Пропорция цемента для фундамента: Пропорции цемента для фундамента — расчеты, таблица

Содержание

Пропорции цемента и песка для фундамента, приготовление раствора

Занимаясь строительством дома или беседки на дачном участке, каждый хозяин сталкивается с необходимостью закладки фундамента. Этот процесс сложный и ответственный, ведь нужно правильно подобрать материал и рассчитать соотношение компонентов. Поэтому перед началом работ следует тщательно изучить этапы строительства основания.

Приготовление бетонаПриготовление бетона

Благодаря невысокой себестоимости и исключительной долговечности наиболее популярным материалом для заливки фундамента считается бетон. В этой статье подробно рассмотрим тонкости работы с ним, чтобы даже начинающий мастер смог самостоятельно построить основание.

Состав готовят с учетом определенных пропорций из щебня (или гравия), песка и цемента. Какое соотношение составляющих требуется, зависит от результата, который необходимо получить. Щебень и песок служат наполнителями, цемент нужен как связка, скрепляющая компоненты в единый блок.

  Если образуется слишком большое количество полостей между песком и щебнем, то потребность в цементе возрастает. Чтобы свести их к минимуму, важно использовать щебень разных размеров: мелкие частицы заполнят полости между крупными, а песок – между мелкими.

Бетон затвердевает через месяц, но наиболее интенсивно этот процесс проходит в течение первой недели.

Виды бетона для заливки основания

Для приготовления раствора для фундамента подходит песок, размер частиц которого варьируется от 1,2 до 3,5 мм. Используют сыпучий материал без посторонних примесей. Допускается пятипроцентное содержание глины и ила, но это делает бетон менее прочным.

Песок для приготовления бетона

Песок для приготовления бетона

Определить качество состава поможет следующий эксперимент: насыпьте песок в емкость, разведите водой и тщательно взболтайте полученный раствор. Если вода останется чистой или немного потеряет прозрачность, значит, сырье высокого качества, а если сильно помутнеет – содержит примеси. Можно также оставить емкость постоять некоторое время. Если в итоге над песком появится осадок из глины, лучше не использовать такой сыпучий материал для строительства.

Тематический материал:

В составе щебня тоже не должно быть примесей. Размер частиц составляет 1-8 см.

В строительной области различают следующие типы цемента:

  1. Портландцемент (наиболее распространенный вариант, который используется при возведении разных сооружений).
  2. Шлакопортландцемент (обладает высокой влагостойкостью и морозоустойчивостью, но медленнее затвердевает).
  3. Пуццолановый портландцемент (применяется для возведения конструкций под водой и под землей благодаря исключительным влагостойким свойствам; в условиях воздушной среды дает сильную усадку и теряет прочность).
  4. Быстротвердеющий цемент (застывает около 2 недель; работать с таким материалом необходимо без промедлений, так как он мгновенно схватывается, поэтому это не самый удачный вариант для начинающих строителей).

Упаковка портландцементаУпаковка портландцементаТаким образом, наиболее подходящим материалом для самостоятельной заливки монолитного фундамента дома или иной конструкции служит портландцемент.

Выделяют следующие марки цемента: … ПЦ 500, ПЦ 500 Д20, ПЦ 400 Д20, ПЦ 400 и пр. В соответствии с маркой меняется значение предела его прочности на сжатие, которое определяется для бетонного куба с гранями по 20 см и измеряется в кг/см2.

Готовим правильный раствор

Чтобы получить состав нужной вязкости, соблюдают определенные пропорции во время его приготовления.  Соотношение равняется 1/3/5, где 1– цемент, 3 – песок, 5 – щебень.

Использование добавок позволит получить определенный  вид цементного раствора: быстрозастывающий, гидрофобный, пуццолановый, цветной, сульфатостойкий, пластифицированный и т. д. В данном случае применяются разные марки от М 100 до М 600. Но чтобы получилась, например, смесь М 400, необязательно использовать цемент этой же марки.

Ниже приведена таблица соотношений, которая поможет в расчетах:

Пропорции раствора бетона

Пропорции раствора бетона

Если разводить цемент М 400 четырьмя ведрами воды в пропорции 1:4, то получится смесь М 100, а для приготовления раствора М 100 из М 500 добавляют пять ведер, то есть 1:5.

Чтобы приготовить бетон марки М 300 и М 400, вес компонентов должен превышать массу воды наполовину.

Если требуется получить 1 куб бетона (это V куба, каждая из сторон которого равна 1 м), то соотношение должно быть таким: полкуба песка, 0,8 щебня и наполнитель. Количество последнего зависит от целей, для которых требуется бетон. Учтите, что чем меньше раствор содержит цемента, тем более подвижным он получится. Важно знать, что на один куб нельзя закладывать цемента свыше 350 кг (это 7 мешков), увеличение нормы может спровоцировать разрушение.

Цена за куб цемента разная, чем выше марка, тем больше стоимость.

Рекомендации по самостоятельной заливке

Для изготовления бетона используют бетономешалку, ящик из дерева, железную ванну или древесный настил. Важно следить за тем, чтобы в раствор не попал мусор и другие примеси. Для начала насыпают сухие составляющие – песок, щебень, цемент, тщательно их размешивают, чтобы получился однородный состав. Затем медленно добавляют воду, при этом помешивая до равномерного увлажнения. И только после этого приступают к заливке.

Готовая смесь бетонаГотовая смесь бетона

Фото: приготовленный раствор

Имейте в виду, что цемент хранится недолго, с течением времени под действием влаги его марка снижается. После первого месяца теряется около 10 % прочности, через 3 – 20 %, за полгода этот показатель достигает 30-40 %.

Для заливки фундамента самой популярной единицей измерения становится ведро, поэтому мало кто с точностью соблюдает правильность пропорций. Не рекомендуется размешивать состав лопатой, так как бетон получится неоднородным. Таким образом, могут возникнуть потери и в итоге выйдет марка М 100. Но и этого хватит для строительства небольшого дома или беседки.

Даже если вы сильно отклонились от стандартов заливки фундамента, он все равно будет отличаться прочностью и выдержит большие нагрузки, поэтому подойдет для строительства дома. Но, по официальным нормативам, следует брать цемент М 300 или М 400, чтобы получить марку 200 и более.

Заливайте фундамент при теплой погоде, отрицательная температура провоцирует возникновение некоторых трудностей. Например, придется разогревать воду и сам состав, так как они могут замерзнуть еще до начала затвердевания. А когда пойдет застывание, без подогрева бетон станет замерзать из-за содержащейся в нем воды, а образовавшиеся кристаллы льда начнут разрушать фундамент изнутри.

Самостоятельное приготовление бетона

Самостоятельное приготовление бетона

Если соблюдать пропорции и готовить состав по стандартам, даже в домашних условиях раствор получится однородным и максимально приближенным к правильному варианту, поэтому не переживайте насчет его прочности.

Теперь вы знаете, какое соотношение компонентов необходимо, чтобы приготовить 1 куб бетона. Главное – точно рассчитать пропорции и стараться соблюдать технологию. Бетон – несложный в приготовлении состав, поэтому  полученные знания помогут даже начинающему строителю без проблем возвести фундамент для дома или беседки.

Пропорции цемента и песка для фундамента: выбор правильного соотношения

Бетон — основной строительный материал, который применяется практически во всех отраслях строительства, а также при производстве железобетонных изделий и монолитно-каркасных конструкций. При проектировании и строительстве зданий, независимо от их размеров, площади и назначения, именно на фундамент ложится ключевая нагрузка. Он должен выдерживать не только массу всех стен и перекрытий, но и давление со стороны почвы. Все существующие виды фундаментов производятся из бетонного раствора, в котором, в свою очередь, ключевой составляющей как раз и является соотношение цемента и песка с щебнем, о чем мы и поговорим в данной статье.

Итак, бетон – твердый строительный материал, который образуется за счет затвердения смеси цемента, песка, гравия, воды и ряда других ингредиентов. Состав бетонной смеси зависит от типа фундамента и особенностей почвы, где будет заливаться основание дома. Таким образом, песок и гравий – это наполнители бетона, а цемент связывает все в единое целое.

Учитывая, что цемент заполняет пустоты между гравием и песком, тем больше фракция щебня, тем большим станет расход цемента.

Особенности бетонного раствора

таблица пропорции песка и цемента м400

Если учитывать особенности приготовления раствора бетона, в некоторых случаях будет целесообразно использование сразу нескольких типов щебневой фракции, чтобы снизить расход связывающего вещества. Бетон производится в промышленных масштабах, в бетономешалках его доставят на любую строительную площадку, но стоит такое удовольствие недешево. Однако, если проводится заливка большого по площади и глубине погружения монолитного фундамента, то тут уж выбирать не приходится.

