Температура застывания бетона: как застывает бетонный раствор

При работе с бетоном крайне важно учитывать влияние температуры окружающей среды на скорость его застывания и прочность. Игнорирование этого момента может привести к снижению качества материала, что в некоторых случаях просто недопустимо. Поэтому далее мы рассмотрим, какая оптимальная температура для застывания бетона, и что делать, если температура окружающей среды значительно ниже этого показателя.

Выполнение стяжки в холодное время года

Общие сведения

Итак, наилучшей температурой для твердения бетона считается около + 20 градусов по Цельсию. Однако, не всегда получается выдержать подобные условия. Бывают случаи, когда необходимо выполнить бетонирование в холодное время года.

К примеру, потребность в зимних работах может возникнуть в следующих случаях:

• Бетонирование при осыпающихся грунтах, что сложно выполнить в теплое время года.
• Зимние скидки на цемент. Иногда цена материала может быть действительно очень низкой, но, в то же время, хранить его до наступления потепления не имеет смысла, так как качество цемента будет снижаться. В такой ситуации оптимальным вариантом будет проведение работ в условиях низкой температуры.
• При частном строительстве. Зачастую, зимой легче получить отпуск, чем в летнее время.

Обратите внимание! Зимой дороже копать траншеи, к тому же, необходимо предусмотреть место для обогрева людей. Поэтому заниматься строительством не всегда выгодно.

Заливка фундамента в зимнее время

Особенности заливки бетона при низких температурах

В первую очередь следует разобраться, какую температуру, при работе с бетоном, следует считать низкой. Среди строителей принято считать погоду холодной, если среднесуточная температура опускается ниже + 4 градусов по Цельсию. В этом случае, для успешного проведения данной строительной операции своими руками необходимо предпринять специальные меры предосторожности, которые защитят раствор от негативного влияния холода.

Дело в том, что застывание бетона при низких температурах происходит особым образом. Скорость протекания этого процесса и качество итогового результата во многом зависит от температуры воды в составе.

Чем она выше, тем, соответственно, быстрей происходит застывание. Оптимальный ее показатель составляет 7-15 градусов.

Однако, низкая температура окружающей среды в любом случае оказывает критическое воздействие на скорость гидратации цемента. В итоге, набор прочности и застывание происходит значительно медленнее.

Утепление свежезалитого фундамента

Чтобы высчитать, сколько застывает бетон при минусовой температуре, нужно учесть, что ее падение на 10 градусов снижает скорость твердения в два раза. Подобные расчеты важны при планировании строительных работ и снятии опалубки.

Обратите внимание! Если температура опустится ниже -4 градусов по Цельсию, то раствор просто замерзнет, и, в таком случае, процесс застывания вообще прекратится, а бетон потеряет до 50 процентов своей прочности.

Однако, имеются и положительные стороны заливки при низкой температуре – при правильной организации процесса, есть шанс получить более качественный результат, так как меньшая исходная температура в итоге дает большую прочность. Единственное, необходимо помнить при какой температуре застывает бетонный раствор, т.е. следить, чтобы она не опускалась ниже -4 градусов.

Добавка для увеличения скорости застывания

Искусственное увеличение скорости застывания

Так как застывает бетон при минусовой температуре очень медленно, а сроки строительства зачастую ограничены, строители придумали несколько способов, как ускорить этот процесс.

Наиболее распространенные из них следующие:

• Добавление специальных присадок в раствор;
• Подогрев бетона электрическим кабелем;
• Использование большего количества цемента в составе.

Теперь подробней рассмотрим особенности каждого из этих методов.

Использование модификаторов

Чаще всего, при проведении строительных работ в зимнее время используют модификаторы следующих типов:

• Добавки типа С — ускорители твердения бетона;
• Добавки типа Е — водозамещающие ускорители.

Наиболее эффективным и распространенным является хлорид калия. Однако, его доля в общей массе должна составлять не более 2 %.

Надо сказать, что ускорители затвердения не влияют на качество бетона, однако, в то же время они не защищают его от замерзания. Кроме того, их применение не отменяет требования к температуре раствора и выполнение мер по его защите от замерзания.

Обратите внимание! При выполнении стяжки или фундамента, нужно сразу продумать наличие отверстий и каналов для коммуникаций, так как последующая обработка будет весьма трудоемкой. К тому же она потребует специального инструмента, к примеру, резка железобетона алмазными кругами подразумевает наличие мощной болгарки.

Использование провода для обогрева бетона

Подогрев бетона

Для подогрева бетона зачастую используют специальный кабель. Это метод, можно назвать наиболее естественным. Единственное, для достижения положительного результата, должна строго соблюдаться определенная инструкция по обогреву (узнайте также как осуществляется прогрев бетона сварочным аппаратом).

В отличие от предыдущего метода, обогрев позволяет защитить бетон от замерзания. Соответственно, нет необходимости высчитывать при какой температуре застывает бетон и сколько длится этот процесс, так как можно обеспечить вполне нормальные условия.

На фото — кабель для прогрева бетона

Увеличение дозировки цемента

Данный метод можно использовать при незначительном снижении температуры. Увеличение дозировки должно быть небольшим, в противном случае качество бетона и его долговечность может существенно снизиться.

Совет! Если после застывание раствора понадобилось его просверлить, то наиболее эффективным методом является алмазное бурение отверстий в бетоне.

Вывод

Бетонирование при минимальных температурах имеет ряд особенностей и требует особого подхода к выполнению работ. Самое главное – не допустить цикл замораживания и размораживания раствора. Но, в то же время, если выполнить операцию правильно, то в итоге вы получите более прочный материал, чем при заливке в нормальных условиях (см.

