Вода камень точит. В справедливости этой мудрости строители убеждаются каждый рабочий день. Влага способна разрушить даже самый прочный железобетон. Чтобы защитить конструкции и продлить их срок службы, человечество придумало гениальное изобретение – гидроизоляционные материалы. Они все создают защитную пленку на поверхности, которая предотвращает воздействие воды. Ассортимент подобных составов приличный, а одним из самых популярных считается жидкое стекло. Оно универсальное, недорогое и простое в применении. Разбираемся, как использовать жидкое стекло для гидроизоляции бетона, фундамента, бассейнов, как его наносить и почему же оно считается таким универсальным.

№1. Что такое жидкое стекло?

Жидкое стекло – это тот же силикатный клей. Его основа – водный щелочной раствор натрий или калий силиката. Намного реже используется силикат лития – такой материал используется в электродном покрытии. В России часто жидким стеклом называют полироли и защитные составы для автомобилей, что не совсем верно. У них совершенно другой состав, а путаница вызвана тем, что автомобильные средства в азиатских странах называют «glass coat», дословно – «стеклянное покрытие», но никак не жидкое стекло.

Получают жидкое стекло путем обжига кварцевого песка или соды. Также используется метод обработки диоксида кремния щелочью. Вязкое однородное вещество при застывании становится твердым и не пропускает ни воздух, ни воду. Пока же состав не высох, он легко проникает в поры основания, на чем и построено его защитное действие. Жидкое стекло отлично защищает от влаги, играет роль антисептика, отвердителя, кислотозащитителя и повышает устойчивость к огню.

№2. Основные плюсы и минусы жидкого стекла

Жидкое стекло очень часто используется для проведения работ по гидроизоляции. Это связано с целым рядом его преимуществ:

• отличные водоотталкивающие свойства, пленка получается цельной, так что у влаги не остается подходов к материалу;
• жидкое стекло отлично просачивается в поры и трещинки, отличается высоким сцеплением с основанием;
• небольшой расход, в особенности при добавлении вещества в цементный раствор;
• невысокая цена по сравнению с другими гидроизоляционными материалами;
• вещество может использоваться при повышенной влажности;
• относительно высокая долговечность. Жидкое стекло прослужит не менее 5 лет, а если его покрыть краской, то намного дольше. Без дополнительной защиты оно способно постепенно саморазрушаться;
• жидкое стекло придает материалу устойчивости к огню, кислотам, щелочам, плесени, повышает прочность основания.

Тем не менее, и у этого материала есть свои минусы:

• ограниченность сферы применения. Материал сочетается только с бетоном и деревом. На кирпич такую гидроизоляцию не нанесешь – она разрушит материал. Когда говорят об универсальности жидкого стекла, имеют в виду, что составом можно пользоваться для создания обмазочной гидроизоляции и для добавления в бетон, причем разная концентрация его в растворе позволяет получать разные свойства;
• жидкое стекло, как и обычное, немного хрупкое и становится таковым, когда застывает. Чтобы слой не повреждался, его сверху дополнительно защищают иным материалом;
• поверх жидкого стекла финишную отделку нанести практически невозможно – краски и лаки на нем вообще не держатся;
• очень важно соблюдать правильные пропорции при добавлении жидкого стекла в цементный раствор, иначе он может застыть слишком быстро;
• хоть процесс монтажа нельзя назвать специфическим, да и особенные инструменты не потребуются, все равно определенные навыки понадобятся. Выполнять все работы своими руками можно лишь тогда, когда у вас есть опыт в гидроизоляции. Действовать придется очень быстро, так как жидкое стекло схватывается практически моментально.

В том или ином виде жидкое стекло используют строительстве уже более 200 лет. За это время человечество успело придумать и другие гидроизоляционные материалы, но жидкое стекло до сих пор выдерживает конкуренцию.

Как самостоятельный гидроизоляционный материал жидкое стекло практически не используют – только в связке с другими материалами, но только благодаря ему получается добиться превосходных результатов и полностью защитить бетон и дерево от влаги.

№3. Сферы применения жидкого стекла

По сути, жидкое стекло может применяться тремя основными способами:

• состав наносится на бетонную поверхность, высыхает и формирует влагостойкую пленку, закупоривая все поры. Часто защиту наносят в несколько слоев;
• состав добавляется в бетонный раствор. Бетонная конструкция, созданная подобным образом, получает улучшенные гидроизоляционные свойства, но при этом намного быстрее застывает;
• в качестве добавки для изготовления разных марок бетона.

Чтобы убедить вас в универсальности и практичности данного гидроизоляционного материала, приведем лишь самые распространенные сферы, где используется жидкое стекло:

• покрытие фундамента, стен, потолков и полов в подвальных помещениях;
• гидроизоляция бассейнов и колодцев;
• гидроизоляция древесины;
• добавление в бетон для улучшения водоотталкивающих свойств;
• защита стволов деревьев после спиливания;
• приклеивание разных материалов;
• для борьбы с плесенью;
• для защиты от коррозии;
• для защиты швов между строительными материалами;
• гораздо реже состав используется для обеспыливания бетона, а также как быстросохнущее вещество. Также нечасто его применяют для создания бактерицидных затирок и в качестве герметика.

№4. Виды жидкого стекла

Основой жидкого стекла, как уже было сказано ранее, может быть силикат калия или натрия. В принципе, оба состава очень похожи, но все же некоторые отличия присутствуют:

• калий силикат отличается устойчивостью к кислотам, отличными клеящими свойствами и отсутствием характерного стеклянного блеска;
• натрий силикат отличается такими же высокими эксплуатационными качествами, но при этом у него отсутствует характерный блеск.

Жидкое стекло продает в емкостях от 500 мл до 10 л. Обязательно ищите информацию о составе и производителе. Также на упаковке должны быть сведения, что материал произведен в соответствии с ГОСТом 13078-81.

Реже, но встречается гранулированное стекло, которое перед использованием согласно инструкции необходимо развести определенным количеством воды.

№5. Способы применения жидкого стекла

Понятно, что жидкое стекло используется для гидроизоляции, но наносить его можно по-разному – все зависит от поставленных целей:

• обмазочный способ предполагает нанесение чистого жидкого стекла на поверхность. Обычно используют силикат натрия. Способ подходит для покрытия оснований, которые пылят, отличаются пористостью и рыхлостью. Слой изоляции высыхает в течение 30-60 минут, после чего можно наносить еще один слой. Поверх жидкого стекла можно использовать еще один гидроизоляционный материал, например, рубероид;
• проникающая методика имеет много общего с обмазочной, но при этом жидкое стекло смешивают с водой, а иногда – с сухой строительной смесью. Полученным составом обрабатывают труднодоступные поверхности, только работать придется очень быстро;
• путем добавления жидкого стекла в бетон получают более прочный и стойкий к влаге материал, но этой методике стоит выделить отдельный раздел.

№6. Жидкое стекло для гидроизоляции бетона

Популярность жидкого стекла связана как раз-таки с добавлением его в бетонный раствор. Суть метода, казалось бы, ясна, но чтобы получить действительно качественный результат, надо знать несколько нюансов:

• жидкое стекло нельзя добавлять в готовый жидкий раствор. Сначала готовят сухую смесь, а затем разводят его водой, в которую добавляют определенную часть жидкого стекла;
• количество жидкого стекла может колебаться в значительных пределах – все зависит от ваших целей. Выбрав определенный рецепт, очень важно следовать указанным пропорциям. Минимальное содержание жидкого стекла в бетоне – 2% (такой состав используется при гидроизоляции фундамента), максимальный – 25%;
• жидкое стекло улучшает качества раствора, но сильно влияет на скорость его затвердевания. Рекомендуют готовить раствор небольшими порциями, чтобы он не застыл еще в емкости. По этой же причине многие не рекомендуют использовать бетономешалку.

Если в раствор добавить всего 2-3% жидкого стекла, то схватываться бетон начнет уже через 45 минут, а полностью застынет спустя сутки. Это достаточно популярная пропорция. При добавлении 5% жидкого стекла скорость схватывания сократится до 30 минут, а полное затвердевание произойдет через 16 часов. Для 8% эти показатели составят 15 минут и 7 часов, а для 10% — 5 минут и 4 часа соответственно. Для замешивания используют чистую холодную воду и цемент марок М300 и М400.