Если же готовится основание под небольшое здание, например, одноэтажный дом, то можно обойтись и собственными силами и просто взять в аренду бетономешалку.

Технология изготовления бетонной смеси своими руками не сложна. Нужно лишь четко придерживаться пропорций всех ингредиентов и знать особенности раствора для каждого конкретного типа фундамента. Итак, ключевые составляющие бетона и их роль в растворе:

  • Щебень. Наполнитель бетона, производится различной фракции и отвечает за объем готовой конструкции. Чем больше фракция, тем больше останется свободных пустот между частицами и, соответственно, выше будет расход цемента и песка. В большинстве случаев именно мелкая фракция используется при заливке фундаментов.
  • Песок. Также наполнитель будущего бетона, но, учитывая малую фракцию и диаметр частиц, такой раствор больше используется для выравнивания полов, оштукатуривания внешних поверхностей стен и фундаментов.
  • Цемент. Ключевое вяжущее минеральное вещество, от которого зависит ряд технологичных и эксплуатационных характеристик будущего основания. К ним относится морозостойкость, прочность, надежность, стойкость к воздействию грунтовых вод и агрессивных сред. Чем больше будет таких характеристик указано производителем, тем цемент будет дороже.
  • Вода. Растворитель, который создает плотную суспензию, облегчает попадание цемента в поры наполнителя.
  • Минеральные добавки. В некоторых цементах они присутствуют изначально, но для оснований, которые строятся в условиях вечной мерзлоты, для увеличения морозостойкости, используются соли железа, никеля и цинка, а также ряд полимеров, которые смешиваются с готовым раствором.
Минеральные добавкиМинеральные добавки.

Как очистить наполнители от примесей

Если в роли наполнителя используется песок, тогда важную роль играет место его происхождения. Речной песок уже отполирован водой, он практически не содержит примесей и имеет небольшую фракцию. А вот карьерный песок содержит множество примесей, от которых его нужно очистить. Также нужно устранить глинистые примеси – они прекрасно убирают воду и ухудшают качество бетона.

Щебень, независимо от фракции, нужно промыть под давлением, чтобы очистить его от лишней грязи и глины. Землю использовать в бетоне запрещено.

Также хорошим наполнителем считается отсев, который имеет большую фракцию чем песок, но, при этом, отличается отличными адсорбционными свойствами. Поэтому вместо щебня можно использовать отсев в соотношении 1:2 по отношению к песку.

Оптимальные пропорции бетона для фундамента

Чтобы приготовить бетон, нужно брать песок с фракцией в пределах 1,2-3,5 мм. Мельче не покупать. Сразу на строительной площадке его следует просеять и проверить на наличие растворимых солей и органических примесей методом отстаивания в воде на сутки. Если вода мутная, то песок для фундамента не подходит. Также из песка нужно удалить большие комки глины.

Вместо дорогого гравия можно покупать карьерный щебень, но ни в коем случае не речной – он имеет гладкую поверхность с плохой адсорбцией. Фракцию выбирать в пределах 1-8 см, больше не стоит, иначе тяжело будет делать гидро- и теплоизоляцию внешней поверхности основания.

Для строительства монолитного фундамента подходит портландцемент М400 (один из самых дешевых и популярных).

пропорции бетона для фундамента из цемента м400 и м 500Пропорции бетона для фундамента из цемента М400 и М500.

Бетон готовится в приблизительных пропорциях 1 часть цемента на 3 части песка и 5 частей гравия. Количество воды подбирается под желаемую марку бетона, только стоит помнить, что она практически всегда в два раза меньше марки цемента.

Для приготовления бетонной смеси марки М-350 (В-25) можно самостоятельно смешать в соотношении 1 ведро цемента М-500, 2 ведра песка, 4 ведра гравия или щебня и все это залить водой, причем использовать максимум полведра.

Производство бетона самостоятельно

Как правило, на участке, где ведется строительство, всегда есть в достаточном количестве песок и щебень малой фракции. Ведь эти материалы используются для подсыпки, укладки труб и даже прокладки дорожек. Поэтому в большинстве случаев будет достаточно лишь докупить портландцемент, чтобы приготовить бетонный раствор для монолитного фундамента под небольшой по размерам и массе частный деревянный или кирпичный дом.

Для производства бетонного раствора своими руками, понадобится бетономешалка, электрическая или механическая, или обычное глубокое корыто. В емкость нужно засыпать все ингредиенты в необходимом соотношении, залить водой и равномерно перемешать вручную или подключенным к дрели миксером. После того как раствор достигнет желаемой консистенции (густой сметаны), осуществляется заливка. Готовый раствор должен быть использован строго до двух часов после приготовления.

Если в раствор добавляется мокрый песок или снаружи стоит мокрая и влажная погода, тогда воды на приготовление необходимо затратить существенно меньше. Раствор должен получиться средней вязкости, не слишком густой и не жидкий. Цемент нужно покупать непосредственно перед началом работ. Работы по монтажу основания дома нужно делать только в теплую сухую погоду.

состав, сколько нужно цемента, песка и щебня на 1 куб раствора

Главной частью любого здания или сооружения является фундамент. Ведь каждому хочется, чтобы его строение, будь то дом или гараж, послужило как можно дольше, справляясь с поставленными задачами. Потому основной задачей становится устройство крепкого и качественного фундамента. Характеристики этого узла заключаются не только в точном расчёте, грамотной закладке, но и в качественном бетоне. Если бетон делается собственноручно, то нужно знать, в какой пропорции смешивать компоненты, сильно влияющие на финальный результат.

Особенности

Не совсем правильно называть бетон – жидкостью. Бетон – это камень, состоящий из компонентов. Официальное название – бетонный раствор. Если говорить более открыто о цементе, то он является вяжущим веществом, скрепляющим все составные компоненты, которые становятся единым целым после отстаивания. Основное свойство бетона – высокий показатель гигроскопичности. Из-за этого его необходимо поставлять незадолго до изготовления раствора.

Компоненты

В состав бетона входят несколько компонентов.

  1. Цемент. Является основой для раствора.
  2. Вода. Является необходимым реагентом.
  3. Песок. Загуститель, который делает раствор именно тягучим. От его количества зависит и плотность раствора.
  4. Заполнитель. Тут может быть как мелкозернистый гравий, так и кирпичная крошка. Встречаются варианты и с более крупными заполнителями. Это влияет на крепость бетона и его несущие свойства (марка).

Песчаная смесь М 500, изготовленная по ПГС, во время замеса должна тщательно перемешиваться, чтобы консистенция была густой. Замесить правильно поможет специальная таблица.

Виды

Различают следующие виды цемента в зависимости от состава.

  1. Портландцемент (ординарный). Предназначается для использования в обычных условиях. Прекрасно переносит воздействия как влаги, так и низких температур. В основном применяется для строительства фундаментов в обычных зданиях, чаще всего – в индивидуальных жилых домах.
  2. Шлакопортландцемент. Гораздо большая влагостойкость, нежели у предыдущего. Это же относится и к прочности. Гораздо медленнее затвердевает, нежели обычный. Основная сфера применения – районы с повышенной влажностью, с обычным климатом и очень редкими морозами.
  3. Пуццолановый портландцемент. Самый устойчивый цемент к влаге, но обладает обычной прочностью. Предназначен для заливки конструкций, которые не предназначены к большим нагрузкам. Зачастую – это подводные сооружения.
  4. Особый класс цементов – быстротвердеющий. Это связано со специальными химическими компонентами, которые позволяют этому раствору затвердевать в два раза быстрее обычного – за 14 дней. Климатические условия для этого раствора не принципиальны.

В качестве воды подойдет практически любая, в том числе и из-под крана, главное, чтобы она была небогата солями. Вступая в химическую реакцию с водой, сухой цемент преобразуется в сам раствор.

Песок не должен включать в себя примеси глины или иные, допустимое же значение до 5%. Зернистость песка должна быть в районе 1,2 – 2,5 мм каждого зерна, более мелкий для будущего бетона не подойдет.

Лучшим песком для фундамента считается речной песок, но промытый и просеянный. Это связано с его постоянным промыванием пресной водой, что положительно сказывается на глиняном и солевом составе. Заполнителем же для ручного изготовления бетона зачастую выбирают щебень, фракция зерна которого в пределах 15 – 20 мм.