также статью «Перегородки из газобетона – основные нюансы возведения»).

Из видео в этой статье вы можно получить некоторую дополнительную информацию по данной теме.

Добавить в избранное Версия для печати

Поделитесь:

Статьи по теме

Все материалы по теме

Сколько времени сохнет цемент в помещении и на улице

Цемент является одним из основных материалов, используемых строительстве.

Ни один вид ремонта, проводимого в доме либо квартире, не обходится без использования цемента. И естественно, что вопрос, затрагивающий сроки схватывания цемента, волнует многих людей. Можно с уверенностью сказать, что период застывания цемента напрямую зависит от многих различных факторов и условий, в которых происходит высыхание.

Схема производства бетонных блоков.

К факторам, влияющим на застывание цементного раствора, можно отнести марку используемого цемента, вид и качество песочной составляющей. Особое место среди факторов, влияющих на время застывания цемента, занимает температура воздуха, при которой происходит высыхание.

От чего зависит время высыхания цемента

На прочность, долговечность, соответствие заявленным характеристикам смеси влияют несколько факторов, в том числе сколько застывает цемент. Регулировать этот процесс можно двумя способами: температурой и выбором марки связующего.

Цифры в маркировке цемента означают его прочность, измеряемую в кг/см2. Чем выше это значение, тем быстрее сохнет смесь. Марку прочности указывают на упаковке. Соответственно М 200 будет сохнуть дольше чем М 400.

Немаловажным фактором для определения — сколько сохнет цементный раствор, становится температура. Оптимальным значением для этой операции является диапазон 15-25° C. При более низкой температуре время существенно увеличивается. Значения выше 30° C тоже не очень благоприятно влияют на качество застывающей смеси. Необходимо применять дополнительные меры по предотвращению преждевременного высыхания и контролю над происходящим процессом.

Самое быстрое и качественное затвердение бетона происходит при применении технологии, использующейся на предприятиях по выпуску ЖБИ. Сколько времени застывает цемент при формировании, например, плит перекрытия? Через 12-18 часов бетон набирает 90% от заявленной прочности. Такая скорость высыхания возможна только на специальном оборудовании, которое обеспечивает герметизацию изделия, нужную температуру, указанную марку прочности и некоторые другие условия. Точная дозировка состава, вибрационная обработка, прогрев изделия паром, исключение потерь влаги — непременные условия изготовления изделий ЖБИ.

Добиться таких показателей на строительной площадке невозможно. Поэтому точно знать сколько времени застывает цемент в обычных условия можно на упаковке продукции. Там указаны рекомендуемые пропорции, температурный режим и срок затвердевания смеси. Производитель может вводить присадки в состав для получения специальных качеств, поэтому точное время может несколько отличаться даже у одинаковых марок цемента. Нужно знать основной принцип — сколько сохнет обычный цемент в стандартных условиях. 28 суток считается необходимым минимум для достижения эксплуатационных качеств смеси. Далее процесс существенно замедляется и упрочнение за последующий год составляет не более 10%.

Какие факторы влияют на застывание

Прежде всего, бетоны разных марок сохнут с разной скоростью: чем выше марка, тем быстрее схватывается. М200, например сохнет от 2 до 2,5 часов. Время застывания бетона М300 поменьше, всего 1,5-2 часа. Бетонная смесь марки М400 может высохнуть за 1-2 часа.

То же самое касается и полного отвердевания. Для сравнения: расчётную прочность М200 набирает за 14-28 дней, а М400 сохнет уже за 7-14 дней.

Более прочные бетоны все равно лучше выдерживать не меньше месяца перед тем, как давать полную нагрузку.

То, как протекает застывание каждой из марок, зависит ещё и от погодных условий – температуры и влажности.

Дело в том, что цифры, которые мы назвали ранее – относительны. Раствор сохнет 28 суток при +20℃. При +5℃ срок твердения бетона будет значительно дольше, а при нуле застывание и вовсе прекратится.

Чем теплее, тем быстрее идет гидратация, так что, по логике, в жару бетон засыхает быстрее. Это так, но стоит учесть, что при недостатке влажности процесс останавливается. Нормальный показатель 80-100%.

Когда нет возможности ждать 28 дней, для смеси используют особый, быстрозастывающий цемент. Он гораздо дороже из-за дорогого оборудования, на котором его делают. Отличается более мелким помолом, также минеральным составом. Схватывается за 45 минут максимум, тогда как у бетонов, в составе которых обычный цемент, это занимает от 2 часов.

Два основных этапа затвердевания

Для достижения заявленных качеств необходимо соблюсти правильные пропорции при замешивании раствора. Только в этом случае будет достигнута желаемая прочность. Примерно через час после заливки смеси начинается процесс изменения ее структуры. Этот этап называют схватыванием. Сколько времени застывает цементный раствор до продолжения дальнейшей работы?

Через сутки масса становится настолько прочной, что по ней можно ходить. Но до заявленной марочной прочности еще далеко. Это был только первый этап, называемый схватыванием. Далее начинается процесс затвердевания. Через двое суток смесь набирает около 50% прочности в теплое время года.

Полную эксплуатационную нагрузку, операции по дальнейшему возведению следующего этажа рекомендуется начинать не ранее 28 суток, когда прочность бетона приближается к заявленной на 90%. Особое значение, сколько схватывается цементный раствор и каково время полного отвердения, придается времени при строительстве несущих конструкций. Мощные фундаменты, при возможности, лучше заливать за год до начала основного строительства. За это время происходят практически все процессы изменения структуры. Значимых изменений геометрии конструкции не будет. Точное время полного застывания конкретного цементного раствора определить сложно. Длиться он может годами, но через 12 месяцев эти изменения не сказываются на качестве здания.