Принцип смешивания таков:

• берут емкость с чистой водой, добавляют туда жидкое стекло, перемешивают;
• раствор переливают в более объемную емкость и постепенно вводят сухую цементно-песчаную смесь;
• быстро, но тщательно перемешивают смесь до однородного состояния и приступают к работе.

Все работы проводят в специальной одежде и перчатках.

№7. Нанесение жидкого стекла обмазочным способом

Проще наносить жидкое стекло обмазочным способом, для этого используют кисточки и валики, а иногда пульверизатор. Порядок работ следующий:

• убедитесь, что жидкое стекло однородно на вид, не имеет примесей и комочков. К условиям хранения особых требований не выдвигают – материалу ничего не будет, даже если он лежал в гараже при резко отрицательных температурах. Морозостойкость – одна из сильных сторон этого состава;
• поверхность, которую необходимо покрыть, тщательно очищают от пыли, жировых пятен и грязи, бетон зачищают щеткой, чтобы открылись поры материала. Желательно, чтобы поверхность была максимально приближена к идеально ровной;
• некоторые советуют предварительно разбавлять материал водой в соотношении 1:2. Это делается для экономии жидкого стекла;
• для пропитки бетона на небольшую глубину используют один слой изоляции жидкого стекла, наносят его кисточкой или краскопультом. Если надо более глубокий слой пропитки, то лучше нанести два-три слоя, каждый последующий наносят спустя 30-40 минут после предыдущего.

Все это общие рекомендации, но в каждом конкретном случае может понадобиться индивидуальный подход.

№8. Гидроизоляция фундамента жидким стеклом

Для гидроизоляции фундамента и цоколя обычно используют обмазочную технологию. Жидкое стекло отлично сочетается с рулонными гидроизоляционными материалами. С битумной гидроизоляцией силикаты несовместимы.

Чтобы надежно защитить фундамент от влаги, сначала поверхность необходимо очистить и обезжирить, потом выполнить шлифовку, а затем широкой кистью нанести само жидкое стекло. Когда первый слой подсохнет, наносят второй, а после окончательного застывания можно приступать к рулонной гидроизоляции.

Для защиты стыков и швов на фундаменте можно использовать проникающую технологию:

• швы и стыки расшивают, на местах трещин делают штробы П-образной формы, потом все выемки очищают от пыли;
• смесь готовят небольшими порциями;
• из воды и жидкого стекла готовят раствор с концентрацией около 5%, потом его добавляют в цемент. В итоге должна получиться густая пластичная масса. Перемешать лучше один раз, при повторном перемешивании может начаться кристаллизация, что негативно скажется на адгезионных свойствах;
• приготовленный раствор шпателем наносят на расшитые стыки и швы. Подсыхает он очень быстро.

№9. Гидроизоляция бассейнов жидким стеклом

Чаша бассейна берет на себя значительную нагрузку. Это и тонны воды, которые наливаются внутрь чаши, и воздействие грунтовых вод снаружи. Следовательно, проводить гидроизоляцию надо с двух сторон. Внешние стенки обрабатывают по обмазочной технологии, наносят не менее трех слоев материала. Внутренние стенки можно покрыть двумя слоями жидкого стекла. Помните, что данный вид гидроизоляции, особенно в случае с бассейном, не может быть самостоятельным.

Обработку внутренних и внешних стенок проводят по общему принципу. Сначала готовят поверхность (наличие бугорков допускается, но не более 1 мм), потом обезжиривают ее и наносят жидкое стекло.

№10. Гидроизоляция колодца жидким стеклом

Гидроизоляционные работы в данном случае направлены на то, чтобы защитить стенки колодца от влаги, а также обработать швы. Очень важно, чтобы бетонные кольца были очень хорошо зафиксированы, иначе никакая гидроизоляция не спасет конструкцию от разрушения. Дополнительную фиксацию можно выполнить при помощи скоб.

Когда кольца смонтированы, а их закрепление произошло, лучше для гарантии произвести обтяжку швов при помощи льняной или джутовой веревки, предварительно обработанной при помощи жидкого стекла.

После этого можно приступать к обработке стенок колодца. Сначала наносят чистое жидкое стекло, а после его высыхания – раствор, приготовленный на основе жидкого стекла и цементно-песчаной смеси.

№11. Гидроизоляция подвала жидким стеклом

Обработка внутренних стен подвалов не сильно отличается от гидроизоляции фундамента, но некоторые специалисты рекомендуют готовить раствор по другому принципу, смешивая цемент, песок и жидкое стекло в соотношении 1,5:1,5:4. Массовая часть воды не должна превышать 25%.

Поверхность, как и в предыдущих способах, сначала очищают, можно обработать ее антисептиком для пущей важности. Затем полученная смесь наносится на основание. Трещинки и места стыков лучше предварительно расшить.

В завершение

Рынок жидкого стекла достаточно насыщенный. Из производителей можно порекомендовать Willson, АМК-Групп, Bitumast, Aqua Well, «Профилюкс», «Брозегс» и «Оптимст». Если после проведения всех работ по гидроизоляции жидкое стекло остается, не выбрасывайте. Его можно будет использовать для обработки древесины. Также сгодится оно для добавки в затирку, чтобы она не плесневела (часть жидкого стекла должна составлять до ¼). При помощи силикатного клея можно приготовить быстросохнущий клей, если его добавить в цемент вместо воды. Более того, народные умельцы используют его при укладке рулонной напольной отделки и даже для обработки срезов деревьев. Нередко средство используют в качестве санитарного герметика.

Статья написана для сайта remstroiblog.ru.

Какая правильная пропорция цемента с жидким стеклом?

В строительстве, а также при ремонте внутренних помещений повсеместно используются смеси на основе цемента и жидкого стекла. При этом, несмотря на особые условия приготовления и нанесения, получаемые таким образом антисептические, гидрофобные, кислотоупорные и огнезащитные свойства конструкций преобладают над сложностями и недостатками. Для строительных и ремонтных технологий применяют несколько видов составов, состоящие из цемента, просеянного песка и жидкого стекла, смешанных в определенных пропорциях.

Раствор для гидроизоляции

Для обустройства водонепроницаемого слоя используют раствор, состоящий из жидкого стекла и цемента взятых в пропорции 1:10.

Если в инструкции по приготовлению стоят пропорции компонентов «по массе», следует пользоваться следующими величинами:

• Жидкое стекло: 1,5 кг/л:
• Часть цемента смешанная с 4 частями песка: 2,5-2,7 кг/л;

Полученную смесь используют для строительства наливных полов и повышения гидроизоляционных качеств стен зданий и сооружений.

Раствор для наружных работ

Водонепроницаемая (гидрофобная) штукатурка используется для защиты основного материала стен зданий и сооружений от губительного воздействия воды и повышенной влажности воздуха.

Особенно актуально использование гидрофобного защитного слоя в северных регионах России – регулярное замерзание и оттаивание влаги находящейся внутри стен обычно приводит к появлению трещин и последующему разрушению конструкции.

Для самостоятельного приготовления гидрофобной штукатурки рекомендуются следующие пропорции жидкого стекла, цемента и просеянного песка: 1:2:5.

Раствор для грунтования

В домашнем строительстве и ремонте иногда возникает необходимость покрыть грунтом бетонную стяжку. Для этих целей готовят раствор из жидкого стекла и цемента, замешанный в пропорции 1:1.

Пропорции раствора для ремонтных работ

Раствор, приготовленный из жидкого стекла и цемента можно использовать для замазки трещин, пустот и щелей. Материал готовится из жидкого стекла, портландцемента и просеянного песка смешанный в пропорциях: 1:1:3.

Приготовленный таким образом раствор имеет густую консистенцию, благодаря чему хорошо держится в дефектах поверхности и большое содержание жидкого стекла способствует быстрому его «схватыванию» и затвердеванию.

для хранения в качестве легких добавок для цементирования нефтяных скважин | Offshore Technology Conference Asia

Полые стеклянные микросферы (шарики) широко используются при цементировании нефтяных скважин для производства легких цементных растворов; В этой статье обсуждается новый метод смешивания полых стеклянных шариков с цементными растворами путем создания хранимой жидкой суспензии полых стеклянных микросфер (жидких шариков). Этот новый метод позволяет эффективно доставлять легкие цементные растворы на шельфе и в удаленных местах за счет исключения логистики насыпного смешивания.