Но важно помнить, что размеры зерен должны быть в общей массе примерно одинаковы, без явного перевеса крупного щебня над мелким. Это необходимо для снижения количества пустот внутри бетона, что позволяет сократить расход цемента. Он также не должен содержать глиняные примеси, мусор.

Маркировка бетона

Марка бетона обозначается буквой «М» и цифровым значением, которое обозначает прочность бетона на сжатие, в кг/см2. Эта плотность при достижении схватывания бетона, которое согласно СНиПу составляет 28 дней. Это не относится к быстросхватывающим цементам и бетонам. Ошибочно полагать, что бетон не бывает марки ниже М100, применяется бетон М50 для заливки мелких конструкций, зачастую с мелкозернистым гравием.

Линейка бетонов начинается от М15 и заканчивается М1000. До М200 бетон используется в основном на ненесущих конструкциях, вспомогательных или декоративных. Для фундаментов обычно используют М200 или М300, для высотного строительства – М350.

Минимальная же марка цемента является М100. Максимальная марка цемента – М500, а вот бетона М1000. Бетон такой марки является сверхтяжелым, его практически не применяют ввиду его высокой цены и специфических условий.

Одно из самых крупных применений – тушение пожара четвертого реактора на ЧАЭС в 1986 году. Заполнителем являлись свинцовые чушки, которые сбрасывались отдельно от бетона. А также из бетона данной марки делались бомбоубежища, где толщина стены доходила до 5-7 метров.

С момента ликвидации аварии на ЧАЭС использовался в России и СНГ всего однажды – при строительстве космодрома «Восточный».

Как рассчитать?

От грамотно подобранных компонентов, а также от их пропорций зависит то, насколько надежной и долговечной получится в итоге конструкция, будь то фундамент или стена. Если брать расчётное соотношение, которое используется на заводе, то может получиться не совсем качественная смесь ввиду того, что компоненты там используются своеобразные и проверенные временем. На заводе формула такова: цемент (1), песок (2), щебень или иной заполнитель (4), вода (0,5).

При строительстве же с ручным изготовлением бетона лучше следовать той же технологии, но с небольшими корректировками. Для получения М100: цемент (1), песок (4), щебень или иной заполнитель (6), вода (0,5).

Но для более понятного понимания вопроса приводим в пример расчёты на один куб: цемент 205 кг, песок 770 кг, щебенка 1200 кг, вода – 180 л. Но зачастую под рукой нет весов, тем более таких, что могут рассчитать крупные веса, потому проще всего пользоваться подручными средствами, например, ведром. Потребуется ведро объемом 10 л, желательно с оцинковкой. Лучшим вариантом для фундамента будет бетон марки М250. Его пропорции составляют: цемент (1 ведро), песок (2 ведра), щебенка (3,5 ведра), вода (полведра).

Рецепты

Малоэтажные строения и сооружения (до трёх этажей) требуют хорошего фундамента. Разумеется, он зависит как от территориального расположения, так и от предстоящей конструктивной нагрузки. Поскольку фундаменты с заливкой бетона являются ленточными, можно полагать тот факт, что применяться это будет в средней полосе не в сейсмоопасных районах, так как применение таких фундаментов запрещено в таких районах.

В случае когда давление на сантиметр подошвы ростверка более 400 кг, то подбирается марка бетона не менее М350 с пропорциями цемент (1), песок (1), щебенка (2,5), вода (0,5).

Если неизвестны параметры будущей нагрузки, и заказчик также не имеет об этом понятия, лучше перестраховаться и сделать более тяжелый бетон М450 с пропорциями: цемент (1), песок (1), щебень или другая засыпка (2), вода (0,5). Такие фундаменты гораздо дороже своих менее крепких аналогов как минимум в три-четыре раза, если судить по М200, поэтому стоит проводить еще и экономический расчёт и целесообразность заливки более тяжелыми бетонами.

Но в случае если аы собираетесь использовать М100, то следует отказаться от этой затеи, если это, конечно, не дачная веранда или маленькое сооружение.

Изготовлению бетона своими руками

Основной инструмент для приготовления бетона – бетономешалка, а также лопата и ведро. А также необходимо несколько ведер и тачка (носилки). Но если бетономешалка отсутствует, то можно приготовить раствор при использовании подручных средств. Для этого понадобится какой-то деревянный ящик, пластмассовая ванночка, хотя подойдет и металлическая. Помимо этого, две лопаты, пара ведер. Разумеется, желательно взять тачку. К остальным инструментам можно отнести трамбовку, уровень, рулетку и метр, а также не стоит забывать о правилах.

Отложить только для цемента ведро и лопату, на них не должна попадать влага. Хотя можно использовать и обычный малярный нож, делая надрез на мешке и высыпая цемент непосредственно в тару. Для песка и щебня также отложим комплект лопат и ведер, которые не должны контактировать с цементом. После подготовки можно начать изготовление цемента, аккуратно вымеряя ведрами необходимое количество.

После получения цементного раствора надо добавить щебенку и песок, после чего тщательно перемешать до появления однородного слоя. Перемешивать проще всего, делая подкоп под раствором и вертикальными движениями после сверху как бы «делить» раствор.

Это позволяет размесить практически все составляющие, поднимая со дна то, что плохо вступает в реакцию. После чего сделать «пирамидку» произвольных углов, формы и сделать в центре углубление в половину толщины сухой смеси. После этого добавить необходимое количество воды и начать перемешивать абсолютно таким же способом, что и сухой раствор. После полного замешивания и растворения воды повторить процедуру с «пирамидкой». И так до тех пор, пока весь раствор не пропитается водой и не станет бетоном. Срок жизни такого бетона составляет около двух часов, потому сразу после приготовления с ним необходимо работать.

Советы

Для правильного замешивания можно воспользоваться советами профессионалов.

  1. Если раствор получается слишком густым, то его можно разбавить небольшим количеством воды, чтобы структура смеси была однородной. Не стоит усердствовать с быстрым перемешиванием, достаточно обычного размешивания.
  2. При работе во влажную погоду или в дождь, а также в случаях, когда песок мокрый, пропорции воды необходимо уменьшить.
  3. Первичное схватывание бетона происходит через 12 часов. Первичное отвердевание через 7 суток с момента заливки. Спустя 14 дней, бетон набирает две трети своей крепости, а уже спустя 28 суток он готов к дальнейшей работе или эксплуатации. Это относится к благоприятным погодным условиям, которые не влияют на бетон конструктивно.
  4. Бетонные работы не в помещении производятся только в сезон, то есть при плюсовой температуре, так как тогда происходит адекватная химическая реакция без запозданий и именно такая, которая требуется. Если бетон замешивать и заливать в мороз, то внутри образуются частички льда, что очень плохо, ведь они забирают львиную долю крепости бетона, разрушая его за счёт полостей, а ремонт и восстановление фундамента – это очень дорогостоящее мероприятие.

Конечно, с развитием технологий появились специальные присадки к раствору, которые позволяют эксплуатировать этот самый раствор, делая из него конструкции, которые пригодны практически для любых районов. Помимо морозостойкости, можно добавить свойства дополнительной влагостойкости и водопроницаемости. Это положительно влияет на свойства будущей конструкции, позволяя возводить дома там, где до этого использовался только тяжелый и дорогой бетон.

О том, как правильно замешать бетон, смотрите в следующем видео.

Рассчитываем пропорции компонентов бетона для заливки фундамента

Расчет пропорции бетона для фундамента проводится с учетом технических параметров составных частей. Технология приготовления бетонной смеси зависит от ее предназначения, объема, количества и физического состояния компонентов.  Может быть приготовлена вручную или с использованием специализированной техники и бетоносмесительного оборудования.

Компоненты раствора

заливка цементаЦемент – это порошкообразное вяжущее вещество, способное твердеть в воде и на открытом воздухе.  В совокупности с крупным и мелким заполнителем обеспечивает прочность и надежность возводимой конструкции.

Получают цемент в результате измельчения смеси клинкера, гипса и специальных добавок в заданных пропорциях.  В свою очередь, клинкер – это продукт от обжига известняка с глиной и другими составляющими, от которых зависят свойства и наименование цемента. Зависимо от исходного сырья различают следующие виды гидравлического вяжущего:

  • портландцемент:
  • шлакопортландцемент;
  • пуццолановый;
  • известковый;
  • тампонажный;
  • сульфатостойкий и другие.