Замедлители схватывания цемента

Максимально уменьшить время начала и конца схватывания цемента может потребоваться в следующих случаях. Производится заливка масштабной конструкции (фундамент многоэтажного здания, конструкции гидротехнического или подземного сооружения, чаша бассейна или бетонной емкости).

В этом случае замедлитель срока схватывания цемента нтф и другие виды замедлителя схватываемости связующего позволяют обеспечить непривычность строительных работ при всех прочих равных условиях.

Замедлители схватываемости цемента:

• «Бисил Ретардер», Испания, цена 285 руб /кг.
• Пластификатор бетона «РЕТАДОЛ», Греция, цена 159 руб/ кг.
• Гиперпластификатор «FREM GIPER S-SBlз», Беларусь, цена 112 руб/кг.

Использование замедлителей схватываемости цемента позволяют увеличить время необратимого процесса потери подвижности бетонных растворов в среднем до 24-48 часов после затворения.

Сколько сохнет цемент М 500

Маркировка материала важна при выборе смеси для достижения необходимых качеств. Сколько при этом застывает цемент по времени становится вторым по важности вопросом. Знать это необходимо для планирования дальнейших операций. Например, М 500 при рекомендуемых условиях за две недели после того, как началось отвердение раствора, набирает 75% прочности, а М 400 — 50%.

То есть более качественный цемент дает возможность проводить строительные операции существенно быстрее. Пропорционально действует на смесь и температура.

Время застывания цемента (любой марки) практически останавливается при 0° C, если в составе нет специальных присадок. При превращении воды в лед происходит структурное разрушение материала. Нельзя допускать обморожения смеси до достижения ей 90% прочности. Марка М 500 к исходу месяца набирает нужное значение. Пропорции цемента и песка также могут оказывать влияние на скорость затвердения. Небольшое количество связующего может замедлить процесс отвердения, если наполнитель будет впитывать влагу. Растворы с большим количеством песка больше нуждаются в увлажнении, нежели более концентрированные смеси.

Искусственное увеличение скорости застывания

Время затвердевания цементного раствора в холодное время сильно увеличивается, но сроки все равно остаются ограниченными. Чтобы ускорить процедуру, разработаны различные методики.

BITUMAST Противоморозная добавка в бетон

В современном строительстве время высыхания можно ускорить с помощью:

• внесение присадок;
• электроподогрев;
• повышение необходимых пропорций цемента.

Использование модификаторов

Самый простой способ выполнить работы в срок даже зимой – применять модификаторы. При внесении определенной пропорции наступает сокращение сроков гидратации, при использовании некоторых присадок происходит твердение даже в -30°С.

Условно добавки, влияющие на скорость затвердения, разделяются на несколько групп:

• тип С – ускорители высыхания;
• тип Е – водозамещающие добавки с ускоренным застыванием.

Калькулятор застывания фундамента и отзывы показывают максимальную эффективность при внесении в раствор хлорида калия. Материал расходится экономно, так как его массовая доля составляет до 2%.

Если применять смеси отвердения бетона типа С, стоит позаботиться о подогреве, так как они не защищают от замерзания.

Пластификаторы и добавки для бетона

Рекомендуется позаботиться о прокладке коммуникации в фундаменте или стяжке заранее, иначе потребуется бурение отверстий. Проделывание коммуникационных отверстий после застывания приведёт к необходимости в специальном инструменте и шлифовке бетонной поверхности. Процедура достаточно трудоёмкая и снижает прочность конструкции.

Подогрев бетона

Преимущественно для подогрева состава применяют особый кабель, который преобразует электрический ток в тепло. Методика обеспечивает наиболее естественный путь застывания. Важным фактором является необходимость следования инструкции по монтажу провода. Способ защищает от кристаллизации жидкости, также существуют инструменты (фен, сварочный аппарат) и теплоизоляция для защиты от замерзания.

Увеличение дозировки цемента

Повышение концентрации цемента применяется исключительно при небольшом уменьшении температуры. Увеличение дозировки важно выполнять в небольшом количестве, иначе качество и долговечность значительно снизятся.

Как повлиять на время высыхания цемента М 500

Ускорить процесс затвердевания смеси можно поддержкой оптимальной температуры. Вычисляется среднесуточное значение и если оно ниже 15-20° C, то нужно принять дополнительные меры по обогреву материала. При этом нельзя допускать обезвоживания смеси. Цемент имеет склонность к самовысыханию. Недостаток влаги не дает возможности проходить реакции гидратации, отчего качества материала ухудшаются. Решить эту проблему можно принудительным увлажнением, укрытием поверхности пленкой, опилками, тканью. Установка обогревательного оборудования заметно ускорит процесс высыхания, но и увеличивает риски потерь влаги смесью.

Температурные условия

Забетонированная поверхность схватывается и затвердевает тем стремительнее, чем теплее и суше около.

Чему мешает мороз

Зимний период мешает не только мороз, но и чрезмерная влажность, содействующая замедлению процесса застывания.

Вот основные факторы, отрицательно воздействующие на процесс.

1. Гидратация цемента замедляется, вплоть до полной остановки застывания и комплекта прочности цементного изделия.
2. Вода, в обязательном порядке присутствующая в смеси, вымерзает, разрушая структуру материала.
3. Влага, содержащаяся в окружающем воздухе в повышенной концентрации, замедляет застывание. Время комплекта прочности в этом случае существенно возрастает.

