометричного складу), речовинного складу, способу подрібнення та способу вимірювання питомої поверхні.

Повна питома поверхня з урахуванням поверхні всередині мікро-тріщин у частинках, яка вимірюється методом сорбції, становить для звичайного тампонажного портландцементу, подрібненого в кульовому млині, 600-800 м2/кг, подрібненого в дезінтеграторі - 1000-1300 м2/кг.

Якщо вимірювання здійснено методом повітропроникності, за яким характеризується „згладжена" поверхня частинок, то питома поверхня

 

 


Таблиця 2.69 — Гранулометричний склад порошків деяких тампонажних цементів [200]

 

  Масова частка частинок (%) у межах фракції, Масова частка частинок (%) у межах фракції,
Вид цементу мкм (помел у кульовому млині) мкм (помел у дезінтеграторі)
    5-10 10-20 20-30 30-50 50-80     5-10 10-20 20-30 30-50 50-80  
Звичайний тампонажний портландцемент 8-20 18-30 10-20 5-15 10-20 10-15 5-15 10-25 25-35 15-25 5-10 10-20 5-10 5-20
Полегшений тампонажний цемент з опокою 20-35 30-40 5-15 1-5 1-5 1-5 5-10 30-40 25-35 10-20 1-5 5-10 5-10 5-10
Обважнений тампонажний цемент з гематитом 5-10 10-15 20-25 10-15 10-15 15-20 15-20 5-10 15-20 15-20 15-20 5-10 15-20 15-20

Таблиця 2.70 - Гранулометричний склад (масова частка фракцій, %) порошку тампонажного портландцементу

різного ступеня подрібненості [200]

 

 

 

Номер цементу Питома поверхня Snm, м2/кг   Розмір частинок фракцій, мкм      
< 5 5-10 10-15 15-20 20-30 30-40 40-60 60-80 80-105 105-125 125-177 > 177
    11, 99 22, 33 14, 44 7, 19 5, 22 1, 38 19, 75 8, 10 2, 60 2, 88 3, 04 1, 08
    18, 22 27, 63 14, 52 6, 15 3, 84 1, 44 19, 68 4, 80 1, 44 1, 18 0, 96 0, 14
    23, 20 31, 70 14, 81 5, 78 3, 40 0, 63 15, 08 3, 24 0, 64 0, 44 0, 48 0, 60
    29, 43 36, 52 15, 03 5, 41 3, 00 1, 01 7, 70 1, 16 0, 26 0, 22 0, 26 -
    36, 48 39, 10 13, 45 2, 94 4, 07 0, 97 2, 20 0, 54 0, 12 0, 06 0, 08 -
    50, 31 34, 59 8, 10 2, 00 1, 06 0, 30 3, 02 0, 42 0, 08 0, 06 0, 06 -
    62, 53 28, 07 5, 03 1, 90 1, 23 0, 54 0, 40 0, 18 0, 04 0, 04 0, 04 -

 

 


Таблиця 2.71 - Технологічні властивості розчину тампонажного портландце­менту різного ступеня подрібненості

 

 

 

 

 

 

 

Номер цементе (див. табл. 2.70) В/Ц В, % Dр, см τ схопл. (год.-хв.) при τ загал. (год.-хв.) при 750С σ стиск. (МПа) через, діб
22±2°С 75±3°С            
τ n. схопл. τ к. схопл. τ n. схопл. τ к. схопл. 22°С 75°С
    3, 0   10-00 13-10 2-40 3-55 2-50           20 27
    2, 0   9-35 І2-00 2-30 3-25 2-45          
    1, 5   8-15 10-30 2-15 3-15 2-30            
    1, 0   7-00 9-35 2-00 3-00 2-20            
    1, 5   6-20 10-00 2-25 3-25 2-20           2Ь
  0 65 1, 0   6-15 3-50 2-50 3-40 2-10            
  0, 7 Сліди   5-20 7-10 2-20 3-00 1-50            

Примітка: * В - коефіцієнт водовідцілення (див. с 320)

 

Таблиця 2.72 - Характеристика сит за іноземними стандартами

 

За системою сит Американського бюро стандартів (ASTM)   За німецькою системою сит
Кількість отворів на 1 дюйм сітки, меш Розмір отворів у сітці, мм № сітки Розмір отворів у сітці, мм Кількість отворів в 1 см2 сітки
  0, 208 ЗО 0, 200  
  0, 175   0, 150  
  0, 147   0, 120  
  0, 124   0, 102  
  0, 104   0, 088  
  0, 088   0, 075  
  0, 074   0, 060  

порошку тампонажного портландцементу ГЩТ-Д0 становить 280-300 м2/кг, ПЦТ-Д20 - 280-360 м2/кг. Характерна питома поверхня (у м2/кг) порошків спеціальних тампонажних цементів така [200]:

Обважнений тампонажний портландцемент 180-300

Піщанистий тампонажний портландцемент для нормальних

температур 250-320

Піщанистий тампонажний портландцемент для помірних

температур 220-280

Полегшений тампонажний портландцемент з опокою чи

діатомітом 800-1400

Полегшений тампонажний портландцемент з попелом ТЕЦ 600-800

Полегшений тампонажний портландцемент з фільтроперлітом 700-1000

Тривале зберігання (до 12 міс.) тампонажного портландцементу при­зводить до зниження його активності (збільшення термінів схоплювання і

зниження дводенної міцності) на 30-100 % за відносної вологості повітря 90 % і питомої поверхні 150-400 м2/кг (за методом повітропроникності), хоч за високих температур такий злежаний цемент швидше схоплюється. При цьому активність знижується як з ростом відносної вологості по­вітря, так і з підвищенням питомої поверхні.

Властивості цементного розчину

Цементний розчин характеризують густиною, водоутримувальною здатністю, рухомістю, седиментаційною стійкістю, коефіцієнтом водовід-ділення, водовіддачею, швидкостями загустіння і тужавіння. Вихід роз­чину із 1 т цементу становить 0, 76-0, 78 м3 [200, 341].

Густина цементного розчину - функція густин сухого цементного порошку, додатків, що вводяться (середньозваженої густини твердої фази цементного розчину рт), рідини замішування рр і відносного вмісту рі­динної та твердої фаз Р/Т, який є відношенням маси рідини до маси твердої частини тампонажного розчину. Тоді густина цементного розчину

 

(2.9)

 

 

Без використання спеціальних додатків для зниження або підвищення густини можна приготувати тампонажні розчини густиною 1760-2130 кг/м3.

Водоутримувальна здатність визначає межі водовмісту цементного розчину, в яких його властивості задовольняють технологічні вимоги. Верх­ня межа водовмісту обмежується втратою седиментаційної стійкості, ниж­ня межа - погіршенням рухомості нижче допустимої для пропомповування за існуючих техніко-технологічних умов цементування. За таких умов щодо водовмісту коефіцієнт водопотреби основних компонентів тампонажних цементів (клінкер, шлак, кварц, гематит та інші додатки) становить 800-1700 кг води на 1 м2 поверхні, виміряної методом повітропроникності.

Межі допустимого водовмісту залежать від хімічної природи компо­нентів цементного порошку, ступеня його дисперсності, величини та конфігурації змочуваної поверхні. Водовміст побічно характеризується водоцементним відношенням мас (В/Ц). Для стандартних тампонажних портландцементів В/Ц = 0, 3-0, 6, для модифікованих полегшених тампо­нажних цементів може бути доведено до 2, 1 (гель-цементи), а для обва­жених - до 0, 3-0, 45. Для оцінки якості портландцементів величина В/Ц регламентована ГОСТ 1581-85 і рівна 0, 5.

Рухомість цементного розчину характеризується розтічністю Dp (точніше діаметром розтікання) за конусом АзНДІ (ГОСТ 1581-85), консистенцією η (УОК - умовні одиниці консистентності), яка вимі­рюється в консистометрі з нормованими геометричними розмірами

 

 

стакана та мішалки, і реологічними параметрами в'язкопластичного тіла за Шведовим-Бінгамом - динамічною напругою зсуву τ 0 та коефіцієнтом пластичної в'язкості η пл

Рухомість свіжоприготовленого цементного розчину залежить від від­ношення Р/Т, питомої поверхні твердої фази, в'язкості рідинної фази та ін­тенсивності перемішування під час приготування тампонажного розчину. Розтічність цементного розчину при В/Ц = 0, 5 знаходиться в межах 18-25 см.

При визначенні консистенції (густоти, в'язкості) прийнято наступні умовні „межі" рухомості тампонажних розчинів: а) η к = 0-30 УОК -розчин з нормальною рухомістю (допускаються короткотривалі зупинки під час цементування); б) η к = 30-50 УОК - загустілий (підвищеної кон­систенції) розчин з низькою рухомістю (після зупинок відновити циркуля­цію під час цементування практично неможливо); в) η к = 50 УОК - густий розчин, який досягнув межі пропомповуваності. За час загуснення розчи­ну беруть час від початку замішування до настання консистенції 30 УОК. Рухомість цементного розчину зменшується в часі, причому на початку так званого інкубаційного періоду повільно, потім швидко. Швидкість погіршення рухомості збільшується з підвищенням температури. У табл. 2.73 - 2.76 подано показники рухомості характерних тампонажних розчинів за різних вмісту води, температури та тривалості перемішування (позна­чення див. по тексту).