При формировании цементно-песчаной смеси (ЦПС) с целью получения бетона заданной прочности нужно учитывать марку портландцемента по прочности. В следующей таблице приведены прочностные показатели материала по старой и новой системе:

КлассМаркаПрочность
МПакг/см3
В 22,5М30022,5300
В 32,5М40032,5400
В 42,5М50042,5500
В 52,5М60052,5600

Кроме того, при выборе материала для приготовления бетона с нужными характеристиками учитываются и другие свойства цемента:

  • Тонкость помола напрямую влияет на прочностные показатели бетонной смеси, особенно в начале затвердевания.
  • Плотность отражается на величине водоцементного отношения, а значит на расход воды. Чтобы его снизить, при этом получить хорошую удобоукладываемость смеси, используют пластифицирующие добавки.
  • Морозостойкость особенно важна при строительстве зимой или в районах с круглогодичными низкими температурами наружного воздуха.
  • Трещиностойкость. На этот показатель влияет такое понятие, как равномерность расширения объема при твердении.

В зависимости от того, из каких компонентов изготовлен цемент, вышеперечисленные качества варьируются в довольно широких пределах.

Бетонная смесь, в которую, кроме цемента, входит песок, а также щебень или гравий, формируется в зависимости от предназначения состава. Какие пропорции цемента, песка и щебня должны содержаться в нем определяют в соответствии рекомендациями ГОСТ 27006 — 86 (1989) «Бетоны. Правила подбора составов» и ГОСТ 7473 — 94 «Смеси бетонные. Технические условия».

Для бетонной смеси используется песок с размером зерна 1,2-3,5 мм. При выборе этого компонента обращают внимание на чистоту материала. Чтобы приготовленная цементно-песчаная смесь была высокого качества, присутствие в песке ила и глиняных частиц не должно превышать 5 %.

Проверить соответствие песка для использования можно с помощью воды. Для этого в емкость нужно насыпать небольшое количество исследуемого компонента, добавить воды и взболтать состав. Если жидкость мутная и содержит взвешенные частицы глины, то песок не пригоден для приготовления бетона.

В состав бетонной смеси, используемой при заливке фундамента, входит щебень или гравий средней фракции. Использование зерен крупного размера приведет к потере прочности основания для строительства здания.

Изготовление бетона высокого качества возможно при использовании теплой и чистой воды, без второстепенных примесей (масел, красок).

При приготовлении цементно-песчаной смеси нужно учитывать, что не бывает абсолютно чистых компонентов. На практике бывает сложно точно провести расчет пропорции песка, цемента для фундамента, особенно при заливке основы для индивидуального строительства.

Дополнительно нужно учесть тот фактор, что со временем цемент для фундамента теряет часть своих свойств. За полгода хранения материал понижает на треть связующие качества. Соответственно, понижается марка, характеризующая предел прочности на сжатие.

Классификация бетона

Исходя из предназначения конструкционного материала и его удельного веса, различают такие типы бетонов:

  • особо тяжелый;
  • тяжелый;
  • легкий;
  • особо легкий.

Состав с высшим показателем плотности применяют в строительстве атомных и электростанций, с удельным весом в пределах 500-1800 кг/м³ — для изготовления панелей, стеновых блоков. Особо легкий (менее 500 кг/м³) предназначен для теплоизоляции фасадов домов.

Тяжелый бетон (1800-2500 кг/м³) используется для изготовления сборных, монолитных железобетонных конструкций и фундаментов. Специальные примеси, которые добавляются для улучшения его технических характеристик, повышают прочность, устойчивость к перегреву, перепадам температуры, коррозии арматуры, воздействию влаги.

Основной показатель по прочности отражает марка или класс бетона.

Приготовление смеси

Бетон применяют практически во всех областях строительства, при выполнении ремонтно-строительных или реставрационных работ.

Приготовить смесь для фундамента можно собственноручно, соединив составляющие компоненты в бетономешалке, ванне, коробе. При изготовлении искусственного материала важно соблюдать технологию и пропорции бетона на фундамент.

Промышленное производство отличается от кустарного большими объемами, поэтому предусматривает использование специального технического оборудования. Механическое приготовление бетонной смеси для фундамента специализированными предприятиями позволяет улучшать свойства и качество за счет добавок.

При формировании основы под строительство дома можно воспользоваться услугами компании, которая может приготовить бетонную смесь с помощью специальной техники по пути к заказчику.

Чтобы изготовить состав для фундамента своими руками, нужно правильно определить количественный состав компонентов. Для получения бетона марки 300 или 400 песок и цемент берут в пропорциях 3:1, т. е. на 10 кг цемента нужно взять 30 кг песка, гравия (щебня) — 40-50 кг.

В данном примере цемент, песок, щебень весят 80-90 кг, поэтому для соединения компонентов потребуется 40-45 л воды. Замешивать смесь можно при помощи мобильной бетономешалки, совковой лопаты или строительного миксера.

Приготовление бетона из цементно-гравийной смеси требует соблюдения технологии. Если раствор получился плотный, то его нужно разбавить водой до такой консистенции, чтобы его можно было мешать лопатой без особых усилий. На количество воды влияет влажность заполнителей, поэтому не стоит добавлять всю сразу. Лучше это делать порциями при постоянном перемешивании.

Для бетонирования лучше выбирать теплое время года. При пониженной температуре для улучшения качества бетона нужно подогревать воду, иначе он может потерять прочность. А также использовать противоморозные добавки.

Типы фундаментов

Основание для строительства зданий формируется с учетом нагрузки, видов грунта, конструкции. В зависимости от типа фундамента и его объема выполняется расчет потребности в материалах.

  1. Ленточное основание представляет собой замкнутый контур из армированного бетона, устраиваемый под несущие и внутренние стены здания. Как сделать раствор для фундамента ленточного типа? Для расчета потребности в материалах следует определить объем каждого участка и сложить их.  Заливать смесь нужно непрерывно, с послойным уплотнением и соблюдением защитного слоя арматуры.
  2. Столбчатый тип основания используется для конструкций легкого типа, размещающихся на плотных грунтах. На практике часто применяется сочетание обоих типов фундамента.
  3. Плитный тип фундамента практикуют на слабых, пучинистых грунтах. Изготавливается из армированного бетона. Заливку следует производить за один подход, чтобы не допустить расслоения готовой конструкции. Бетонная смесь распределяется равномерно с обязательным уплотнением вибраторами или штыкованием.
  4. Фундаменты свайно-набивные. Объем бетона рассчитывается по геометрической формуле: площадь сечения скважины надо умножить на глубину заложения сваи и на количество стержней.

Бетонная смесь после заливки в любой тип основания требует увлажнения, иначе конструкция может дать трещины из-за быстрого высыхания верхнего слоя. Первую неделю нужно регулярно поливать водой и укрывать пленкой или брезентом.

Бетон для фундамента своими руками

Можно использовать материалы по отдельности или готовую песчано-гравийную смесь (пропорции в ведрах: 1 объем цемента на 5 объемов смеси).

Компоненты на 1м3 бетона нужно смешивать в соотношении:

  • цемент — 300-350 кг;
  • щебень — 1200 кг;
  • песок — 600-700 кг;
  • воду — 150-180 л.

Расчет количества цемента и песка, щебня и воды должен учитывать свойства материалов, их качественный состав, величину прочности, наличие посторонних примесей (в песке могут находиться глинистые частицы).

Чтобы правильно сделать цементный раствор для заливки основания в бетономешалку засыпают сухие компоненты, перемешивают в течении 2-3 минут.  Затем, не прекращая мешать, порциями заливают воду. Необходимые добавки сначала лучше растворить в воде. Процесс перемешивания не должен быть долгим, достаточно 5 минут.

Способы расчета материалов

В рецепт бетона для фундамента входят такие компоненты: цемент, песок, гравий или щебень в качестве заполнителей, вода. Каждый компонент отвечает за качество. Чтобы конечный результат отвечал нормативным требованиям, нужно правильно выполнить расчет и определить необходимое количество составляющих, соблюдая пропорции.

Расчет компонентов и приготовление бетона для фундамента в ведрах актуально для небольших объемов строительных работ, где требуется 1-4 м3 раствора. Основой для такого расчета обычно служит объемная величина цемента.

Каким должно быть соотношение песка и цемента для заливки фундамента

Каждый компонент бетонной смеси отличается объемным весом, поэтому на практике используют такие пропорции: на 2 ведра цемента берут 5 ведер — песка и 9 — щебня или гравия.

Предварительный расчет ингредиентов можно провести с помощью онлайн-калькулятора в литрах или килограммах. Расчет ЧС проводится с учетом требований к бетону и характеристик основных материалов.