Оптимальные условия

С наступлением зимнего сезона строительные работы не останавливаются.

В зависимости от условий, температура при цементных работах может содействовать, не мешать либо мешать процессу.

1. При режиме от 0? до +10? гидратация заметно затормаживается. В среднем процесс комплекта прочности до 70% образовывает до 4-х недель.
2. Температура выше +11? мало активизирует затвердевание, но до норм и в этом случае на большом растоянии.
3. Благоприятной считается температура в +20?, тогда возможно не проводить дополнительные операции по ускорению комплекта прочности.

Обратите внимание! Стандартом, установленным нормативными документами, принято считать полную гидратацию материала в течение 28 дней. С целью достижения 70 процентной прочности при благоприятных факторах достаточно 10–12 дней.

Вода как необходимость

Гидратация цемента без присутствия воды неосуществима. Она выступает в качестве нужной составляющей, помогающей образованию цементного камня. в течении всего времени созревания обязателен контакт воды с цементом.

Температурная отметка ниже 0? считается критической.

Сейчас жидкость начинает мёрзнуть, расширяясь и разрушая структуру материала. Тем более нежелательны пара циклов замерзания и оттаивания. В этом случае структурные связи разрываются интенсивнее, в конечном счете всецело разрушая готовую конструкцию.

Особенности проведения работ зимний период

Рассмотрим все нюансы и вероятные неприятности, появляющиеся при отрицательной окружающей температуре. Основная задача – не дать воде в растворе замерзнуть. Тем более актуальна неприятность, если вы работаете своими руками, обустраивая быт.

Лета ожидать долго, нужно будет подстраиваться под не самые комфортные условия.

1. Возможно применить противоморозные добавки (ПМД) для бетона.
2. В отдельных случаях оказывает помощь укрывание залитой поверхности ПВХ пленкой либо рулонным утеплителем.

1. Хорошо работает электро-прогрев цементных конструкций.
2. Над забетонированными участками возводят временные сооружения и снабжают обогрев тепловой пушкой.
3. Часто цементную смесь готовят на подогретой воде. Поддерживаемая при замешивании положительная температура даст хорошей итог. Особенно, в случае если уложенный бетон изолировать от мороза одним из перечисленных выше способов.

Обратите внимание! При монтажных работах громадного объема дорогостоящие приемы не всегда используются из-за большой стоимости. Часто инструкция запрещает использование электронагревательных устройств. Значит, нужно будет выбирать оптимальный для вашего случая вариант.

Сколько времени сохнет цемент в помещении и на улице

Прямая зависимость скорости схватывания от температуры дает возможность точно определить сколько сохнет раствор цемента с песком внутри и снаружи здания. В помещении воздух прогрет более равномерно, поэтому можно подсчитать время достаточно точно. Для вычисления срока затвердевания на открытом пространстве необходимо сделать замеры температуры с интервалом в несколько часов в течение суток. Благодаря факторам окружающей среды время может существенно измениться.

Разница дневных и ночных показаний могут отличаться на 10-20° C. Необходимо определить среднесуточное значение, которое и станет основным критерием при определении времени затвердевания цементного раствора на улице. При этом показатель влажности воздуха в помещении, как правило, ниже, значит процесс испарения идет активнее, особенно, если здание оборудовано системой отопления. Пересушивание смеси приведет к ухудшению качеств. Если при оштукатуривании стен это не может являться критическим дефектом, то стяжке необходима прочность, поэтому нужно защитить поверхность от пересыхания.

Как измерить влажность стяжки

Как измерить влажность стяжки

Даже по истечении указанного срока влажность цементного основания может оставаться повышенной. Чтобы точно знать, можно ли стелить покрытие, следует проверить степень влажности стяжки. Сделать это очень просто: берут бумажную салфетку, кладут ее на пол, накрывают полиэтиленом и оставляют на 24 часа. Если через сутки салфетка не отсырела, значит, стяжка полностью сухая. Если салфетка на ощупь влажная, нужно подождать еще несколько дней. Есть и специальные приборы для измерений – электронные влагомеры. Показания прибора не должны превышать 3,4%, в противном случае стяжка должна еще сохнуть.

Таблица максимально допустимых значений влажности

Напольное покрытие	Допустимый процент остаточной влажности для полов без подогрева	Допустимый процент остаточной влажности для полов с подогревом
Ламинат, паркет, паркетная доска	До 2%	До 1,5%
Пластиковые панели, линолеум	До 3,4%	До 1,5%
Ковролин на влагонепроницаемой основе	До 3%	До 1,5%
Ковролин на джутовой основе	До 2,5%	До 1,5%

Кроме измерения влажности стяжку необходимо проверить на прочность, отсутствие видимых дефектов, расслоений и усадки. Для этого поверхность внимательно осматривают, слегка простукивают молотком в отдельных местах. Прочная качественная стяжка должна иметь однородный цвет и издавать звонкий звук при ударе.

Таблица оценки качества стяжки

Физические характеристики	Способ оценки	Основные отличительные признаки
Остаточная влажность	Полиэтилен или влагомер	Отсутствие влажных пятен под пленкой, показания прибора 4%
Прочность на сжатие	Простукивание молотком	Звонкий звук – высокая прочность, глухой звук — низкая
Прочность на разрыв	Малярная лента или прибор	Отсутствие мелких частиц на ленте после отрыва от поверхности, показания прибора 1,5 МПа
Места соединения на стяжке	Простукивание и визуальный осмотр	Отличие участков по структуре и цвету, глухой звук при некачественном соединении

Видео — Сколько сохнет цементная стяжка пола

Состав цемента и его гидратация

Реакция превращения сухой смеси в твердую массу запускается после введения воды в ее состав. Клинкерные минералы являясь силикатами активно начинают образовывать пространственные связи. Процесс необратим, поскольку коагуляция частичек приводит к полному изменению структуры материала. Сколько сохнет обычный цементный раствор с песком, зависит от химического состава сухой смеси. Высокое содержание силикатов ускоряет процесс.