Таблиця 2.73 - Параметри рухомості тампонажного портландцементного

роз­чину різного водовмісту за температури 20°С [200]

 

В/Т Час τ, хв. | Dр, см | η к.УОК | η т, мПа-с | τ 0, Па
  SпиТ=350 м2/кг  
0, 40          
0, 45          
0, 50          
0, 40          
0, 45          
0, 50          
  SпиТ=300 м2/кг  
0, 40          
0, 45          
0, 50          
0, 40          
0, 45          
0, 50          
  Полегшений цемент, SпиТ=900 м2/кг з додатком опоки  
0, 80 | 50 | 24 | 5 | 9 1 16
  з додатком 10 % бентоніту  
1, 0 50 | 24 | 5 | 7 1 19
  з додатком 20 % бентоніту  
1, 25 50 | 24 | 5 | 10 1 18

 

Таблиця 2.74 - Параметри рухомості тампонажного портландцементного розчи­ну за різної температури t (Snm = 300 м2/кг, В/Ц = 0, 5) [200]

t, °С τ, хв. Dp, см η к, УОК η пл» мПа-с τ о, Па t, °С τ, хв... Dp, см η к. УОК η пл, мПас τ о, Па
                       
                       
                       
                       
                       
                       

Таблиця 2.75 - Параметри рухомості тампонажних цементних розчинів з різни­ми додатками до цементу [200]

Вид додатку а д* В/Т t, °С τ, хв.. Dp, см η к. УОК η пл, мПа-с τ о, Па
Попіл ТЕЦ   0, 5            
  0, 43 0, 5            
    0, 5            
  2, 3 0, 5            
    0, 5            
  0, 43 0, 5            
    0, 5            
  2, 3 0, 5            
    0, 5            
  0, 43 0, 5            
    0, 5            
  2, 3 0, 5            
Опока 0, 43 0, 8            
  0, 43 0, 8            
  0, 43 0, 8            
    0, 9            
    0, 9            
    0, 9            
Пісок кварцовий 0, 43 0, 46            
  0, 43 0, 46            
Бентоніт 0, 1 0, 9            
  0, 25 0, 9            
Гематит 0, 66 0, 3            

Примітка: *ая - відношення маси твердого додатку до маси цементу.

Таблиця 2.76 - Параметри рухомості тампонажних цементних розчинів з різни­ми додатками до рідини замішування [200]

  Масова частка              
Вид додатку додатку до рідини замішування, % Р/Ц t, °С τ, хв.. Dр, см η к. УОК η пл, мПа-с τ о, Па
                 
    0, 45            
    0, 45            
NaCl   0, 45            
  2, 5 0, 5           2, 5
    0, 5            
  7, 5 0, 5 о          

Продовження таблиці 2.76

 

 

 

 

 

                 
    0, 5            
    0, 5            
  2, 5 0, 5            
    0, 5            
NaCl   0, 5            
  0, 5            
    0, 5            
    0, 5            
    0, 5         ЗО  
    0, 5            
    0, 45            
Na2C03   0, 45            
  0, 45            
    0, 45            
    0, 45       -    
    0, 5            
СаСЬ   0, 5            
    0, 45       -    
    0, 45     Не тече -    
  0, 5 0, 5            
  2, 0 0, 5            
  0, 5 0, 5            
Технічні ліг- 2, 0 0, 5            
носульфонати 0, 5 0, 5            
кальцію 2, 0 0, 5            
(ССБ, КССБ) 0, 4 0, 4            
  0, 6 0, 4            
  1, 0 0, 4            
  1, 0 0, 4            
  0, 25 0, 5            
  0, 5 0, 5            
  0, 5 0, 5            
  1, 0 0, 5         - -
КМЦ, ГЕЦ, КМГЕЦ 0.5 0, 5            
0, 5 0, 5            
0, 2 0, 5 0, 5 0, 5     - -    
  0, 75 0, 5     - -    
  0, 3 0, 6            
  0, 5 0, 6            
  0, 1 0, 6            
  0, 05 0, 4     - -    
ВКК 0, 2 0, 4     - -    
  0, 5 0, 4     - -    
  0, 1 0, 4     - -    
Нітро лігнін 0, 4 0, 8 0, 4 0, 4     - -   120 86
  1, 0 0, 4     - -    
  0, 1 0, 5     -     ЗО
Гіпан 0, 3 0, 5     -      
0, 6 0, 5     -      
  1, 0 0, 5     -      

Примітка: ССБ - сульфіт-спиртова барда; КССБ - конденсована ССБ; КМЦ - кар-боксиметилцелюлоза; ГЕЦ - гідроксиетилцелюлоза; КМГЕЦ - карбоксиметил-гідроксиетилцелюлоза; ВКК - винна кислота із виннокислого кальцію


⇐ Предыдущая32333435363738394041Следующая ⇒




© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.