Например, для получения 1 м³ бетона марки М200 при наличии бетономешалки на 180 л, цемента М400, песка и щебня потребуется:

  • воды — 215 л;
  • цемента — 233 л;
  • щебня — 818 л;
  • песка — 389 л.

При заданных условиях калькулятор рассчитает потребность в материалах для 1 замеса и количество загрузок.

Когда нужна корректировка расхода сырьевых материалов с учетом условий эксплуатации возводимой конструкции, типа смеси, использования пластификатора, величины коэффициента раздвижки частиц бетона, необходимо пользоваться поправочной таблицей.

Как развести цемент для фундамента: рекомендации

Смешивание песка с цементом

Смешивание песка с цементом

Бетон – самый популярный материал, используемый в современном строительном деле. Он состоит из нескольких компонентов: вяжущего, воды и наполнителя (песок, щебень). Вяжущим компонентом и является цемент. От его качества зависит марка бетона.

Для начала ознакомимся с несколькими общими правилами, как разводить цемент для фундамента и как правильно использовать материалы:

  • для получения высокой марки бетона, необходимо не только выбирать высокую марку цемента, но и увеличивать его потребление, расход
  • без инструментов: емкостей, лопаты, бетономешалки (если большие объемы) – не обойтись
  • добавлять воду в готовый сухой замес нужно постепенно. Как правило, на практике вливают меньший объем жидкости, чем рассчитывали
  • если замес осуществляется в жаркую и сухую погоду – в растворы вводят специальные добавки – глины, извести. Каменные стеновые материалы, блоки и панели, соприкасающиеся с раствором, смачивают водой
  • вода должна быть чистой. Если она не берется их источника питьевого водоснабжения, требуется проверка на выявление примесей
  • покупаемые материалы должны иметь паспорт с результатами лабораторных испытаний, проводимых предприятием
  • нельзя дополнительно вливать воду или другие компоненты в уже схватившийся раствор
  • при температуре +18 — +22 °С бетон застынет и обретет все свои прочностные свойства в течение 28 суток
  • снимать опалубку можно лишь при наборе конструкции 70% прочностных характеристик. Минимальный срок – через 1 неделю (летом при температурном показателе среды 20 °С)

к оглавлению ↑

Выбор цемента и пропорции

Пропорциональные отношения для бетонного раствора зависят от типа будущей постройки. Насколько прочной она должна быть, насколько износоустойчивой и огнеустойчивой?

Определившись с типом постройки и подобрав к ней необходимую марку бетона, нужно выбрать марку цемента.

Требуемая марка бетона (по проекту)Марки цемента,
в естественных условиях твердения
рекомендуемые/допустимые
М100300
М150300/400
М200400/300, 500
М250400/300, 500
М300400/ 500
М350400/ 500
М400500/ 550, 600
М450550/ 500, 600
М500600/ 550, 600
М600600/ 550

По таблице видна закономерность, что для получения бетонов М150, М200, М250, необходимо вяжущее с показателем, превышающим данные в 2 раза (для 150 – 300, для 200 – 400).

Самые распространенные марки вяжущего для строительства – М400 и М500.

Если замес осуществляется вручную, основными пропорциями приготовления для каждой из марок бетона являются:

при выборе марки цемента М400 —

  • для М100 (или класса бетона В7,5) – на 1 кг сухого цемента приходятся 4,5 кг части песка и, примерно, 7 кг щебенки
  • для М200 (В15) – на один килограмм вяжущего – 2,7 кг песка и 4,7 кг щебня
  • для класса В22,5 (М300) – к 1 кг — 1,9 (части песка) и 3,7 (щебенки)
  • для М400 (В30) – к 1 кг вяжущего приходится чуть больше 1 кг песка и 2,5 кг заполнителя

при выборе марки М 500 —

  • М100 — 1:5,3:7,1
  • М200 — 1:3,2:4,9
  • М300 — 1:2,2:3,7
  • М400 — 1:1,4:2,8
Выбор марки цемента

Выбор марки цемента

Пример:

При данной марке цемента М500, мешок весит 235 кг. Получить необходимо марку бетона М300. Это значит 235 кг – 1. Песка требуется 1:2,2. 235 умножаем на 2,2, получаем 517 кг. Щебня необходимо 1:3,7 – при аналогичном подсчете получим 869,5 кг. Расход воды зависит от влажностного состояния песка, но примерная пропорция – 1: 0,5 (117.5 л).

Если нет таблиц:
Примерные соотношения всех сухих компонентов можно брать – 1:3:4. Это значит, что 1 – цемент, 3 – песок, 4 – щебень. Но все же, при строительстве несущих элементов, фундаментов стоит пользоваться расчетными коэффициентами.

В приготовлении более прочных бетонных марок, увеличивают цементный расход. Также уделяют внимание критериям песка. Рекомендуется брать в качестве заполнителя речной песок: в нем содержится меньше глины и прочих примесей. Но такие пески имеют худшее сцепление с раствором, так как поверхность речных песчинок гладкая. Овражный песок напротив, сцепляется с компонентами хорошо, но требует предварительной промывки.

к оглавлению ↑

Процесс приготовления раствора

  1. Расчет пропорций в килограммах или литрах
  2. Вымешиваются сухие компоненты. Принято насыпать их слоями:
Приготовление раствора

Порядок приготовления раствора

— ½ песка,

— после ½ щебня (просеянного)

— затем вся часть цемента

— досыпка щебня и песка.

При наличии бетономешалки эта сухая смесь перемешивается 10 минут. Вручную дольше.

  1. Постепенно вливается вода, небольшими частями. Раствор должен получиться вязким, но не слишком. Обычно берут соотношение 1: 0,5 (количество вяжущего/вода). Все это постоянно тщательно перемешивают. Вид готового раствора должен быть, как густая сметана.

Если на поверхности смеси можно нарисовать что-нибудь, и при этом рисунок не будет расплываться, а лишь слегка смягчится, раствор готов.

Важно! Замес нужно делать такого объема, чтобы он был использован в течение часа. Бетон со временем затвердевает, а при его перемещении на новое место теряет часть от будущей прочности.

Уплотнение бетонного раствора в опалубке должно осуществляться через каждые 10-15 см слоя. Как правило, завершающий слой утрамбовывается до выхода цементного «молочка» — мельчайших пузырьков воздуха на поверхности. Это предотвратит формирование трещин.

к оглавлению ↑

Какой цемент используют под фундаменты

Для таких важных построек как фундамент, в строительстве используется марка цемента выше М350. Самое важное – уделить внимание весу, дате производства и сроку годности цемента для фундамента.

Стоит помнить! Каждые полгода хранения стоят этому материалу четверти сцепляющей силы в растворе.

Материал должен хранится в сухом месте, лучше упаковывать его поверх заводской оболочки полихлорвиниловым мешком, чтобы не получить к началу строительства камень, вместо цемента.

    

Цементирование — PetroWiki

Цемент используется для удержания обсадной колонны на месте и предотвращения миграции жидкости между подземными формациями. Операции по цементированию можно разделить на две большие категории: первичное цементирование и восстановительное цементирование.

Первичное цементирование

Целью первичного цементирования является изоляция зон. Цементирование — это процесс смешивания суспензии из цемента, добавок к цементу и воды и закачки ее через обсадную колонну в критические точки в кольцевом пространстве вокруг обсадной колонны или в открытом стволе под обсадной колонной.Две основные функции процесса цементирования:

  • Для ограничения движения жидкости между пластами
  • Для крепления и поддержки обсадной колонны

Если это будет достигнуто эффективно, будут выполнены другие требования, предъявляемые в течение срока службы скважины, в том числе:

  • Экономический
  • Ответственность
  • Безопасность
  • Постановления правительства

Зональная изоляция

Зональная изоляция напрямую не связана с производством; однако эта необходимая задача должна выполняться эффективно, чтобы можно было проводить операции по добыче или стимуляции.Успех колодца зависит от этой основной операции. Помимо изоляции зон нефте-, газо- и водоотдачи, цемент также способствует

  • Защита корпуса от коррозии
  • Предотвращение выбросов за счет быстрого образования уплотнения
  • Защита обсадной колонны от ударных нагрузок при более глубоком бурении
  • Герметизация зон потери циркуляции или зоны поглощения

Восстановительное цементирование

Восстановительное цементирование обычно выполняется для устранения проблем, связанных с первичным цементированием.Наиболее успешный и экономичный подход к восстановительному цементированию — это избегать его путем тщательного планирования, проектирования и выполнения всех операций бурения, первичного цементирования и заканчивания. Необходимость восстановительного цементирования для восстановления работы скважины указывает на то, что первичное оперативное планирование и выполнение были неэффективными, что привело к дорогостоящим ремонтным работам. Операции восстановительного цементирования делятся на две большие категории:

Процедуры укладки цемента

В целом, для успешной укладки цемента и достижения поставленных целей необходимо выполнить пять шагов.