Марки высокой прочности, такие как М 400, М 500, имеют малое количество примесей, и время схватывания цементного раствора происходит быстрее, нежели чем при использовании менее прочных материалов.

Смесь сначала становится пластичной, что дает возможность формировать из нее элемент необходимой формы, а затем она затвердевает, приобретая необходимую прочность. Рекомендуется использовать жидкий раствор в указанный на упаковке срок. Обычно он находится в диапазоне от 30 мин до 4 часов. Тогда возможно бес потери качества возможно восстановление пластичности застывающего раствора При низких температурах допускается незначительная корректировка в сторону увеличения срока. Тогда производитель гарантирует заявленные качества и время затвердевания цементного раствора в стандартных значениях.

Реакция называется гидратацией, где первая часть слова означает воду. Процесс уникален и отличается принципиально от схватывания и затвердевания смесей на основе гипса, где необходим воздух для полноценной реакции, которая проходит многократно быстрее и набирает заявленные качества в первые же часы. Время, необходимое для высыхания цемента зависит только от марки и температуры окружающей среды при достаточной влажности массы.

Краткая характеристика

Для получения различных бетонных растворов используется цемент, это известно многим. Естественно, что для получения бетона (искусственного каменного материала) необходимо присутствие в смеси и других составляющих, таких как песок, щебень, вода.

Для приготовления бетонного раствора понадобятся цемент, вода, песок и щебень, которые смешиваются в определенной пропорции.

Для получения качественного изделия из бетона необходимо точно соблюдать технологию и последовательность выполнения работ, которые начинаются с выбора и смешивания составляющих, а заканчиваются осуществлением правильного ухода за раствором в процессе его отвердевания.

Цементный состав после приготовления и заливки в опалубку начинает постепенно твердеть, увеличивая свою прочность по прошествии определенного времени. Сразу после схватывания бетон не будет обладать характеристиками, которые позволят продолжить дальнейшие строительные работы. В самом начале процесса бетон легко поддается разрушению даже при воздействии минимальных нагрузок.

На сегодняшний день создан целый ряд различных добавок для цементного раствора, которые позволяют значительно улучшить качества бетонных изделий. Например, они могут наделить их такими свойствами, как пластичность, высокая прочность, морозоустойчивость, водонепроницаемость и другими.

Использование современных добавок позволяет проводить работы по бетонированию, даже когда на улице довольно низкая температура (в зимний период времени), не используя оборудование специального назначения.

Возможные последствия бетонирования зимний период

Случается, что застройщик начал работы ранней в осеннюю пору, в надежде закончить их до заморозков. Но холода наступили раньше запланированного, а цементные конструкции уже залиты, но не достигли положенной прочности.

Хозяин, шепетильно изучивший данные, при какой температуре возможно работать с бетоном, испытывает легкий шок и замешательство. Но волноваться не следует, поскольку комплект прочности лишь приостановится. При наступлении оттепели процесс застывания возобновится в стандартном режиме.

Эксперты поясняют, что при временном понижении температуры воздуха подмерзает лишь узкий поверхностный слой бетона. Замечательная плита фундамента либо перекрытие не пострадают, конструкция не понесет необратимых повреждений. Самое нехорошее, что ожидает строителя – осыпание узкого верхнего слоя, в любое время подлежащего восстановлению.

Из-за чего страдает лишь внешняя оболочка

1. Свежая цементная смесь проходит изотермический процесс. Другими словами – этапы реакции сотрудничества воды с цементом и другими компонентами. Именно поэтому выделяется тепло, согревающее солидную часть конструкции.
2. Присутствие опалубки кроме этого, играется важную, утепляющую роль. Поверхностный же слой, хоть и подмерзает, защищает собой все другое.
3. Из всех компонентов цементной массы вода есть самым легковесным. Исходя из этого она устремляется в верхний пласт блока, концентрируясь там в излишке. Как следствие – кристаллизация, расширение и разрушение оболочки фундамента, плиты и другого.

В случае если замерз бетон

Произошло, и ваше творение все же, подверглось нечаянно нагрянувшим ранним морозам, не успев застыть подобающим образом.

1. Купите в строительном магазине ПВХ пленку. У материала доступная цена, но пользу получите большую. Укройте ею цементные элементы, прижав по краям камнями. В случае если на оттепель нет надежды, покиньте конструкцию до весны. Так вы спасете все, пожертвовав только узким верхним слоем.
2. Не накрытый бетон разрушится к весне посильнее. Снег, скапливаясь на нем, будет ускорять процесс кристаллизации воды, разрушающей материал. Пара циклов оттаивания и замерзания пагубно повлияют на плоды вашего труда.
3. В случае если по весне вы нашли отслоившиеся фрагменты, шепетильно сметите их веником либо щеткой. За основную часть не волнуйтесь, она в порядке. А вот поверхности , заштукатурив их. Бетон дойдет «до ума» тем стремительнее, чем теплее будет на улице.

Способ холодного бетона

Данный метод сейчас активно используется при постройке громадных площадей, аэродромов, дорог. Принцип содержится в добавлении к смеси противоморозных присадок — хлористого натрия и хлористого кальция.

Добавки очень сильно понижают порог замерзания воды.