Концепция жидких шариков не нова; однако более ранние попытки разработать жидкие шарики или аналогичные продукты обычно не решали проблему сохраняемости. Сила плавучести имеет тенденцию поднимать шарики к поверхности суспензии, образуя гель или корку и вызывая потерю текучести смеси в течение относительно короткого периода времени. Специальный пакет химических добавок, разработанный в этом исследовании, значительно увеличивает срок хранения жидких гранул. В этой статье сравнивается время гелеобразования различных составов жидких гранул и оцениваются характеристики цементных растворов, приготовленных с использованием жидких гранул.

Данные лабораторных испытаний показывают, что пакет химических добавок, разработанный в этом исследовании, может продлить срок хранения (срок годности) жидких шариков с нескольких часов до по крайней мере одного месяца без реагирования при комнатной температуре; Срок годности может быть увеличен, по крайней мере, до одного года при регулярном перемешивании смеси. Цементные суспензии, приготовленные с использованием шариков сухого смешивания, и суспензии, приготовленные с использованием жидких шариков, демонстрируют аналогичные характеристики с точки зрения результатов лабораторных испытаний, таких как свободная жидкость, потеря жидкости, время загустевания и кинетика гидратации.Разработанная система жидких гранул может быть произведена с помощью смесителей периодического действия для цемента для использования в полевых условиях и оставаться стабильной в емкостях в течение как минимум нескольких месяцев при регулярной рециркуляции. Жидкие шарики можно добавлять в цементные растворы с помощью насосов для жидких добавок во время операции цементирования.

Здесь представлен новый продукт в виде жидких гранул, который можно хранить в течение продолжительных периодов времени без разделения, наряду с необходимыми лабораторными испытаниями, практическими применениями в полевых условиях и историями случаев использования жидких гранул для производства цементных растворов низкой плотности.

Раствор с жидкими шариками для легких цементных растворов | Конференция и выставка SPE Asia Pacific Oil and Gas

Проектирование, выполнение и оценка цементных операций с использованием новой системы жидкого цемента помогли достичь необходимого уровня цемента для эксплуатационных скважин в Брунее. Стеклянные шарики — распространенный легкий материал, используемый в нефтяной промышленности для создания конструкций суспензий низкой плотности с компетентным развитием прочности на сжатие. Для морских операций в Брунее использование сухих шариков создает множество проблем, таких как управление силосами буровой установки, контроль качества смесей и отходов.Был предложен новый подход с использованием системы жидких шариков для производства легких цементных растворов путем добавления шариков, стабилизированных в жидкости, в качестве другой жидкой добавки, чтобы помочь снизить потребность в сухом смешивании шариков в массе. Для этого нового подхода были разработаны методы планирования, выполнения и оценки после операции.

Жидкие шарики можно добавлять в цементные растворы с помощью насосов для жидких добавок. Для работы в Брунее была разработана мобильная установка для нагнетания жидких гранул с заданной скоростью во всасывающий коллектор тройного насоса цементного агрегата, в то время как базовый раствор смешивается и закачивается с заданной скоростью «на лету».Были проведены обширные лабораторные испытания жидкой суспензии и конечного продукта схватывания, чтобы продемонстрировать влияние жидких гранул на свойства цемента по сравнению с конструкцией сухих гранул. Для проверки этой технологии на буровой была проведена проба смешения полей. Оценка цемента с помощью обычных инструментов каротажа создает дополнительную проблему для суспензий с шариками. Чтобы оценить укладку цемента, был проведен анализ постобработки журнала связей.

Первая пробная эксплуатация на шельфе Брунея, проведенная в апреле 2018 года, составила 9 5/8 дюйма.эксплуатационная колонна, в которой 13 м ³ жидкого цементного раствора были смешаны, закачаны и успешно размещены в затрубном пространстве. Обсуждаются подтверждения лабораторных испытаний, а также оценка цементного агрегата и послеоперационного периода.

Разбавители цемента Механизмы и химия

Как упоминалось в статье Cementing Additives , расширители цемента используются для уменьшения плотности цементного раствора и увеличения выхода раствора (также проверьте: Свойства цемента для нефтяных скважин ).Наиболее распространенные химические вещества для наполнения цемента:

Подпишитесь на свою электронную почту, чтобы получать последние статьи по бурению и вакансии

• Глины
• Силикаты натрия
• Пуццоланы
• Легкие частицы

Разбавители цемента

Глинистые минералы представляют собой водные силикаты алюминия группы филлосиликатов (Hurlbut, 1971), в которых тетраэдры кремнезема расположены в виде пластин. Такие минералы имеют пластинчатую или чешуйчатую форму и одно заметное расщепление.Магний или железо могут частично замещать алюминий в кристаллической решетке, а щелочи или щелочноземельные металлы также могут присутствовать в качестве основных компонентов.

Бентонит

Наиболее часто используемыми наполнителями цемента на основе глины является бентонит, также известный как «гель». Бентонит имеет необычное свойство расширяться в несколько раз по сравнению с исходным объемом при помещении в воду, что приводит к более высокой вязкости жидкости, прочности геля и способности суспендировать твердые частицы.

Бентонит добавляется в концентрациях до 20% BWOC.При концентрации выше 6% обычно требуется добавление диспергатора для снижения вязкости суспензии и прочности геля. API / ISO рекомендует добавлять 5,3% дополнительной воды (BWOC) на каждый 1% бентонита для всех классов цемента; тем не менее, необходимо провести испытания для определения оптимального содержания воды в конкретном цементе. Как показано в Таблице 1, плотность суспензии уменьшается, а выход увеличивается с увеличением концентрации бентонита; однако, как показано на рис. 1, за прочность на сжатие приходится платить.Проницаемость цемента также увеличивается с увеличением концентрации бентонита; поэтому такой цемент менее устойчив к сульфатным водам и агрессивным жидкостям. Однако высокие концентрации бентонита улучшают контроль водоотдачи.

Высокие концентрации иона Ca2 + в водной фазе цементного раствора препятствуют гидратации бентонита. Эффективность расширения бентонита можно значительно повысить, если его предварительно гидратировать в воде для смешивания перед добавлением цемента.Суспензия, содержащая 2% предварительно гидратированного бентонита BWOC, эквивалентна суспензии, содержащей 8% сухого смешанного бентонита (Таблица 3-4). Полная гидратация качественного бентонита происходит примерно за 30 минут. Время загустевания суспензий предварительно гидратированного бентонита обычно такое же, как и время загустевания суспензий сухого смешения при той же плотности. Следует также отметить, что предварительная гидратация бентонита не приводит к заметному изменению конечной прочности на сжатие по сравнению с суспензией равной плотности, приготовленной из бентонита сухого смешения.

Согласно спецификациям API / ISO, только чистый, необработанный бентонит должен использоваться в цементах для скважин. Полезные агенты, такие как полиакриламид, которые улучшают водопоглощающую способность низкосортных бентонитов, запрещены. Такие материалы могут влиять на характеристики других цементных добавок и приводить к непредсказуемым результатам (Grant et al., 1990).

Аттапульгит

Бентонит можно предварительно гидратировать в морской воде или легком рассоле, но соль препятствует гидратации, и выход суспензии снижается.Бентонит неэффективен в качестве наполнителя в сильно засоленных цементных растворах. В таких условиях часто используется другой глинистый минерал, аттапульгит (Smith and Calvert, 1974).

Аттапульгит, (Mg, Al) 5Si8O22 (OH) 4 • 4h3O, также известный как «солевой гель», встречается в виде волокнистых иголок. При диспергировании в воде иглы аттапульгита соединяются друг с другом и обеспечивают вязкость. В отличие от бентонита, аттапульгит не улучшает контроль водоотдачи. Аттапульгит был запрещен в некоторых странах, потому что волокнистые иглы похожи на иглы асбеста (Bensted, 2001).Однако доступны гранулированные формы аттапульгита, которые все еще разрешены во многих местах.

Цементные наполнители — силикаты натрия

Силикатные наполнители вступают в реакцию с известью или хлоридом кальция в цементе с образованием геля силиката кальция. Структура геля обеспечивает достаточную вязкость, чтобы можно было добавлять дополнительную воду в смесь без чрезмерного отделения свободной воды. Силикаты натрия доступны в твердой или жидкой форме. Основным преимуществом силикатов является их эффективность, которая сводит к минимуму хранение и транспортировку.Однако из-за их тенденции к ускорению они имеют тенденцию снижать эффективность других добавок, замедлителей схватывания и, в частности, агентов водоотдачи.

