Можно ли использовать тампонажный цемент для фундамента

Можно ли использовать тампонажный цемент для фундамента

Едва ли не самая ответственная часть строительного проекта – закладка фундамента. Ошибки в его конструкции практически невозможно устранить, а разрушение основания неминуемо приведёт к разрушению всего здания. Поэтому ко всем тонкостям его подготовки и закладки нужно относиться с предельной осторожностью. В свою очередь, его качество напрямую зависит от качества его основной составляющей – цемента. Неправильно подобранный материал или приготовленный в неверных пропорциях бетон могут стать причиной трагедии. Поэтому рассмотрим, какие виды связующего следует применять при закладке фундамента.

На первый взгляд может показаться, что ответ очевиден. Чем выше марка цемента общего назначения, тем он качественнее и тем качественнее будет бетон, из которого состоит фундамент здания. На самом деле существуют некоторые тонкости.

Особенности маркировки

В данной статье рассматриваются цементы общего назначения. Если мешок маркирован буквами «Б», «Н», «СС» или «ПЛ», это означает, что данная разновидность обладает особыми дополнительными свойствами и применяется в редких случаях. Всего на пяти процентах строительных объектов используют указанные выше марки.

В строительстве жилых домов используются разные виды с маркировкой «М». Но и при их выборе не следует гнаться за прочнейшими разновидностями. Например, самые дорогие и прочные марки (от М550 до М800) рассчитаны на нагрузки, которых обычный жилой дом получать не будет. Их применяют в промышленности и строительстве инженерно-фортификационных сооружений.

Использование сверхпрочных марок цемента для строительства небольшого частного дома или коттеджа будет пустой тратой денег.

С другой стороны, цемент низких марок (М200) пригоден для отделочных работ, но ни в коем случае не для заливки основания. Наконец, из-за схожей маркировки легко перепутать марку сухого состава с маркой бетона. Они обе указывают на прочность материала. Но цемент и изготовленный из него бетон могут иметь разную прочность и, соответственно, разную маркировку. Например, бетон марки М200 получают из сухой смеси марок М300 и M400. Иными словами, бетон М200 пригоден для строительства фундамента, а цемент одноименной марки – нет.

По словам производителей, для заливки фундамента пригоден цемент в диапазоне от М300 до М500.

Некоторые производители маркируют свой продукт не литерой М, а обозначением ПЦ (прочность цемента). Значения этих маркировок идентичны.

Иногда после обозначения «М» следует ещё одна маркировка – «Д». Цифра после неё указывает, какой процент добавок содержится в продукте. Эти добавки понижают качество материала, поэтому состав с маркировкой Д (чаще всего Д20) нежелательно использовать в конструкциях, которые будут подвержены сильным перепадам температуры, высокой влажности или долгим крепким морозам. Понятно, что эта рекомендация не относится к продукту, маркированному обозначением Д0.

Выбор оптимальной марки цемента

Оптимальные марки цемента для строительства жилого дома – М400 и М500. При этом на кубометр бетона, пригодного для заливки фундамента, уходит 490 килограмм сухого вещества М400 или 410 килограмм более прочного М500. Учитывая местные цены, можно решить, какую из двух марок выбрать.

Ещё одна деталь: марка М500 применяется в строительстве более крупных зданий, в том числе многоэтажных конструкций.

При всей важности правильного выбора марки цемента, гораздо важнее правильно приготовить из него бетон. Качество бетона (пропорции его составляющих) нужно определять, исходя из грунта, на котором идёт строительство. На скальных и песчаных грунтах следует применять бетон М200 или М250.

Бетон М200 чаще всего получают из состава М400. Массовое соотношение в нём цемента, щебня и песка должно составлять 1:4,8:2,8, а в бетоне М250 – 1:3,9:2,1. На глинистых почвах рекомендуется использовать более прочный бетон М300, чтобы предотвратить вспучивание грунта. Такой бетон получают из цемента М500, а его массовое соотношение со щебнем и песком составляет 1:3,7:1,9.

Нельзя забывать и о том, что даже сухой состав очень быстро теряет свои качества.

Малейшее повреждение бумажного мешка, в котором он хранится, приводит к тому, что порошкообразная смесь вбирает в себя влагу и всего в течение нескольких суток становится абсолютно непригодной.