  1. Проанализировать параметры скважины; определить потребности скважины, а затем разработать методы размещения и жидкости для удовлетворения потребностей в течение срока службы скважины. Свойства жидкости, механика жидкости и химический состав влияют на конструкцию скважины.
  2. Рассчитайте состав жидкости (суспензии) и проведите лабораторные испытания жидкостей, разработанных на этапе Step 1 , чтобы убедиться, что они соответствуют потребностям.
  3. Используйте необходимое оборудование для реализации проекта в Step 1 ; рассчитать объем перекачиваемой жидкости (шлама); и смешивать, смешивать и закачивать жидкости в затрубное пространство.
  4. Наблюдать за лечением в реальном времени; сравните с Шаг 1 и при необходимости внесите изменения.
  5. Оцените результаты; сравните с проектом Шаг 1 и внесите необходимые изменения для будущих работ.

Параметры скважины

Наряду с опорой обсадной колонны в стволе скважины, цемент предназначен для изоляции зон, что означает, что он предотвращает сообщение каждой из зон проникновения и их флюидов с другими зонами. Чтобы сохранить изолированные зоны, очень важно учитывать ствол скважины и его свойства при проектировании цементных работ.

Глубина

Глубина скважины влияет на конструкцию цементного раствора, так как она влияет на следующие факторы:

Количество задействованных скважинных флюидов Объем скважинных флюидов Давления трения Гидростатические давления Температура

Глубина ствола скважины также определяет размер ствола и обсадной колонны. Очень глубокие скважины имеют свои собственные проблемы проектирования из-за:

  • Высокие температуры
  • Высокое давление
  • Коррозионные жидкости

Геометрия ствола скважины

Геометрия ствола скважины важна для определения количества цемента, необходимого для операции цементирования.Размеры отверстия можно измерить различными методами, в том числе:

  • Штангенциркуль
  • Штангенциркуль с электроприводом
  • Штангенциркуль

Геометрия открытого ствола может указывать на неблагоприятные (нежелательные) условия, такие как размывы. Геометрия ствола скважины и размеры обсадной колонны определяют кольцевой объем и необходимое количество жидкости.

Форма отверстия также определяет зазор между обсадной колонной и стволом скважины. Это кольцевое пространство влияет на эффективность вытеснения бурового раствора.Рекомендуется минимальное кольцевое пространство от 0,75 до 1,5 дюйма (диаметр отверстия на 2–3 дюйма больше диаметра обсадной колонны). Меньшие кольцевые зазоры ограничивают характеристики потока и, как правило, затрудняют вытеснение жидкости.

Другой аспект геометрии отверстия — угол отклонения. Угол отклонения влияет на истинную вертикальную глубину и температуру. Сильно наклоненные стволы скважины могут быть проблематичными, потому что обсадная колонна вряд ли будет центрирована в стволе скважины, и вытеснение жидкости становится затруднительным.

Проблемы, связанные с изменением геометрии, можно решить, добавив центраторы в обсадную колонну. Центраторы помогают центрировать обсадную колонну внутри отверстия, оставляя равное кольцевое пространство вокруг обсадной колонны.

Температура

Температура ствола скважины имеет решающее значение при проектировании цементных работ. Следует учитывать три основных температуры:

  • Забойная температура циркуляции (BHCT)
  • Статическая температура забоя (BHST)
  • Разница температур (разница температур между верхом и низом укладки цемента)

BHCT — это температура, которой будет подвергаться цемент, когда он циркулирует мимо нижней части обсадной колонны.BHCT контролирует время, необходимое для схватывания цемента (время загустевания). BHCT можно измерить с помощью датчиков температуры, циркулирующих с буровым раствором. Если фактическая температура в стволе скважины не может быть определена, BHCT можно оценить, используя температурные графики American Petroleum Inst. (API) RP10B.1 BHST учитывает неподвижное состояние, при котором жидкости не циркулируют и не охлаждают ствол скважины. BHST играет жизненно важную роль в развитии прочности затвердевшего цемента.

Разница температур становится существенным фактором, когда цемент размещается в большом интервале и есть значительная разница температур между верхним и нижним местоположениями цемента. Обычно из-за разных температур могут быть разработаны два разных цементных раствора, чтобы лучше приспособиться к разнице температур.

Температура циркуляции забоя влияет на следующее:

  • Время загустения пульпы
  • Реология
  • Потеря жидкости
  • Устойчивость (оседание)
  • Время схватывания

BHST влияет на увеличение прочности на сжатие и целостность цемента в течение всего срока службы скважины.Знание фактической температуры, с которой цемент столкнется во время укладки, позволяет операторам оптимизировать конструкцию раствора. Тенденция к завышению количества материалов, необходимых для поддержания цемента в жидком состоянии для перекачивания, и количества времени перекачки, необходимого для работы, часто приводит к ненужным затратам и проблемам с контролем скважины. Большинство цементных работ выполняются менее чем за 90 минут.

Для оптимизации затрат и эффективности вытеснения рекомендуются следующие рекомендации.

  • Спроектируйте работу на основе фактических циркуляционных температур в стволе скважины.
  • Дополнительный регистратор температуры в скважине может использоваться для измерения температуры циркуляции в скважине. Дополнительный регистратор — это записывающее устройство с памятью, которое может быть либо опущено на кабеле, либо опущено в бурильную трубу и измеряет температуру в скважине во время операции циркуляции перед цементированием. Затем запоминающее устройство извлекается из бурильной трубы и измеряется BHCT.Это позволяет точно определять скважинную температуру.
  • Если определение фактической температуры циркуляции в стволе скважины невозможно, используйте API RP10B для оценки BHCT. [1]
  • Не допускайте «затухания» фактических измеренных скважинных температур и не превышайте количество диспергаторов, замедлителей схватывания и т.д., рекомендованное для температуры ствола скважины. При определении количества замедлителя схватывания, необходимого для конкретного применения, учитывайте скорость, с которой будет нагреваться суспензия.

Давление пласта

При бурении скважины естественное состояние пластов нарушается. Ствол скважины создает нарушение там, где раньше существовали только пласты и их естественные силы. На этапах планирования цементных работ необходимо знать определенную информацию о формации:

Обычно эти факторы определяются во время бурения. Плотность буровых растворов при правильно сбалансированной операции бурения может быть хорошим показателем ограничений ствола скважины.

Для поддержания целостности ствола скважины гидростатическое давление, оказываемое цементом, буровым раствором и т. Д., Не должно превышать давление гидроразрыва самого слабого пласта. Давление разрыва — это верхнее безопасное ограничение давления в пласте до разрушения пласта (давление, необходимое для расширения трещин в пласте). Гидростатические давления флюидов в стволе скважины, наряду с давлениями трения, создаваемыми движением флюидов, не могут превышать давление гидроразрыва, иначе формация разрушится.Если формация разрушается, формация больше не контролируется и возникает потеря циркуляции. Для успешного первичного цементирования необходимо контролировать потерю циркуляции или потерю жидкости. Давление, испытываемое в стволе скважины, также влияет на рост прочности цемента.

Характеристики пласта

Состав формаций может вызвать проблемы совместимости. Сланцевые образования чувствительны к пресной воде и могут отслоиться, если не будут приняты специальные меры, такие как повышение солености воды.Следует принимать во внимание другие факторы образования и химического состава, такие как набухающие глины и жидкости с высоким pH. Некоторые формации могут также содержать такие элементы, как:

  • Текущие жидкости
  • Жидкости высокого давления
  • Агрессивные газы
  • Другие сложные функции, требующие особого внимания

Ссылки

  1. ↑ API RP 10B, Рекомендуемая практика для испытания цемента для скважин, 22-е издание. 1997. Вашингтон, округ Колумбия: API.

Интересные статьи в OnePetro

Интернет-мультимедиа

Стайлз, Дэвид.2012. Проблемы с оценкой цемента: что мы знаем и чего не знаем. https://webevents.spe.org/products/challenges-with-cement-evaluation-what-we-know-and-what-we-don’t

Внешние ссылки

См. Также

Проект размещения первичного цементирования

Время контакта при цементировании

Восстановительное цементирование

PEH: Цементирование

.