1. Хлористый кальций сокращает сроки застывания состава, а другие компоненты пластифицируют смесь, облегчая ее укладку.
2. Соли примешивают к цементной массе в виде водных растворов. Их концентрацию рассчитывают по таблицам.
3. Конструкция набирает нужную прочность за месяц на 50%, за три месяца – на 100%.

1. При плюсовых температурах работать с таковой смесью не рекомендуется из-за через чур стремительного застывания. Материал целесообразно применять зимний период, но нежелательно работать при морозах ниже -20?.
2. В отличие от простых составов данный тип менее прочен и долговечен, характеристики мало уступают, но удовлетворительны.

Время застывания цементного раствора

Любые ремонтные работы в доме или возведение здания не обходятся без использования цементной смеси. Установить фундамент, залить пол, оштукатурить стены невозможно без этого материала.

Цементный состав, изготовленный в соответствии с технологией и с соблюдением необходимых пропорций, начинает застывать с первых минут заливки в форму или опалубку. Но полностью свою прочность он наращивает в течении определенного отрезка времени. В этот период масса не способна выдержать существенную нагрузку. Залитая стяжка может растрескаться и разрушиться.

Обычное время затвердевания – 4 недели. Мощным фундаментам под многоэтажное здание, промышленным сооружениям для высыхания отводится 3 месяца. Тонкой стяжке, например, под укладку плиточного пола или бетонную дорожку, достаточно 72 часов.

Строительный раствор проходит два этапа:

• Схватывание. Продолжается от 1-2 до 24 часов с момента замешивания. Масса сохраняет подвижное состояние, не давая производить дальнейшие работы.
• Затвердевание. Согласно СНиП, происходит на протяжении 30 дней с момента заливки. Эта норма подразумевает высыхание, позволяющее начать новый этап строительства или отделки здания. Полностью этот процесс заканчивается спустя как минимум 1 год.

Разные марки не твердеют за равные промежутки времени. При температуре +10 °C и достаточной влажности цемент М400 позволяет продолжать работы через 12-15 дней, а М500 – уже на 9-10 день.

пределов текучести нефтепромысловых цементных растворов | Восточное региональное собрание SPE

Skip Nav Destination

Citation

Clark, P.E., Sundaram, L., and M. Balakrishnan. «Пределы текучести нефтепромысловых цементных растворов». Документ представлен на Восточной региональной конференции SPE в Колумбусе. Огайо, октябрь 1990 г. doi: https://doi.org/10.2118/21279-MS

Скачать файл цитаты:

• Ris (Zotero)
• Менеджер ссылок
• EasyBib
• Подставки для книг
• Менделей
• Бумаги
• КонецПримечание
• РефВоркс
• Бибтекс

Расширенный поиск

Abstract

Определение пределов текучести цементных растворов важно для общего описания характеристик текучести раствора. Пределы текучести влияют как на свойства начального давления. Пределы текучести влияют как на начальное давление после временной остановки, так и на свойства цемента по заполнению пустот. Значения предела текучести обычно получают путем экстраполяции данных ротационного или трубчатого реометра. Этот метод подвержен как экспериментальным, так и аналитическим ошибкам. Недавно в ряде работ был описан более прямой метод измерения предела текучести в шламах. Для точного измерения пределов текучести можно использовать ротационный вискозиметр, оснащенный крыльчаткой, а не поплавком. Поверхность текучести с приспособлением для испытаний с крыльчаткой находится в жидкости, а не на границе раздела жидкость-твердое тело, как в случае с твердым грузом или аппаратом с трубчатым потоком. Эксперименты с креплением лопасти с использованием реометра с регулируемой скоростью сдвига могут быть подвержены ошибкам, вызванным скручиванием торсионной пружины. В этом исследовании для решения этих проблем использовался реометр с контролируемым напряжением. Представлены пределы текучести различных нефтепромысловых тампонажных растворов. Данные отражают различия в присадках, представленных при старении. Данные отражают различия в добавках, времени старения и содержании воды. Крыльчатый метод можно использовать для точного и воспроизводимого измерения предела текучести цемента. Использование прибора с контролируемым напряжением имеет ряд преимуществ при выполнении этих измерений.

Введение

Предел текучести (tau y) жидкости определяется как минимальное напряжение, необходимое для деформации жидкости. В этой статье tau y также будет называться пределом текучести по Бингаму. Ниже предела текучести жидкость действует как упругое твердое тело, а выше предела текучести жидкость течет с пластической вязкостью (mu p). Это формулировка критерия фон Мизеса для жидкостей с пределом текучести. Уравнение (уравнение Бингама), которое описывает течение жидкости с пределом текучести, имеет вид

(1)

где тау — напряжение сдвига, а гамма — скорость сдвига. К сожалению, для жидкостей уравнение 1 является идеализацией реального потока. В экспериментах с контролируемой скоростью сдвига напряжение обычно нарастает экспоненциально при малых скоростях сдвига, что дает данные, аналогичные точкам данных, показанным на рисунке 1. Папанастасиу представляет определяющее уравнение (2), которое точно описывает поведение реальной системы в широком диапазоне. скорости сдвига.

(2)

Где mu — вязкость жидкости после текучести, D — тензор скорости деформации, tau — тензор напряжения, а pi D — второй инвариант тензора скорости деформации. Это довольно внушительное уравнение можно сократить до

(3)

для вискозиметрических одномерных потоков. Уравнение 3 похоже на уравнение Гершелла-Балкли с членом (1 — e-m gamma), который изменяет параметр предела текучести.