Правильнее всего просчитать необходимое количество цемента и не покупать его про запас. Если возникает необходимость хранить мешки некоторое время, их нужно укрыть от поступления влаги и воздуха. А вскрытый мешок следует использовать сразу или в крайнем случае до конца рабочего дня.

Итак, в зависимости от размеров будущего дома и разновидности грунта под ним рекомендуется использовать цемент марок М300, М400 или М500. Выбор между этими тремя разновидностями нужно делать, основываясь на технических характеристиках проекта.

Источник

Тампонажный цемент в строительстве: что это такое, где применяют, состав, технические характеристики

Тампонажный цемент представляет собой один из видов структурных материалов. Это разновидность портландцемента. Материал предназначен для строительства и возведения различных скважин, например, для добычи природных жидких источников топлива от давления подземных вод.

Состав и особенности

Тампонажный цемент представляет собой вяжущий состав, который почти не имеет отличий от портландцемента. Однако присутствуют повышенные требования к содержанию клинкера. В тампонаже доля клинкера может достигать 100%. Обязательная примесь — до 3,5% молотого гипса.

Чтобы улучшить свойства материала, можно дополнять его различными минеральными элементами, которые в сумме будут составлять не более 12% от общей массы. Должно быть не больше 10% известняка, шлаков — до 20%.

Условия, нормы веществ и предназначение для тампонажного цемента записаны в ГОСТ 1581. Тип веществ определяется процентной долей огнеупорных примесей и остальных компонентов. Рецепт готового цемента может варьироваться в зависимости от производителя.

• мельчайший помол;
• ускоренный процесс затвердевания;
• повышенная механическая прочность и жесткость;
• при разбавлении водой консистенция отличается от таковой у других видов цемента.

К показателю текучести есть повышенные требования в строительных нормах и правилах. Скорость перемещения раствора цемента должна достигать 1,5 м/с при небольших размерах технологических отверстий. Из-за чрезвычайно высокого давления в местах использования такого состава песок, арматура, опалубка, щебень не добавляются. Поэтому вяжущее является единственным компонентом.

Особенности применения такого состава обусловливают высокие требования к нему как к строительному материалу. Он должен понижать оказываемое давление на трубопровод или другую часть, которая подвергается изоляции. Кроме того, тампонажный раствор должен обладать большей скоростью застывания, которая достигается за счет ввода различных добавок во время изготовления.

Основные технические характеристики

1. Механическая прочность спустя 8 часов достигает 2,1-10,3 МПа в зависимости от температуры. Максимальный показатель наблюдается при 60 °С.
2. Жесткость на изгиб варьируется в диапазоне 0,7-3,5 и зависит от производителя и марки.
3. Остаточная масса на сите с сетью №0,08 — не более 15%.
4. Удельная поверхность — не больше 270 м²/кг.
5. Показатель отделения влаге не должен превышать 10.
6. Растекаемость под действием влаги варьируется в зависимости от вида. Непластифицированный тампонажный цемент может растекаться со скоростью до 200 мм. Пластифицированный — до 220.
7. Состав застывает до консистенции 30 за 90 минут и больше.

Все характеристики должны быть приведены в пометке изготовителя вместе с информацией о дате производства. Портландцемент теряет свойства через полгода или под действием воздуха.

Скорость затвердевания будет зависеть от температурных показателей в скважине и процента щелочных веществ в составе. Если температура превышает 60 °С, время застывания может меняться.

Классификация тампонажных цементных смесей

Согласно показателям плотности условно выделяют 2 типа:

1. Облегченный тип — нормальная смесь.
2. Утяжеленный, содержащий примеси, увеличивающие массу.

В зависимости от температурного режима есть такие типы:

Номенклатурное наименование	Диапазон температур, °С
Низкие и нормальные	15-50
Умеренные	51-100
Повышенные	101-150

Виды составов по степени устойчивости веществ к химикатам, которые содержатся в грунтовых водах:

• без повышенной устойчивости;
• устойчивые к сульфатам, включающие специальные добавки.

Классификация.

Для некоторых типов выделяют 2 уровня устойчивости к сульфатам: умеренный и повышенный.

По состоянию цементного теста материал разделяют на:

Маркировка и ее расшифровка

Каждый вид тампонажного цемента обладает собственным номенклатурным наименованием, которое соответствует свойствам.