Функции и требования к ингредиентам цементобетона

Важность ингредиентов должна быть известна перед их использованием в цементном бетоне.

Цемент:

Цемент — вяжущий материал в цементобетоне. Этот бетон используется для различных инженерных работ, где прочность и долговечность имеют первостепенное значение.

Функции цемента

  1. Заполняет пустоты, существующие в мелком заполнителе, и делает бетон непроницаемым.
  2. Придает бетону прочность при схватывании и затвердевании.
  3. Он связывает заполнитель в твердую массу благодаря своим свойствам схватывания и твердения при смешивании с водой.

Требования: Хороший цемент должен удовлетворять всем требованиям согласно I.S. характеристики

Совокупный:

В цементном бетоне для обеспечения хорошего качества бетона используется заполнитель двух размерных групп:

· Размер частиц мелкого заполнителя (песка) менее 4.75 мм

· Крупный заполнитель — размер частиц более 4,75 мм

Мелкий заполнитель (песок)

Песок состоит из мелких угловатых или округлых зерен кремнезема. Песок обычно используется в качестве мелкого заполнителя в цементном бетоне. Для этого используются как натуральные, так и искусственные пески.

Функции песка:

1. Заполняет пустоты, существующие в крупном заполнителе.

2. Уменьшает усадку и растрескивание бетона.

3. Варьируя пропорции песка, можно экономично приготовить бетон любой необходимой прочности.

4. Помогает затвердеть цементу, пропуская воду через пустоты.

5. Для образования твердой массы силикатов, так как считается, что между кремнеземом песка и составляющими цемента происходит химическая реакция.

Требования:

1. Мелкий заполнитель должен состоять из крупных угловатых острых и твердых зерен.

2.На нем не должно быть глины и ила.

3. Не должно содержать органических веществ.

4. Не должно содержать гигроскопичных солей.

5. Он должен быть прочным, долговечным и химически инертным.

6. Размер песчинок должен проходить через сито IS 4,75 мм и полностью удерживаться на сите IS 75 мкм.

Крупный заполнитель

Функции:

· Крупный заполнитель образует твердую и твердую массу бетона с цементом и песком.

· Повышает прочность бетона на раздавливание.

· Удешевляет бетон, так как занимает большой объем.

Требования: Используемый крупный заполнитель может быть щебнем, гравием и битым кирпичом.

Щебень: Это отличный крупный заполнитель. Его получают путем дробления гранита, песчаника и мелкозернистого известняка.

Гранитная щебня широко используется в железобетонном производстве.

Хорошо обожженные битые кирпичи и обожженные кирпичи дробятся до подходящего размера и используются в качестве заполнителя. Перед употреблением его следует хорошо полить. Битый кирпич используется в качестве заполнителя для бетона фундаментов и полов.

Но обычно щебень используется только как крупнозернистый заполнитель.

Вода

Вода, используемая в бетоне, играет важную роль в перемешивании, укладке и уплотнении бетона. Прочность бетона напрямую зависит от количества и качества воды, используемой в смеси.

Функции:

1. Вода — это только тот ингредиент, который химически реагирует с цементом и, таким образом, происходит схватывание и затвердевание.

2. Вода действует как смазка для заполнителя и делает бетон работоспособным.

3. Облегчает нанесение цемента на мелкий заполнитель.

.

Цементирование — PetroWiki

Цемент используется для удержания обсадной колонны на месте и предотвращения миграции жидкости между подземными формациями. Операции по цементированию можно разделить на две большие категории: первичное цементирование и восстановительное цементирование.

Первичное цементирование

Целью первичного цементирования является изоляция зон. Цементирование — это процесс смешивания суспензии из цемента, добавок к цементу и воды и закачки ее через обсадную колонну в критические точки в кольцевом пространстве вокруг обсадной колонны или в открытом стволе под обсадной колонной.Две основные функции процесса цементирования:

  • Для ограничения движения жидкости между пластами
  • Для крепления и поддержки обсадной колонны

Если это будет достигнуто эффективно, будут выполнены другие требования, предъявляемые в течение срока службы скважины, в том числе:

  • Экономический
  • Ответственность
  • Безопасность
  • Постановления правительства

Зональная изоляция

Зональная изоляция напрямую не связана с производством; однако эта необходимая задача должна выполняться эффективно, чтобы можно было проводить операции по добыче или стимуляции.Успех колодца зависит от этой основной операции. Помимо изоляции зон нефте-, газо- и водоотдачи, цемент также способствует

  • Защита корпуса от коррозии
  • Предотвращение выбросов за счет быстрого образования уплотнения
  • Защита обсадной колонны от ударных нагрузок при более глубоком бурении
  • Герметизация зон потери циркуляции или зоны поглощения

Восстановительное цементирование

Восстановительное цементирование обычно выполняется для устранения проблем, связанных с первичным цементированием.Наиболее успешный и экономичный подход к восстановительному цементированию — это избегать его путем тщательного планирования, проектирования и выполнения всех операций бурения, первичного цементирования и заканчивания. Необходимость восстановительного цементирования для восстановления работы скважины указывает на то, что первичное оперативное планирование и выполнение были неэффективными, что привело к дорогостоящим ремонтным работам. Операции восстановительного цементирования делятся на две большие категории:

Процедуры укладки цемента

В целом, для успешной укладки цемента и достижения поставленных целей необходимо выполнить пять шагов.

  1. Проанализировать параметры скважины; определить потребности скважины, а затем разработать методы размещения и жидкости для удовлетворения потребностей в течение срока службы скважины. Свойства жидкости, механика жидкости и химический состав влияют на конструкцию скважины.
  2. Рассчитайте состав жидкости (суспензии) и проведите лабораторные испытания жидкостей, разработанных на этапе Step 1 , чтобы убедиться, что они соответствуют потребностям.
  3. Используйте необходимое оборудование для реализации проекта в Step 1 ; рассчитать объем перекачиваемой жидкости (шлама); и смешивать, смешивать и закачивать жидкости в затрубное пространство.
  4. Наблюдать за лечением в реальном времени; сравните с Шаг 1 и при необходимости внесите изменения.
  5. Оцените результаты; сравните с проектом Шаг 1 и внесите необходимые изменения для будущих работ.

Параметры скважины

Наряду с опорой обсадной колонны в стволе скважины, цемент предназначен для изоляции зон, что означает, что он предотвращает сообщение каждой из зон проникновения и их флюидов с другими зонами. Чтобы сохранить изолированные зоны, очень важно учитывать ствол скважины и его свойства при проектировании цементных работ.

Глубина

Глубина скважины влияет на конструкцию цементного раствора, так как она влияет на следующие факторы:

Количество задействованных скважинных флюидов Объем скважинных флюидов Давления трения Гидростатические давления Температура

Глубина ствола скважины также определяет размер ствола и обсадной колонны. Очень глубокие скважины имеют свои собственные проблемы проектирования из-за:

  • Высокие температуры
  • Высокое давление
  • Коррозионные жидкости

Геометрия ствола скважины

Геометрия ствола скважины важна для определения количества цемента, необходимого для операции цементирования.Размеры отверстия можно измерить различными методами, в том числе:

  • Штангенциркуль
  • Штангенциркуль с электроприводом
  • Штангенциркуль

Геометрия открытого ствола может указывать на неблагоприятные (нежелательные) условия, такие как размывы. Геометрия ствола скважины и размеры обсадной колонны определяют кольцевой объем и необходимое количество жидкости.

Форма отверстия также определяет зазор между обсадной колонной и стволом скважины. Это кольцевое пространство влияет на эффективность вытеснения бурового раствора.Рекомендуется минимальное кольцевое пространство от 0,75 до 1,5 дюйма (диаметр отверстия на 2–3 дюйма больше диаметра обсадной колонны). Меньшие кольцевые зазоры ограничивают характеристики потока и, как правило, затрудняют вытеснение жидкости.

Другой аспект геометрии отверстия — угол отклонения. Угол отклонения влияет на истинную вертикальную глубину и температуру. Сильно наклоненные стволы скважины могут быть проблематичными, потому что обсадная колонна вряд ли будет центрирована в стволе скважины, и вытеснение жидкости становится затруднительным.

Проблемы, связанные с изменением геометрии, можно решить, добавив центраторы в обсадную колонну. Центраторы помогают центрировать обсадную колонну внутри отверстия, оставляя равное кольцевое пространство вокруг обсадной колонны.