Стр. 167

Ключевые слова:

реометр, химия бурового раствора, ротационный вискозиметр, буровые растворы и материалы, рецептура бурового раствора, дина см2, реология, экспериментальные данные, добыча нефти и газа, цементный раствор

Предметы:

Буровые растворы и материалы, Выбор и рецептура бурового раствора (химия, свойства)

Этот контент доступен только в формате PDF.

Вы можете получить доступ к этой статье, если купите или потратите загрузку.

У вас еще нет аккаунта? регистр

Просмотр ваших загрузок

Давай! подвинь это! подтолкнуть его! … Поздно, загустело! …

Теперь позвольте мне рассказать вам больше о гелеобразовании цемента

Цементный раствор для строителей

Почему этот пост?

Больше месяца назад кто-то запросил некоторые сведения о гелеобразовании во время первичного и вторичного цементирования. Было дано два-три ответа, которых, я думаю, было достаточно, чтобы иметь хорошее представление о теме. Однако, если честно, я не мог перестать думать об этом и о том, как тяжело найти какие-то документы по этой теме. Наверное, я должен сказать – трудно найти информацию, когда не знаешь, где ее искать.

По этой причине и создан этот пост. Я не претендую на то, чтобы полностью охватить все аспекты этой темы, например, всю вовлеченную химию (цемент, поверхность зерен которого сильно покрыта алюминатами, или цемент с низким содержанием свободных сульфатов и т. д.), но я просто стремлюсь дать некоторое представление. по теме, чтобы такие люди, как я, могли читать, и если это может открыть дискуссию, чтобы обогатить тему, это будет просто ВАУ.

Теперь, когда введение сделано, давайте постараемся сделать его максимально простым. Поэтому приступим.

Давайте сначала разберемся с концепцией

Проблемы со смешиванием, невозможность перекачки цементного раствора во время или до окончания замещения или просто регистрация высокого давления замещения из-за высокой вязкости цементного раствора или гелеобразования цемента могут иметь серьезные последствия. последствия цементирования. Если нам повезет, мы сможем завершить работу, как в случае с высоким давлением вытеснения, но если нет, то в худшем случае это провал работы, такой как CLIP (Цемент, оставленный в трубе).

Гелеобразование цемента может быть определено как раннее загущение или увеличение гелевой прочности цементного раствора. В лаборатории, например, при перемешивании суспензии в вискозиметре появляется загустение при наблюдении аномально высокой реологии. На месте это можно наблюдать на этапе приготовления цементного раствора (замешивание цементного раствора перед закачкой). Однако эта проблема должна быть исправлена ​​до перехода к этапу выполнения.

Гелеобразование цемента также может происходить во время укладки цемента, как указано выше. В лаборатории мы можем наблюдать это при тестировании цемента, чтобы измерить время загустевания. Во время этого теста мы говорим о гелеобразовании, когда наблюдаем несвоевременное увеличение кривой консистенции (консистенция Бердена – Bc). Я должен быть осторожен, потому что эти два измерения (ТТ и реология) различны, и перекодирование геля при измерении реологии цемента не означает, что это будет наблюдаться на кривой времени загустевания и наоборот.

Почему цементный раствор гелеобразует? Что ж, наверняка есть много причин, которые приводят к гелеобразованию цемента, но в целом основными из них являются: качество используемого цемента, используемая вода, используемые добавки и иногда температура, при которой проводится испытание раствора.

Давайте определим их

Насколько мне известно, существует четыре типа гелеобразования цемента, которые можно разделить на две группы. Первые два относятся к раннему загустеванию цементного раствора, которые представляют собой первичный гель и вторичный гель, а два других связаны с ранним увеличением кривой консистенции на графике ТТ, это третичный гель и квартальный гель.

Раннее загущение

Первичный гель

Наблюдается, когда цементный раствор сразу после смешивания остается в статических условиях. Это происходит на этапе приготовления цементного раствора при измерении реологии цемента при комнатной температуре.

В лаборатории может быть обнаружен при измерении прочности геля цементного раствора вискозиметром после пребывания раствора через 10 мин в статическом состоянии (процедура API RP 10B2). В основном, после этих 10 минут в статическом состоянии, когда вращение со скоростью 5,1 с–1 (3 об/мин с R1B1 или 6 об/мин с R1B5) возобновляется, показание представляет собой высокое значение (максимальное показание шкалы отклонения) или просто увеличение. при сдвиговом напряжении. Это наращивание прочности геля и в большинстве случаев остается постоянным.

Здесь хотелось бы добавить специальное замечание, есть люди, которые классифицируют загустение тампонажного раствора при смешивании (невозможности смешивания или достижения определенной плотности) с первичным гелем, лично у меня есть некоторые резервы на этот счет и я кратко расскажу об этом позже. Я надеюсь, что это откроет обогащающую дискуссию. Давай продолжим.

Вторичный гель

Можно сказать, что этот гель похож на первичный, но обнаруживается не при комнатной температуре, а при БГКТ. Другими словами, этот гель выявляют при измерении прочности геля тампонажного раствора через 10 мин в статическом состоянии при БГХТ. Поскольку это связано со статической прочностью геля, мы можем легко понять, что во время испытания на время загустевания этот гель не наблюдается.

Увеличение консистенции

Третичный гель

Этот гель связан с увеличением консистенции цементного раствора. В целом это легко проследить по временной кривой утолщения по увеличению консистенции до значений между 20 и 70 до н.э. Одной из его особенностей является то, что консистенция остается выше этих значений до завершения теста на время загустевания.