Маркировка тампонажа состоит из 5 обозначений:

1. ПЦТ — тампонажный портландцемент.
2. Тип вяжущего и пометка об облегченном или утяжеленном составе.
3. Третье числовое значение соответствует уровню прочности изделия. Этот показатель определяется изготовителем.
4. Следующее число определяет уровень температур и состояние цементного теста. Например, 150-ПЛ — для работы с повышенными температурами. Пластифицированное тесто.
5. Последняя пометка — нормативный акт, которому соответствует произведенный продукт.

Маркировка.

Добавки для улучшения тампонажных растворов

Чтобы улучшить эксплуатационные качества раствора,

1. Хлорид кальция и карбонат натрия ускоряют время схватывания цемента. При добавлении в жидкость получается смесь быстрого схватывания, может применяться при температурных показателях до 65 °С. Для расширительных свойств добавляют до 30% гипсоглиноземистого цемента.
2. Если добавить гипс, существенно сокращается срок затвердевания, в результате камень с повышенной прочностью формируется спустя 3-4 часа после закачки раствора. Чтобы не допустить застывания в самих бурах, добавляются ингибиторы процесса.
3. Бентонит повышает начальную подвижность раствора, что особенно важно при его закачке.
4. Составы с включением глины дополнительно улучшают вязкость материала во время его продавливания, что позволяет обеспечить последующее затвердение раствора с повышением пластической прочности.
5. Цементно-смолистый состав с добавлением пластических веществ, в основном эпоксидных алифатических смол, применяется, если рядом со скважиной расположены водоносные пласты.
6. Если требуется закачать раствор на глубину более 100 м, добавляют дизтопливо. Цемент полностью инертен к органическим углеводородам, а раствор становится намного более вязким. Прочность приобретается после того, как углеводороды заменятся водой.

Технология и область применения

Этот вид цемента не участвует в строительстве жилых зданий из-за слишком быстрого застывания. В основном используются такие бетонные блоки в нефтегазовых скважинах. Раствор можно применять для заливки свай в сложных условиях.

Он заливается полностью за счет воды при помощи специальных помп, жидкость добавляется к составу в соотношении 2:1. Затем, когда цемент станет подвижным тестом (это состояние, которое получило название «пульпа»), можно закачивать его в отверстие. После полного затвердевания материал становится монолитным и надежно защищает от грунтовых вод.

Источник

Тампонажный цемент – свойства и сферы применения

На заключительном этапе работ по обустройству скважин пространство вокруг обсадной колонны заполняют специальным цементным раствором. При затвердевании он образует монолитную рубашку для защиты трубы от агрессивных сред и газов. Для приготовления состава используется тампонажный цемент ПТЦ – особый подвид портландцемента.

Особенности тампонажного цемента

Раствор для тампонажных работ приготавливают из цемента со специфическими свойствами. Материал:

• имеет тонкий помол;
• затвердевает в короткие сроки, при этом смесь цемента с водой долго сохраняет текучесть, что позволяет ее свободно закачивать;
• схватывается и затвердевает, несмотря на контакт с водой;
• совместим с разнообразными добавками.

Монолитная конструкция, выполненная из тампонажного раствора, на протяжении многих лет сохраняет целостность и не теряет прочности благодаря устойчивости к влиянию окружающих сред, в том числе агрессивных.

Cостав

Основой для производства тампонажного цемента служит измельченный клинкер (от 80%) и гипс (2-3,5%). К ним добавляются различные минеральные вещества для приготовления рабочих смесей с заданными свойствами. Применяется несколько видов тампонажных растворов:

• Гигроскопический. Добавкой служит триэтаноломин.
• Песчанистый. К основному составу добавляют гипс, кварцевый песок.
• Утяжеленный. В число утяжеляющих добавок входят железнорудные минералы (магнетит, гематит, шпальт).
• Солестойкий. Тонкоизмельченный кварцевый песок, добавленный в раствор, позволяет создать материал, защищающий трубы от коррозии под воздействием грунтовых вод с высоким содержанием соли.

К специальным тампонажным портландцементам относят сульфатостойкую смесь, устойчивую к агрессивным средам.

В сложных геологических условиях, в том числе если в разрезе имеются пласты поглощающие или склонные к гидроразрыву, цементирование глубоких скважин осуществляется с использованием облегченных растворов. Облегченный тампонажный цемент изготавливается путем введения добавок, снижающих плотность состава – золы, трепела, диатомита, алюмосиликатных микросфер и т.д.