Твердый силикат натрия

Твердый силикат натрия обычно смешивают с цементом в сухом виде. Если его добавить в свежую воду для смешивания перед приготовлением суспензии, гель может не образоваться, если также не будет добавлен хлорид кальция. Если гель не образуется, должного расширения суспензии не произойдет. Рекомендуемый диапазон концентрации Na2SiO3 — 0.От 2% до 3,0% BWOC. Эти концентрации обеспечивают диапазон плотности суспензии от 14,5 до 11,0 фунт / галлон [1,75–1,35 г / см3]. Типичные свойства и рабочие характеристики цементных систем с расширенным метасиликатом натрия показаны в таблице 2.

Жидкий силикат натрия

Жидкий силикат натрия (также называемый жидким стеклом) — это добавляли в смесь воду перед перемешиванием суспензии. Если хлорид кальция должен быть добавлен в цементные системы, смешанные с пресной водой, он должен быть добавлен в воду для смешивания до силиката натрия для получения достаточных расширяющих свойств.В случае суспензий, смешанных с морской водой, силикат натрия будет взаимодействовать с двухвалентными катионами в морской воде для достижения расширения суспензии. Нормальный диапазон концентрации составляет от 0,2 до 0,6 галлона / ск. Типичные рабочие характеристики представлены в таблице 3.

Цементные наполнители — пуццоланы.

Пуццоланы, возможно, являются наиболее важной группой цементных наполнителей. Они определены в соответствии с международным обозначением ASTM C-219-55 следующим образом: Кремнийсодержащий или кремнийсодержащий и глиноземистый материал, который сам по себе не имеет цементирующей ценности, но в мелкодисперсной форме и в присутствии влаги будет химически реагируют с гидроксидом кальция при обычных температурах с образованием соединений, обладающих вяжущими свойствами.”

Таким образом, пуццоланы не только расширяют возможности портландцементных систем, но также способствуют прочности на сжатие застывшего продукта.

Есть два типа пуццоланов:

• Природные пуццоланы, которые включают вулканический пепел и диатомовую землю, и
• Искусственные пуццоланы, такие как определенная летучая зола.

Когда один мешок цементных гидратов объемом 94 фунта на метр высвобождает от 20 до 23 фунтов на метр свободного Ca (OH) 2. Сам по себе Ca (OH) 2 мало влияет на прочность затвердевшего цемента и хорошо растворяется; таким образом, в конечном итоге он может быть растворен и удален при контакте воды с цементом.Это способствует ослаблению застывшего цемента. Когда присутствует пуццолан, диоксид кремния соединяется со свободным Ca (OH) 2 с образованием стабильного вяжущего состава (вторичный C-S-H), который очень прочен.

При типичной плотности цемента водопроницаемость затвердевших систем пуццолан / цемент обычно составляет менее 0,001 мД. Низкая проницаемость затвердевшего цемента, а также снижение содержания свободного Ca (OH) 2 препятствуют проникновению сульфатной воды и других агрессивных жидкостей. Если агрессивные воды попадают в затвердевший пуццолановый цемент, повреждение предотвращается с помощью другого механизма.Цеолиты в пуццолане действуют как ионообменные агенты и помогают предотвратить порчу.

Смешивание пуццолановых цементов

Для смешивания пуццолановых цементов обычно используются две системы обозначений.

• Первый — это соотношение объем / объем. Соотношение 1: 1 означает 1 фут3 пуццолана и 1 фут3 цемента. Первая цифра всегда указывает объем пуццолана, а вторая указывает объем цемента. Эта система используется в основном с очень легкими пуццоланами.
• Вторая система смешивания является наиболее широко используемой.Он основан на «эквивалентном мешке». Мешок с портландцементом имеет абсолютный объем примерно 3,59 галлона. Другими словами, при смешивании с водой один мешок цемента увеличит объем смеси примерно на 3,59 галлона. Эквивалентный мешок весит пуццолан, который также имеет абсолютный объем 3,59 галлона. Различные пуццоланы имеют разный эквивалентный вес мешков. Соотношение для смесей на основе эквивалентных мешков обозначается как 25:75, 50:50, 75:25 или любое другое соотношение.Термин 25:75 означает 1⁄4 экв. Пуццолана и 3⁄4 экв. Портландцемента.

Вес других добавок для наполнения цемента (кроме соли) рассчитывается как процент от веса мешка пуццолана / цементного эквивалента. Соль всегда рассчитывается как процент от объема смешанной воды.

В качестве примера эквивалентный мешок с одной типичной летучей золой составляет 74 фунта на метр. Для смеси 50:50 потребуется 37 фунтов летучей золы и 47 фунтов портландцемента. Таким образом, 84 фунта этой смеси вытеснили бы 3 штуки.59 галлонов Затем концентрации добавок будут рассчитываться как процент от мешка, эквивалентного 84 фунтам, а не обычного мешка с портландцементом на 94 фунта. Более подробное обсуждение расчетов пуццолановой суспензии представлено в Приложении C.

Диатомовая земля

Диатомовая земля состоит из кремнистых скелетов диатомовых водорослей, отложившихся либо из пресной, либо из морской воды. Основным компонентом диатомовой земли является опал, аморфная форма водного кремнезема, содержащая до 10% воды.Для использования в качестве пуццоланового наполнителя диатомит измельчают до степени измельчения, приближающейся к портландцементу; следовательно, он имеет большую площадь поверхности и большую потребность в воде. Диатомитовая земля придает суспензии свойства, аналогичные свойствам суспензий бентонита; однако он не увеличивает вязкость суспензии в такой высокой степени. Кроме того, из-за своей пуццолановой активности затвердевшие цементы, содержащие диатомитовую землю, более прочны, чем их бентонитовые аналоги. Главный недостаток диатомовой земли — это ее стоимость.Типичные свойства и характеристики суспензий диатомовой земли показаны в таблице 4.

Летучая зола

Летучая зола — это остатки электростанций, сжигающих пылевидный уголь (Дэвис и др., 1937). Зола взвешивается в дымовых газах в виде расплавленных частиц, которые затвердевают и приобретают примерно сферическую форму. Зола очень мелкодисперсная, с площадью поверхности примерно равной площади портландцемента.Основным компонентом летучей золы является стекло, состоящее в основном из диоксида кремния и оксида алюминия с небольшим количеством оксида железа, извести, щелочей и магнезии. Встречаются также кварц, муллит, гематит и магнетит, а также некоторые горючие вещества. Состав и свойства летучей золы могут широко варьироваться в зависимости от источника угля и эффективности электростанции; соответственно, удельный вес летучей золы может варьироваться от 2,0 до 2,7 (Hewlett, 2001).

В соответствии со спецификациями ASTM International различают три типа летучей золы: типы N, F и C.Как показано в Таблице 5, различие проводится по химическому признаку. Типы N и F обычно производятся из сжигания антрацита или битуминозных углей. Летучая зола типа C, полученная из лигнита или полубитуминозных углей, менее кремнистая, а некоторые содержат более 10% извести; в результате многие из них являются цементирующими и не соответствуют строгому определению пуццоланового материала. При цементировании скважин наиболее часто используется зола-унос типа F.

Обычно 2% бентонита добавляют в системы летучей золы / портландцемента типа F для улучшения свойств суспензии и предотвращения образования свободной воды.В таблице 6 представлены данные по суспензии для различных соотношений золы-уноса типа F и цемента с различным содержанием воды.

Использование летучей золы типа C в качестве наполнителя для цементации скважин является относительно новым. Из-за значительного количества извести в такой летучей золе необходимо тщательно контролировать реологические эффекты. Кроме того, золы типа C широко варьируются в зависимости от источника, и для каждого требуются специальные инструкции по приготовлению суспензии.

Некоторые летучие золы типа C достаточно цементирующие, чтобы их можно было использовать в качестве основного компонента цемента для скважин. Такие системы были разработаны для применения в неглубоких скважинах с температурами циркуляции до 120 ° F [49 ° C]. Повышение прочности на сжатие часто происходит быстрее, чем это наблюдается в обычных системах портландцемента.

Коммерческие легкие цементы

Коммерческие цементы для скважин, такие как TXI Lightweight ‡, представляют собой специальные составы, состоящие из перемолотого портландцементного клинкера и легких кремнистых заполнителей; следовательно, имеет место некоторая пуццолановая активность.Они удобны и экономят время обслуживающей компании. Гранулометрический состав более мелкий, чем у портландцемента, а нормальный диапазон плотности суспензии составляет от 11,9 до 13,7 фунт / галлон [1,43 — 1,64 г / см3].