Четвертичный гель

Квартальный гель аналогичен предыдущему гелю. Основное отличие заключается в том, что в случае квартального геля консистенция цементного раствора после увеличения и достижения значений от 20 до 70 Bc снижается, и эти значения остаются ниже до завершения испытания на время загустевания.

Невозможно смешать или достичь расчетной плотности

Повышение вязкости цемента можно обнаружить и идентифицировать другими способами, кроме указанных выше. Пока я писал эти строки, я вспомнил случай, с которым столкнулся на поле около 7 лет назад. Мы не смогли завершить работу по цементированию, потому что мы не смогли замесить на лету цементный раствор с концентрацией 2,10 г/см3. Давайте быстро обзор этого дела.

Исходная информация: При бурении секции 17 ½’’ с РУО плотностью 1,40 г/см3 инструмент остался в скважине на глубине +/- 1080 м. После различных попыток промысла клиент согласился установить КОП для бурения новой скважины на отметке 960 м. Судя по скважинным данным и условиям, работа была рассчитана на использование цементного раствора плотностью 2,10 г/см3, чтобы соответствовать целям и ожиданиям клиента. Для выполнения планировалось замесить буферную смесь порционно, а затем на лету замешать и закачать цементный раствор.

Исполнение: Буфер закачан без проблем и начался процесс замешивания и закачки цементного раствора. Плотность цементного раствора была увеличена до 2,05 г/см3 без каких-либо проблем, но проблемы начались при попытке достичь плотности 2,10 г/см3. Попытки поднять плотность цементного раствора до 2,10 г/куб.см оказались тщетными, и после закачки около 35 баррелей работа была приостановлена, все 35 баррелей были откачаны.

Мы попытались еще раз, после проверки всего оборудования, шлангов, силосов, воздушного компрессора и т. д. и замены цементного насоса мы не смогли завершить работу. В общей сложности было закачано 39 баррелей цементного раствора, а затем откачано.

Было очевидно, что каждый раз, когда мы пытались перейти от плотности 2,05 г/см3 к плотности 2,10 г/см3, наблюдалось загущение, приводящее к невозможности перекачивания жидкости. Мы смогли выполнить работу через 1,5 дня, добавив два диспергатора в воду смеси. Я не буду вдаваться во все детали расследования, это не главная цель здесь, вместо этого я хотел бы прямо осветить то, из чего мы узнали.

Ничего, связанного с гелеобразованием цемента, как указано выше, не наблюдалось, вместо этого мы узнали, что:

Физико-химическая модель смешивания цемента (документ SPE 18895)

Недостаточная энергия смешивания и время смешивания:  Это явление хорошо объясняется Бенуа Видик в своей очень интересной статье SPE 18895 (Критические параметры смешивания для хорошего контроля качества цементного раствора). Я цитирую: «Критическим шагом является дефлокуляция. Если суспензия дефлокулирована, то мощность будет должным образом смачиваться, а энергия, необходимая для дефлокуляции, будет достаточно большой, чтобы обеспечить стабилизацию суспензии». Это означает, что процесс смешивания цементного раствора определяется двумя явлениями: минимальной энергией смешивания и минимальным требуемым временем смешиваемости. И то, и другое требуется для успешного смешивания цемента и воды (рисунок выше).

В лаборатории важно записывать и контролировать такие данные, как время смешивания (мин или сек) и достаточную энергию смешивания (об/мин), и соответствующим образом планировать выполнение. Возвращаясь к моему случаю, мы заметили в лаборатории тот факт, что цементирование заняло около 80 секунд (> 15 секунд или 40 секунд) при 4000 об/мин ± 200 об/мин (66,7 об/с ± 3, 3 р/с) смешать с водой замеса (от 1 до 4, как показано на рисунке ниже). Словом, перемешивание на лету цементным агрегатом в этих условиях было не лучшим вариантом.

Иллюстрация времени включения цемента в воду затворения (>80 секунд из представленного случая)

Цементный раствор с высокой реологией для смешивания на лету: В зависимости от передовой практики и руководств часто можно увидеть рекомендации типа «принять меры предосторожности». когда реология цементных растворов показывает показания при 300 об/мин > 200, потому что они могут создавать проблемы при перемешивании в полевых условиях». Это не всегда верно, потому что, я думаю, во всем мире есть много случаев, когда цементные растворы с показаниями > 200 смешивались и смешиваются на лету с цементными единицами.

Однако в моем случае мы обнаружили, что используемая нами навозная жижа не может быть смешана с мухами, поскольку ее показания были > 200. Это утверждение было подтверждено более 3 раз (в полевых условиях) и 2 раза при проведении своего рода «дворовых испытаний». ».

Эти два параметра повлияли на нас во время работы, проблема, конечно же, была решена, и работа была возобновлена. Из этого инцидента мы узнали, что иногда мы не уделяем должного внимания таким деталям, как время, необходимое для смешивания цемента с водой, или показания реологии > 200 при 300 об/мин, чтобы правильно спланировать выполнение нашей работы. Например, в этом случае использование смесителя периодического действия было более подходящим для работы, чем использование цементной установки.

Заключительные мысли:

Как и в любой операции по цементированию, планирование является ключом к успеху. Понимание того, как определить гелеобразование цемента во всех формах в лаборатории, может помочь не только изменить конструкцию или улучшить перекачиваемый цементный раствор, но и выбрать подходящую логистику.

Надеюсь я не так долго и вам было интересно читать эти строки. Моя первая цель состояла в том, чтобы дать некоторые идеи (не слишком глубокие или тяжелые) по этой теме, а вторая теперь зависит от вас, дорогие читатели, мне нужно прочитать ваши мысли, я действительно хочу учиться у вас.