Еще ниже плотность легких тампонажных цементов, предназначенных для работ на большой глубине и для ремонта разрушенных участков оболочки. Такие материалы проще закачивать, они обладают высокой адгезией и хорошо сцепляются со старой цементной оболочкой трубы, способны заполнять пустоты и трещины. Добавками служит каолин, полые алюмосиликатные микросферы и т.д.

Отличие тампонажного и расширяющегося цемента. При цементировании скважин в пористых и рыхлых горных породах требуется создать оболочку из цементного камня, не склонного к усадке.

Расширяющийся цемент содержит добавки, благодаря которым в цементном растворе происходят химические реакции с образованием кристаллических продуктов. Таким образом, раствор в процессе застывания увеличивается в объеме, при этом получившийся камень имеет плотную структуру. Обычные тампонажные цементы не расширяются при твердении.

Маркировка тампонажного цемента

Тампонажный цемент производится в соответствии с ГОСТ 1581-96. Материал имеет маркировку ПТЦ (портландцемент). В зависимости от характеристик и свойств, тампонажный цемент бывает:

• Бездобавочным (I, I-G, I-H), с добавлением минеральных веществ (II), с примесями, регулирующими плотность состава (III).
• Утяжеленным (Ут), облегченным (Об);
• Для применения при низких и нормальных (15-50°С), умеренных (51-100°С) и повышенных (101-150°С) температурах;
• Обычным и сульфатостойким (СС).

В стандартной маркировке указывается тип цемента, его сульфатостойкость, средняя плотность, максимально допустимая температура применения, степень пластификации (ПЛ) или гидрофикации (ГФ), номер ГОСТа.

Рабочие характеристики зависят от марки тампонажного цемента и особенностей его изготовления. В таблице ниже приведены пределы, в которых могут варьироваться показатели материала.

230-270

Наименование показателя, ед.измерения	Возможный диапазон, численное значение
Прочность на сжатие через 8 ч, Мпа	При твердении при температуре 38°С – 2,1 60 °С – 10,3
Прочность на изгиб, МПа	От 0,7 до 3,5 в зависимости от марки ПЦ
Тонкость помола: Остаток на сите с сеткой №008, %, не более Удельная поверхность, м2/кг
Водоотделение, мл, не более	7,5-10
Растекаемость теста, мм, не менее	Для непластифицированного – 200 ПЛ – 220
Время загустевания до консистенции 30, мин,	От 90

Данные характеристики тампонажного цемента приводятся в сертификате на продукцию вместе с информацией о дате изготовления и объеме партии материала.

Сферы применения

Применение тампонажного цемента обусловлено его главным качеством: материал имеет высокие показатели прочности с самого начала затвердевания. Данный вид цемента в первую очередь предназначен для тампонирования нефтегазовых скважин. В процессе цементирования одновременно вытесняется буровая смесь.

Тампонажный цемент для скважин закачивается с помощью насосного оборудования – чтобы обеспечить текучесть раствора объем воды должен превышать объем сухих компонентов в два раза. Получившаяся масса (пульпа) характеризуется высокой подвижностью, после затвердевания она образует плотный монолит, не склонный к усадке, между обсадной трубой и стенками скважины. При этом материал плотно сцеплен как с трубой, так и со стенками пробуренного в горных породах ствола.

Цементная оболочка служит защитой обсадной трубы от сдвижек пластов, от контакта с грунтовыми водами, агрессивными газообразными средами. Тампонажный цемент применяется для укрепления дна скважины и сокращения ее глубины, для устранения повреждений самой обсадной колонны.

В строительстве данный вид цемента практически не используется. Исключением служит применение тампонажного цемента для фундамента из буровых свай, которые устанавливаются на сложных грунтах.

Заключение

Производители тампонажных цементов выпускают материалы с различными характеристиками для применения в любых условиях.

При подборе марки ПТЦ учитывается:

• глубина скважины;
• характеристики геологических пластов;
• уровень температуры в шахте (влияет на сроки затвердения раствора);
• показатель содержания соли в грунтовых водах и т.д.

Чтобы готовый монолит отвечал всем требованиям, важно использовать свежий тампонажный цемент, который хранился в герметичной упаковке.

Источник