Кремнезем

В цементах для скважин используются три формы мелкодисперсного кремнезема-наполнителя цемента: α-кварц, конденсированный микрокремнезем и дисперсии коллоидного кремнезема. Кремнезем в качестве α-кварца чаще всего используется для предотвращения снижения прочности при размещении портландцементных систем в тепловых скважинах.Обычно используются частицы двух размеров: кварцевый песок со средним размером частиц около 100 мкм и кремнеземная мука со средним размером частиц около 15 мкм. Кристаллический кремнезем других размеров используется в специальных цементных системах с контролируемым гранулометрическим составом. Из-за стоимости эти материалы редко используются только для расширения навозной жижи.

Конденсированный микрокремнезем (также называемый микродиоксидом кремния) является побочным продуктом производства кремния, ферросилиция и других кремниевых сплавов. Отдельные частицы представляют собой стеклообразные аморфные микросферы.Средний размер частиц обычно составляет от 0,1 мкм до 0,2 мкм, что примерно в 50-100 раз мельче, чем портландцемент или летучая зола; следовательно, площадь поверхности чрезвычайно велика (от 15 000 до 25 000 м2 / кг).

Конденсированный дым двуокиси кремния обладает высокой реакционной способностью и благодаря своей крупности и чистоте является очень эффективным пуццолановым материалом (Parker, 1985). Его высокая степень пуццолановой активности привела к внедрению цементных систем низкой плотности с более высокой скоростью развития прочности на сжатие (Carathers and Crook, 1987).Большая площадь поверхности конденсированного микрокремнезема увеличивает количество воды, необходимое для приготовления перекачиваемой суспензии; поэтому суспензии с плотностью всего 11,0 фунт / галлон [1,32 г / см3] содержат мало или совсем не содержат свободной воды. Нормальная концентрация этого материала составляет около 15% BWOC; однако возможно содержание до 28% BWOC.

Тонкость конденсированного микрокремнезема также способствует улучшенному контролю за водоотдачей, возможно, за счет снижения проницаемости начальной фильтрационной корки цемента (Mueller and Dillenbeck, 1991).По этой причине он также используется для предотвращения кольцевой миграции жидкости (Grinrod et al., 1988; Golapudi et al., 1993). Кроме того, он используется в качестве источника кремнезема в термоцементных системах (Grabowski and Gillot, 1989; Noik et al., 1998). Часто требуются высокие концентрации замедлителя схватывания из-за большой удельной поверхности микрокремнезема.

Дисперсии коллоидного диоксида кремния представляют собой водные золи чистого аморфного диоксида кремния и следов гидроксида натрия. Как и микрокремнезем, частицы коллоидного кремнезема имеют сферическую форму; однако размер частиц примерно на порядок меньше (0.05 мкм). Следовательно, площадь поверхности коллоидного кремнезема составляет около 500 000 м2 / кг. Основное применение коллоидного кремнезема — приготовление цементных систем с низкой плотностью и предотвращение миграции флюида в затрубном пространстве (Bjordal et al., 1993).

Разбавители цемента Легкие частицы

Легкие расширители частиц уменьшают плотность раствора, поскольку они легче частиц цемента. Такие наполнители включают вспученный перлит, порошкообразный уголь, гильсонит и стеклянные или керамические микросферы.Большинство наполнителей этой категории инертны по отношению к цементу.

Расширенный перлит

Перлит — это измельченное вулканическое стекло, которое расширяется при нагревании до точки начала плавления (Lea, 1971). Вспененный перлитный продукт обычно имеет объемную плотность 7,75 фунт / фут3, что позволяет приготовить подходящие цементные растворы с плотностью всего 12,0 фунт / галлон [1,44 г / см3]. Добавляется небольшое количество бентонита (от 2% до 4% BWOC) для предотвращения отделения частиц перлита от суспензии.

Вспученный перлит содержит как открытые, так и закрытые поры. Под действием гидростатического давления открытые поры заполняются водой, а часть закрытых пор разрушается; в результате перлит становится более плотным. Для поддержания контроля плотности использование перлита ограничивается неглубокими скважинами.

Чтобы приготовить суспензию вспученного перлита, которая будет иметь заданную плотность в скважине, необходимо смешать суспензию меньшей плотности на поверхности. При 3000 фунтов на квадратный дюйм [20,7 МПа] удельный вес вспученного перлита равен 2.40. В таблице 7 показаны некоторые типичные конструкции цементного раствора (см. Также рекомендации по конструкции цемента ) и показано, как плотность раствора увеличивается от атмосферного давления до 3 000 фунтов на квадратный дюйм [20,7 МПа]. Из-за непостоянства плотности перлит сегодня используется редко.

Цементные наполнители — гильсонит

Гильсонит — это природный асфальтитовый минерал, встречающийся в основном в северо-восточной части штата Юта. Удельный вес гильсонита равен 1.05. Потребность в воде для гильсонита низкая, около 2 галлонов / фут3; таким образом, можно приготовить цементные системы низкой плотности с относительно высокой прочностью на сжатие (Slagle and Carter, 1959). На мешок портландцемента можно использовать до 50 фунтов гильсонита для достижения плотности суспензии до 12,0 фунтов / галлон [1,44 г / см3]. Однако при таких высоких концентрациях могут возникнуть трудности при смешивании. Бентонит часто добавляют в суспензию, чтобы частицы гильсонита оставались равномерно распределенными.

Цементный наполнитель Гильсонит представляет собой твердое тело черного цвета с угловатой формой, обычно поставляемое как измельченный материал с широким гранулометрическим составом (до 0.6 см). Его часто используют для предотвращения потери кровообращения. Гильсонит имеет температуру плавления 385 ° F [196 ° C]. Некоторое размягчение происходит при температуре выше 240 ° F [116 ° C], и частицы могут плавиться. В результате гильсонит не рекомендуется использовать в скважинах со статическими температурами на забое скважины выше 300 ° F [149 ° C].

Порошковый уголь

По своим характеристикам порошковый уголь как наполнитель очень похож на гильсонит. Его удельный вес немного больше (1,30). Как и гильсонит, он крупнозернистый (50% частиц размером от 6 до 12 меш) и часто используется для предотвращения потери циркуляции.В отличие от гильсонита, температура плавления порошкообразного угля высока — 1000 ° F [538 ° C]. Следовательно, порошкообразный уголь может использоваться в условиях термальных скважин. На мешок цемента обычно добавляют от 12,5 до 25 фунтов порошкообразного угля для приготовления суспензий с плотностью от 11,9 фунтов на галлон [1,43 г / см3]. В такие шламы часто добавляют бентонит, чтобы предотвратить расслоение угля. Таблица 8 иллюстрирует типичные конструкции суспензии для порошкообразных угольных систем.

Микросферы Цементные наполнители

Микросферы представляют собой небольшие наполненные газом шарики с удельным весом обычно от 0.2 и 0.9. Такой низкий удельный вес позволяет изготавливать высокопрочные цементы с низкой проницаемостью и плотностью всего 7,5 фунт / галлон [1,02 г / см3] без потребности в азоте. Доступны два типа микросфер: стеклянные и керамические.

Первоначально микросферы применялись для первичного цементирования проводящих и поверхностных труб, в которых часто встречаются промывки и низкие давления гидроразрыва пласта. Однако сегодня они используются гораздо более широко, и во многих случаях микросферические цементы устраняют необходимость в многоступенчатом цементировании.Микросферы также нашли применение в специальных цементных системах с контролируемым гранулометрическим составом. Существенным ограничением микросфер является их неспособность выдерживать высокое гидростатическое давление без раздавливания; таким образом, их нельзя использовать в глубоких колодцах. Цементные системы микросфер требуют особого внимания при проектировании и смешивании, и эти специальные процедуры кратко описаны ниже.

Стеклянные микросферы изготавливаются из боросиликатного стекла. В продаже имеется несколько марок, а удельный вес варьируется от 0.От 12 до 0,80 (Смит и др., 1980). Все марки имеют примерно одинаковый гранулометрический состав (30–40 мкм), а их сопротивление давлению напрямую зависит от удельного веса. Стеклянные микросферы большинства сортов выдерживают давление до 5000 фунтов на квадратный дюйм [34,5 МПа]; однако более тяжелые марки с более толстыми стенками выдерживают давление 10 000 фунтов на кв. дюйм [68,9 МПа]. Стеклянные микросферы значительно дороже своих керамических аналогов; таким образом, их использование относительно нечасто.