Температура

Температура ствола скважины имеет решающее значение при проектировании цементных работ. Следует учитывать три основных температуры:

  • Забойная температура циркуляции (BHCT)
  • Статическая температура забоя (BHST)
  • Разница температур (разница температур между верхом и низом укладки цемента)

BHCT — это температура, которой будет подвергаться цемент, когда он циркулирует мимо нижней части обсадной колонны.BHCT контролирует время, необходимое для схватывания цемента (время загустевания). BHCT можно измерить с помощью датчиков температуры, циркулирующих с буровым раствором. Если фактическая температура в стволе скважины не может быть определена, BHCT можно оценить, используя температурные графики American Petroleum Inst. (API) RP10B.1 BHST учитывает неподвижное состояние, при котором жидкости не циркулируют и не охлаждают ствол скважины. BHST играет жизненно важную роль в развитии прочности затвердевшего цемента.

Разница температур становится существенным фактором, когда цемент размещается в большом интервале и есть значительная разница температур между верхним и нижним местоположениями цемента. Обычно из-за разных температур могут быть разработаны два разных цементных раствора, чтобы лучше приспособиться к разнице температур.

Температура циркуляции забоя влияет на следующее:

  • Время загустения пульпы
  • Реология
  • Потеря жидкости
  • Устойчивость (оседание)
  • Время схватывания

BHST влияет на увеличение прочности на сжатие и целостность цемента в течение всего срока службы скважины.Знание фактической температуры, с которой цемент столкнется во время укладки, позволяет операторам оптимизировать конструкцию раствора. Тенденция к завышению количества материалов, необходимых для поддержания цемента в жидком состоянии для перекачивания, и количества времени перекачки, необходимого для работы, часто приводит к ненужным затратам и проблемам с контролем скважины. Большинство цементных работ выполняются менее чем за 90 минут.

Для оптимизации затрат и эффективности вытеснения рекомендуются следующие рекомендации.

  • Спроектируйте работу на основе фактических циркуляционных температур в стволе скважины.
  • Дополнительный регистратор температуры в скважине может использоваться для измерения температуры циркуляции в скважине. Дополнительный регистратор — это записывающее устройство с памятью, которое может быть либо опущено на кабеле, либо опущено в бурильную трубу и измеряет температуру в скважине во время операции циркуляции перед цементированием. Затем запоминающее устройство извлекается из бурильной трубы и измеряется BHCT.Это позволяет точно определять скважинную температуру.
  • Если определение фактической температуры циркуляции в стволе скважины невозможно, используйте API RP10B для оценки BHCT. [1]
  • Не допускайте «затухания» фактических измеренных скважинных температур и не превышайте количество диспергаторов, замедлителей схватывания и т.д., рекомендованное для температуры ствола скважины. При определении количества замедлителя схватывания, необходимого для конкретного применения, учитывайте скорость, с которой будет нагреваться суспензия.

Давление пласта

При бурении скважины естественное состояние пластов нарушается. Ствол скважины создает нарушение там, где раньше существовали только пласты и их естественные силы. На этапах планирования цементных работ необходимо знать определенную информацию о формации:

Обычно эти факторы определяются во время бурения. Плотность буровых растворов при правильно сбалансированной операции бурения может быть хорошим показателем ограничений ствола скважины.

Для поддержания целостности ствола скважины гидростатическое давление, оказываемое цементом, буровым раствором и т. Д., Не должно превышать давление гидроразрыва самого слабого пласта. Давление разрыва — это верхнее безопасное ограничение давления в пласте до разрушения пласта (давление, необходимое для расширения трещин в пласте). Гидростатические давления флюидов в стволе скважины, наряду с давлениями трения, создаваемыми движением флюидов, не могут превышать давление гидроразрыва, иначе формация разрушится.Если формация разрушается, формация больше не контролируется и возникает потеря циркуляции. Для успешного первичного цементирования необходимо контролировать потерю циркуляции или потерю жидкости. Давление, испытываемое в стволе скважины, также влияет на рост прочности цемента.

Характеристики пласта

Состав формаций может вызвать проблемы совместимости. Сланцевые образования чувствительны к пресной воде и могут отслоиться, если не будут приняты специальные меры, такие как повышение солености воды.Следует принимать во внимание другие факторы образования и химического состава, такие как набухающие глины и жидкости с высоким pH. Некоторые формации могут также содержать такие элементы, как:

  • Текущие жидкости
  • Жидкости высокого давления
  • Агрессивные газы
  • Другие сложные функции, требующие особого внимания

Ссылки

  1. ↑ API RP 10B, Рекомендуемая практика для испытания цемента для скважин, 22-е издание. 1997. Вашингтон, округ Колумбия: API.

Интересные статьи в OnePetro

Интернет-мультимедиа

Стайлз, Дэвид.2012. Проблемы с оценкой цемента: что мы знаем и чего не знаем. https://webevents.spe.org/products/challenges-with-cement-evaluation-what-we-know-and-what-we-don’t

Внешние ссылки

См. Также

Проект размещения первичного цементирования

Время контакта при цементировании

Восстановительное цементирование

PEH: Цементирование

.

Лучший способ удалить Thinset с цементного фундамента

В дополнение к ремонту , полностью выпотрошившему и начинающему заново на нашей кухне, мы также заменяем все полы в общих помещениях дома (кухня, прихожая, семейная комната, столовая, коридор). Большая часть дома выложена плиткой, поэтому сначала ее пришлось удалить.

Бен и наш сын Трэвис провели несколько дней с кувалдами, разбивая всю плитку.

После этого у нас осталась тонкая паста под плиткой, приклеенная к цементному фундаменту.Thinset — это клеевой раствор, состоящий из цемента, мелкого песка и водоудерживающего агента. Обычно его используют для крепления плитки к цементу.

Я провел множество исследований в Интернете и прочитал кучу форумов, и все, что я читал, говорило об аренде отбойного молотка с насадкой-скребком, так что именно это мы и сделали.

После того, как убрали всю плитку, пришло время начать откалывать тонкую плитку от пола. Мы даже нашли несколько видеороликов на YouTube, где показан отбойный молоток в действии, и это выглядело как «хлопанье».Мы были наивно взволнованы этим проектом и подумали, что мы все скроем и успели закончить к обеду.

Гм… да, нет. Бен и я провели пару часов с этим отбойным молотком и практически ни к чему не пришли. Мы сделали небольшую заплату, вероятно, около 6 квадратных футов пола. Я уверен, что отбойный молоток отлично подходит для других применений, но для удаления тонкого слоя это был большой отказ.

Мы позвонили нашему строителю Джону, который следит за всем этим производством ремонта кухни, и он сказал, что пришлет парня.Короче говоря, приехала бригада, чтобы снять тонкий набор и привезла с собой… отбойный молоток. И, как и мы, они быстро никуда не делись. Итак, они вернулись через несколько дней с этим плохим парнем:

.

Это буферный инструмент под названием Floor Maintainer. К дну прикрепили специальный диск, называемый Diamabrush.

Этот буфер не только удаляет тонкий слой, но и измельчает его. Я не понимаю, почему во время всего моего исследования НИЧЕГО я не прочитал, предлагая взять этот инструмент напрокат. Это сделало удаление тонкой массы легким делом.Если бы мы знали, насколько ЛЕГКО удалить тонкий набор с помощью этого Floor Maintainer, мы бы, вероятно, просто сделали это сами и сэкономили бы 500 долларов, которые мы должны были заплатить, чтобы работа была сделана за нас.

Единственный недостаток использования Maintainer — это то, что он создает огромное количество пыли, напоминающей песок, на полу. Конечно, это было не хуже, чем маленькие кусочки тонкого отверждения, летающие повсюду, когда мы попробовали Chipping Hammer. И хотите верьте, хотите нет, но снятие и ремонт гипсокартона вызвало в доме намного больше пыли, чем все остальные работы вместе взятые.

На мгновение мне показалось, что я попал в серию «Торговые помещения», и Хильда решила превратить мою кухню в пляжный оазис, засыпав пол песком.

Теперь мой пол чистый, гладкий и готов к работе с твердой древесиной!

На самом деле мы не укладываем новый пол до тех пор, пока кухня не будет в основном завершена, так что пройдет еще несколько недель, прежде чем мы увидим здесь довольно новый пол. Компания, производящая напольные покрытия, хочет поставить его в последнюю очередь, чтобы другие рабочие бригады не могли его повредить.

Итак, мораль этой истории? Игнорируйте Интернет в целом и возьмите напрокат мастера по ремонту полов с алмазной щеткой вместо рекомендованного им Отбойного молотка. Добро пожаловать.


Instagram || Facebook || Pinterest || YouTube

Спасибо за чтение! Удачной вам недели!

.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о