Керамические микросферы, также называемые ценосферами, получают из золы, производимой угольными электростанциями.Их состав варьируется, но основными составляющими являются диоксид кремния и оксид алюминия (таблица 9). Материал в основном аморфный; однако небольшие количества муллита иногда обнаруживаются с помощью дифракции рентгеновских лучей. Они обладают низкой реакционной способностью в матрице портландцемента; однако некоторое пуццолановое поведение может иметь место при высоких температурах отверждения (Drochon and Maroy, 2000).

Диапазон размеров частиц составляет от 20 до 500 мкм. Толщина оболочки составляет около 10% от радиуса частицы.По составу газ внутри представляет собой смесь CO2 и N2. Микросферы тяжелее, чем их стеклянные аналоги, с удельным весом 0,6–0,9 и насыпной плотностью 25 фунт / фут3; таким образом, более высокая концентрация необходима для достижения низкой плотности суспензии (Harms and Sutton, 1981).

Как упоминалось ранее, как стеклянные, так и керамические микросферы подвержены разрушению и разрушению при воздействии высокого гидростатического давления; в результате плотность навозной жижи увеличивается (Messenger, 1974).Сопротивление давлению керамических микросфер может широко варьироваться в зависимости от источника (рис. 2). Это увеличение можно спрогнозировать и, как показано на рис. 3, учесть при проектных расчетах. Когда микросферы измельчаются, объем суспензии уменьшается, а объемная доля упаковки изменяется. Это может привести к значительно более высокой вязкости суспензии. Использование керамических микросфер не рекомендуется, если забойное давление превышает 4500 фунтов на квадратный дюйм [31 МПа].

Важно убедиться, что микросферы наполнителя не отделяются от частиц цемента в процессе смешивания. Микросферы должны быть тщательно перемешаны с цементом в сухом виде, а не предварительно смешаны с водой. Любое изменение соотношения микросфер к цементу приведет к неравномерной плотности во время смешивания. Объемный объем микросфер велик по отношению к их удельному весу; поэтому при приготовлении смесей важно убедиться в достаточной мощности смесительного оборудования.

Разбавители микросфер совместимы с любым классом цемента. На рисунке 4 показано количество микросфер, необходимое для достижения плотности суспензии от 8,5 до 15,0 фунт / галлон [от 1,02 до 1,80 г / см3]. Требования к воде для смеси показаны на рис. 5, а выход суспензии на рис. 6. Взаимосвязь между плотностью системы керамических микросфер и прочностью на сжатие проиллюстрирована в таблице 10.

Азотно-цементные наполнители

Вспененный цемент — это система, в которой азот вводится непосредственно в суспензию для получения цемента с низкой плотностью. Система требует использования специально разработанных базовых цементных растворов для приготовления гомогенной системы с высокой прочностью на сжатие и низкой проницаемостью.Добавление азота позволяет приготовить качественные цементные системы с плотностью всего 7,0 фунт / галлон [0,84 г / см3]. Мы отсылаем читателя к полному обсуждению этой важной технологии.

Ссылка: Schlumberger Well Cementing, Эрик Б. Нельсон и Доминик Гийо

Как это:

Нравится Загрузка …

УЛЬТРАЛЁГКИЙ ЦЕМЕНТ (технический отчет) | OSTI.GOV

Сабинс, Фред. УЛЬТРАЛЁГКИЙ ЦЕМЕНТ . США: Н. П., 2001. Интернет. DOI: 10,2172 / 786854.

Сабинс, Фред. УЛЬТРАЛЁГКИЙ ЦЕМЕНТ . Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/786854

Сабинс, Фред. Пн. «УЛЬТРАЛЁГКИЙ ЦЕМЕНТ».Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/786854. https://www.osti.gov/servlets/purl/786854.

@article {osti_786854,
title = {УЛЬТРАЛЁГКИЙ ЦЕМЕНТ},
author = {Сабинс, Фред},
abstractNote = {Целью этого проекта является разработка улучшенного сверхлегкого цемента с использованием сверхлегких полых стеклянных сфер (ULHS).Работа, представленная в настоящем документе, касается Задачи 1: Оценка проблем сверхлегкого цементирования, Задачи 2: Изучения российской литературы по сверхлегким цементам и Задачи 3: Испытания сверхлегких цементов. Результаты, представленные в этом квартале, включают обзор и сводку условий цементирования поверхностных труб и промежуточных обсадных труб, которые исторически встречались в США, и установление средних проектных условий для цементов ULHS. Был проведен обзор российской литературы, касающейся разработки и использования сверхлегких цементов, использующих азот или ULHS, и представлено их резюме.Тестирование контроля качества материалов, используемых для изготовления цементов ULHS, проводилось в лаборатории с целью установления базовых стандартов характеристик материалов. Протокол тестирования был разработан с использованием стандартных процедур, а также процедур, специально предназначенных для оценки ULHS. Этот протокол представлен и обсуждается. наконец, представлены результаты первоначальных испытаний цементов ULHS вместе с анализом для установления критериев проектирования характеристик цемента, которые будут использоваться в течение оставшейся части проекта.},
doi = {10.2172/786854},
url = {https://www.osti.gov/biblio/786854}, journal = {},
number =,
объем =,
place = {United States},
год = {2001},
месяц = ​​{1}
}

журналов открытого доступа | OMICS International

Новый состав легкого цементного раствора для нефтяных скважин с использованием природного пуццолана | Ларки

Абид, К., Голами Р., Тионг М. и др. Пуццолановый дополнительный материал для усиления цемента класса G, используемого для операций бурения и заканчивания. J. Petrol. Sci. Англ. 2019, 177: 79-92.

Ахмад М.Х., Омар Р.С., Малек М.А. и др. Прочность на сжатие бетона с золой из пальмового масла. В материалах Международной конференции по строительству и строительным технологиям, Куала-Лумпур, Малайзия, 16-20 июня 2008 г.

Аль-Ями, А.С., Аль-Шехри, Д.А., Аль-Салех, С. и др. Долгосрочная оценка цемента низкой плотности на основе полых стеклянных микросфер помогает обеспечить эффективную зональную изоляцию в скважинах высокого и высокого давления: лабораторные исследования и полевые применения. Документ SPE113138, представленный на совместном заседании SPE Западной региональной и тихоокеанской секции AAPG, Бейкерсфилд, Калифорния, 29 марта — 4 апреля 2008 г.

Аль-Ями, А.С., Наср-эль-Дин, Х.А., Аль-Хумаиди, А.С., и др.Оценка и оптимизация цемента низкой плотности: лабораторные исследования и практическое применение. SPE Drill. Завершение 2010, 25 (01): 70-89.

Аль-Ями, А.С., Юань, З., Шуберт, Дж. Вероятность отказа со временем при различных условиях эксплуатации для системы с низкой плотностью на основе полых микросфер, подтвержденной долгосрочными лабораторными исследованиями и полевыми случаями. Статья SPE159141, представленная на Азиатско-Тихоокеанской нефтегазовой конференции и выставке SPE, Перт, Австралия, 22-24 октября 2012 г.

API RP 10B-2: Рекомендуемая практика для испытания цемента для скважин. Второе издание. Апрель 2013.

API Spec 10A: Спецификация цементов и материалов для цементирования скважин. Двадцать четвертое издание. Декабрь 2010 г.

Обозначение ASTM C618-08a, Стандартные технические условия на угольную золу-унос и необработанный или кальцинированный природный пуццолан для использования в бетоне, 2008 г.

Обозначение ASTM C702 / C702M-11, Стандартная практика уменьшения образцов заполнителя до размера для испытаний, 2011 г.

Обозначение ASTM D75 / D75M — 14, Стандартная практика отбора проб агрегатов, 2014 г.

Обозначение ASTM C188-16, Стандартный метод определения плотности гидравлического цемента, 2016 г.

Бенге, О.Г., Спэнгл, Л.Б., Зауэр, мл. Вспененный цемент — решение старых проблем с помощью новой техники. Статья SPE11204, представленная на Ежегодной технической конференции и выставке SPE, Новый Орлеан, Луизиана, 1 января 1982 г.

Брандл, А., Брей, В., Доэрти, Д. Технически и экономически усовершенствованная система цементирования с устойчивыми компонентами.Документ SPE136276, представленный на Азиатско-Тихоокеанской конференции и выставке технологий бурения IADC / SPE, Хошимин, Вьетнам, 1-3 ноября 2010 г.

Brandl, A., Cutler, J., Seholm, A., et al. Решения для цементирования агрессивных скважинных сред. SPE Drill. Завершение 2011, 26 (02): 208-219.

Де Розьер, Дж., Ферриер, Р. Определение характеристик пеноцемента в скважинных условиях и его влияние на проектирование работ.SPE Production Engineering 1991, 6 (03): 297-304.

Дамбаулд Г.К., Брукс мл. Ф.А., Морган Б.Е. и др. Легкий, маловодный, нефтеэмульсионный цемент для использования в нефтяных скважинах. Petroleum Transactions 1956, 207: 99-104.

Эльмарсафави Ю.А., Варман Р., Асад А. и др. Цементирование продуктивного пласта с низким градиентом давления трещин на месторождении Вафра, Кувейт.Статья SPE107047, представленная на Азиатско-Тихоокеанской нефтегазовой конференции и выставке, Джакарта, Индонезия, 30 октября — 1 ноября 2007 г.

Fasesan, O.A., Heinze, L.R., Walser, D.W. Улучшенные свойства и экономичное применение с постепенным улучшением цементирования 50:50 Poz. Статья SPE-94327-MS, представленная на Канадской международной нефтяной конференции, Калгари, Альберта, 7-9 июня 2005 г.

Хармс, В.М., Саттон, Д.Л. Цементирование сверхнизкой плотности. J. Petrol. Technol. 1983, 35 (01): 61-69.

Кулакофски Д., Фолкнер К., Уильямс С. и др. Новый класс микросфер улучшает экономику и допускает распространение там, где предыдущие конструкции терпели убытки: история болезни. Статья OMC-2011-083, представленная на конференции и выставке оффшорного Средиземноморья, Равенна, Италия, 23-25 ​​марта 2011 г.

Кучко, Б.Г., Стразисар Б.Р., Уэрта Н. и др. CO ₂ реакция с гидратированным скважинным цементом класса H в условиях геологической изоляции: Влияние примесей летучей золы. Environ. Sci. Technol. 2009, 43 (10): 3947-3952.

Лю К., Ченг X., Чжан X. и др. Конструкция из цемента низкой плотности, оптимизированная на основе целлюлозного волокна, для нефтяных и газовых скважин. Пудра Технол. 2018, 338: 506-518.

Мата, К., Калубаян, А. Использование полых стеклянных сфер в критериях выбора легких цементов. Статья SPE182399, представленная на Азиатско-Тихоокеанской нефтегазовой конференции и выставке SPE, Перт, Австралия, 25-27 октября 2016 г.

Мехрабиан А., Абуслейман Ю. Геомеханика ствола скважины с увеличенной границей бурения и технические решения по борьбе с поглощением воды. SPE J. 2017, 22 (04): 1178-1188.

Мухалалаты, Т., Аль Сувайди, А., Шахин, М. Увеличение жизненного цикла скважины за счет отказа от многоступенчатого цементирования и использования легкого высокопроизводительного раствора. Документ SPE53283, представленный на Ближневосточной нефтяной выставке и конференции, Бахрейн, 20-23 февраля 1999 г.

Первис, Д.Л., Мерритт, Дж. Растворы для экономичного заканчивания, используемые в частично истощенных резервуарах. Документ SPE80942, представленный на симпозиуме SPE по производству и эксплуатации, Оклахома-Сити, Оклахома, 23-26 марта 2003 г.

Путра Т., Стивен А., Ведхасвари В.Р. и др. Новые решения в области цементирования для предотвращения потери циркуляции с помощью очень устойчивой к раздавливанию легкой цементной системы и искусственных волокон. Статья SPE182250, представленная на Азиатско-Тихоокеанской нефтегазовой конференции и выставке SPE, Перт, Австралия, 25-27 октября 2016 г.

Слэгл К.А., Картер Л.Г. Гильсонит — уникальная добавка к тампонажным цементам.Бумага API-59-318, представленная в Практике бурения и добычи, Нью-Йорк, 1 января 1959 г.

Смит, Д. Новый материал для цементирования глубоких скважин. Petroleum Transactions 1956, 207: 59-64.

Смит, Д. Цементирование, Серия монографий SPE, Том 4, 1990.

Велаяти, А., Tokhmechi, B., Soltanian, H., et al. Оптимизация цементного раствора и оценка добавок согласно предложенному плану. J. Nat. Gas Sci. Англ. 2015, 23: 165-170.

Ван Ч., Чен Х., Ван Л. и др. Новый цемент, вспененный азотом: подготовка, оценка и применение в полевых условиях. J. Nat. Gas Sci. Англ. 2017, 44: 131-139.

Ван, К., Wang, R., Zhou, W., et al. Использование новой спейсерной системы и цементной системы сверхнизкой плотности для контроля потери циркуляции в скважинах угольного пласта с метаном. SPE Drill. Завершение 2015, 30 (01): 76-85.

Xu, B., Yuan, B., Wang, Y. Антикоррозийный цемент для высокосернистого газа (H ₂ S-CO ₂ ) для хранения и добычи глубоких скважин HTHP. Прил. Геохим. 2018, 96: 155-163.

Чжан, Л., Джомбак Д.А., Наклес Д.В. и др. Влияние окружающей среды на взаимодействие между кислым газом (H ₂ S и CO ₂ ) и скважинным цементом с пуццолановой поправкой в ​​условиях совместного связывания кислого газа. Int. J. Greenh. Газ Кон. 2014, 27: 309-318.

Рецептов смесей для бетонных столешниц — Expressions-LTD

РЕЦЕПТЫ РАЗРАБОТКИ БЕТОННОЙ СМЕСИ:

Дизайн смеси и формулы рецептов предлагаются здесь Expressions LTD в качестве справочной информации.Expressions LTD не несет ответственности за какие-либо результаты, полученные при следующих схемах смешивания, описанных ниже. Смеси следует тестировать и при желании корректировать по усмотрению каждого производителя. Рейтинг PSI для каждой смеси является приблизительным и основан на общих данных, основанных на цементах и ​​добавках, а также на их соответствующих диапазонах прочности. Фактическая прочность бетона в значительной степени зависит от качества цемента, качества песка / заполнителя, используемого содержания воды и т. Д. И не может быть определена заранее. Образцы образцов должны быть изготовлены и испытаны с использованием местного цемента / песка / заполнителей для проверки прочности, если это необходимо.

Обязательно ознакомьтесь с нашими 40 унциями. Чашки для смешивания (продаются здесь), очень полезны для всех этапов смешивания и дозирования бетона, добавок и красителей — в дополнение к смешиванию герметиков для бетона.

Смесь для бетонных столешниц Standard Expressions: @ 6000 фунтов на кв. Дюйм

• Используйте базовый пакет стандартной бетонной смеси из местного строительного магазина (не платите дополнительно за бетонную смесь марки «5000» или «Столешница»). Вы также захотите приобрести в хозяйственном магазине дополнительный прямой цемент Portland Type I / II.
• * Холст из стекловолокна обычно укладывается в середину бетонной детали. Таким образом, форма была заполнена наполовину, уложена ткань, а затем бетон заполнил остальную часть формы.
• Для партии размером 80 фунтов: Смешайте бетонный мешок с дополнительным портландцементом. Добавьте примерно 3,5 литра чистой воды и начните перемешивание. Добавьте небольшое количество воды **, пока бетонная смесь не станет похожей на очень густую сухую овсянку. Теперь добавьте пластификатор «Ритекс», который должен разжижить бетонную смесь.Посыпьте измельченные стекловолокна AR в бетон и перемешайте еще несколько минут. Если требуется дополнительная вода, продолжайте добавлять небольшое количество воды. Конечная бетонная смесь должна выглядеть как овсяная каша. Большее количество воды улучшит текучесть смеси, но может снизить прочность, поэтому держите ее как можно более сухой, чтобы она оставалась пригодной для использования.
• ** Для некоторых применений может потребоваться более сухая бетонная смесь (например, прессование очень сухого бетона в форму с целью создания больших пустот, которые позже должны быть заполнены цементным раствором другого цвета) или более влажная смесь (заполнение емкости раковина, состоящая из двух частей), поэтому отрегулируйте подачу воды соответствующим образом.

• Используйте базовый пакет стандартной бетонной смеси из местного строительного магазина (не платите дополнительно за бетонную смесь марки «5000» или «Столешница»). Вы также захотите приобрести в хозяйственном магазине дополнительный прямой цемент Portland Type I / II.
• * Холст из стекловолокна обычно укладывается в середину бетонной детали. Таким образом, форма была заполнена наполовину, уложена ткань, а затем бетон заполнил остальную часть формы.
• Смешайте бетонную смесь с дополнительным портландцементом *.
• * Некоторые могут пожелать добавить поццлан вместо цемента, чтобы заявить, что бетон «зеленый» и имеет меньший углеродный след. VCAS (Vitro Minerals, продается здесь) может быть добавлен вместо до 25% цемента, что означает добавление 5 фунтов. VCAS и 3 фунта. Портландцемент к 60 фунтовой смеси или добавление 6 фунтов. VCAS и 4 фунта. Портландцемент для смеси 80 фунтов)
• Для партии размером 80 фунтов: Добавьте смесь для бетонных мешков и дополнительный портландцемент в смеситель.В чистое ведро емкостью 5 галлонов добавьте примерно 3 литра чистой воды и добавьте акриловый полимер. Смешайте эту смесь воды с бетоном и начните перемешивание. Добавьте небольшое количество воды **, пока бетонная смесь не станет похожей на очень густую сухую овсянку. Теперь добавьте пластификатор «Ритекс», который должен разжижить бетонную смесь. Посыпьте измельченные стекловолокна AR в бетон и перемешайте еще несколько минут. Если требуется дополнительная вода, продолжайте добавлять небольшое количество воды. Конечная бетонная смесь должна выглядеть как овсяная каша.Большее количество воды улучшит текучесть смеси, но может снизить прочность, поэтому держите ее как можно более сухой, чтобы она оставалась пригодной для использования.
  • ** Для некоторых применений может потребоваться более сухая бетонная смесь (например, прессование очень сухого бетона в форму с целью создания больших пустот, которые позже должны быть заполнены цементным раствором другого цвета) или более влажная смесь (заполнение емкости раковина, состоящая из двух частей), поэтому отрегулируйте подачу воды соответствующим образом.

• 25 фунтов.Портландцемент (попробуйте использовать тип I вместо типа I / II для предварительного литья, но помните, что тип I имеет более высокую прочность, но более быстрое время схватывания, поэтому вам нужно будет работать быстрее или получить дополнительную помощь!)
  • Этот рецепт хорош, если вы хотите использовать белый портландцемент для смешивания.
• 60 фунтов песка / мелкого гравия. Убедитесь, что он вымыт, чтобы на нем не было грязи или мелкой пыли. При взвешивании песок может быть влажным. Хорошая отправная точка — 40 фунтов. песок 20 фунтов. мелкий гравий.
  
  • Рассмотрите возможность использования кварцевого песка (он белый) при использовании белого портландцемента, чтобы бетонная деталь была как можно более белой.
• 2 унции. AR Glass Fibers (около части размером с мяч для гольфа) — ПРОДАЕТСЯ ЗДЕСЬ
• 2 столовые ложки суперпластификатора / водоредуктора Riteks — ПРОДАЕТСЯ ЗДЕСЬ
  • Необязательно: (Для более прочного и лучшего бетона) Добавьте 2 фунта. Акриловый полимер смешать с водой перед смешиванием с бетоном. — ПРОДАЕТСЯ ЗДЕСЬ
• СМЕСЬ: Смешайте песок / гравий в миксере и дайте перемешаться несколько минут.Добавьте портландцемент. В чистое ведро емкостью 5 галлонов добавьте около 2 литров чистой воды и 2 столовые ложки суперпластификатора Riteks (и добавьте 2 фунта акрилового полимера, если используется). Смешайте воду и бетон и начните перемешивание. Добавьте небольшое количество воды ** до тех пор, пока бетонная смесь не станет похожей на густую овсянку. Посыпьте измельченные стекловолокна AR в бетон и перемешайте еще несколько минут.
  • ** Для некоторых применений может потребоваться более сухая бетонная смесь (например, прессование очень сухого бетона в форму с целью создания больших пустот, которые позже должны быть заполнены цементным раствором другого цвета) или более влажная смесь (заполнение емкости раковина, состоящая из двух частей), поэтому отрегулируйте подачу воды соответствующим образом.
• Покрытие: При толщине 1,5 дюйма получается примерно 4,8 квадратных фута. При толщине 2 дюйма получается примерно 3,6 квадратных фута.
• Примечания: Большинство мешков с портландцементом имеют вес 94 фунта. Песок и гравий можно купить в хозяйственном магазине уже упакованными в мешки по более высокой цене. Более экономичный способ получить песок / гравий — это добыть его из гравийного карьера, или часто бетонный завод (парни с бетонными грузовиками, разъезжающими по окрестностям) позволяет вам прийти купить немного по очень дешевому или дать вам его бесплатно. стоимость за небольшие суммы.

• Покрытие: при толщине 1,5 дюйма одна партия дает примерно 3,9 квадратных фута.
• Большинство песчаных смесей не следует использовать для покрытий толщиной более 1,5 дюймов. Если вам нужно, чтобы бетон был толще 1,5 дюймов, вы должны использовать один из вышеуказанных стандартных рецептов «бетонных», в котором есть мелкий гравий.
• Используйте 60-фунтовый мешок смеси для песка и топпинга из местного хозяйственного магазина. В этом мешке уже смешаны песок и портландцемент (убедитесь, что вы не покупаете мешок только с песком!)
  • Вы можете смешивать песок самостоятельно, особенно если вы хотите использовать белый портландцемент.Средняя отправная точка — 20 фунтов цемента и 40 фунтов песка.
• Другие ингредиенты:
• 1 столовая ложка 6 мм волокон против растрескивания — ПРОДАЕТСЯ ЗДЕСЬ
• Или вы можете использовать более крупное и прочное волокно для сборного бетона, которое вы не собираетесь полировать и обнажать волокна, вместо этого используя 1,5 унции. AR Glass Fibers (немного меньше, чем кусок размером с мяч для гольфа) — ПРОДАЕТСЯ ЗДЕСЬ
• 1,5 столовые ложки (0,75 жидких унций) Суперпластификатор / водоредуктор Ритекс — ПРОДАН ЗДЕСЬ
• До 32 унций жидкости.акрилового полимера — ПРОДАЕТСЯ ЗДЕСЬ
• Дополнительный портландцемент (добавьте от 4 до 8 фунтов. Для получения дополнительной информации см. Ниже)
• Процесс смешивания:
• Советы по смешиванию: Песочные смеси обычно хорошо смешиваются в обычном бетоносмесителе барабанного типа или при использовании дрели в 5-галлонном ведре, но только в том случае, если дрель достаточно мощная для выполнения этой работы. Смесители Eibenstock, которые мы здесь продаем, предназначены для этого типа нагрузки. Когда дело доходит до использования полимера, поддержание смеси в холодном состоянии, насколько это возможно, поможет уменьшить небольшие отверстия в готовом бетоне, поэтому, если возможно, добавьте лед в ведра с водой, чтобы охладить его, а затем используйте эту холодную воду (но не лед) в шаги ниже:
• В чистое ведро емкостью 5 галлонов добавьте 2 литра чистой воды COLD , 6 мм волокон, акрилового полимера и дополнительного портландцемента.Перемешивайте миксером в течение нескольких минут, пока волокна полностью не диспергируются.
• Добавьте еще 2 литра холодной воды и пластификатор. Затем начните перемешивание, добавляя 60 фунтов смеси для песка и топпинга в ведро. Перемешивайте еще 1-2 минуты, а затем добавьте еще 1-2 литра воды, если необходимо, чтобы получилось жидкое тесто по консистенции.
• Количество добавляемого портландцемента может немного отличаться — смеси песка и топпинга, купленные в некоторых магазинах, могут содержать больше или меньше цемента, чем другие марки.Слишком много цемента может фактически сделать окончательный бетон более слабым, поэтому, если сомневаетесь, просто добавьте меньшее число (4 фунта). Если возможно, сделайте две тестовые партии, одну по 4 фунта, а другую по 8 фунтов, а затем проверьте образцы и посмотрите, какая из них сильнее.
• Некоторые опытные производители могут пожелать добавить дополнительный суперпластификатор Riteks, чтобы сделать смесь более текучей. Пожалуйста, обратитесь к техническим характеристикам продукта Riteks на нашем сайте, чтобы рассчитать максимальную нагрузку для пластификатора, и обратите внимание, что чем больше пластификатора используется, тем более «губчатым» станет бетон, и потребуется больше времени для полного схватывания.

  No related posts.