Добавление жидкого стекла в цементный раствор пропорции: Страница не найдена — stroitel list — foamin.ru

Содержание

Цемент с жидким стеклом: пропорции, применение, приготовление

Воздействие на бетонную поверхность негативных внешних факторов приводит к ухудшению технических характеристик покрытия. Применение жидкого стекла в бетоне поможет повысить сопротивляемость возводимой или готовой конструкции к негативному воздействию осадков, резких перепадов температур и других факторов, под влиянием которых свойства поверхностей из бетона существенно ухудшаются. Перед тем как начать использовать такую защитную смесь, рекомендуется изучить ее технические характеристики, правила приготовления, а также плюсы и минусы применения.

Что собой представляет?

В классических бетонных смесях основными компонентами выступают:

песок;
цемент;
щебень.

Увеличить сроки эксплуатации сооружения поможет добавление в строительный раствор жидкого стекла.

Добавив к сухому составу воду, удастся получить прочный строительный материал для заливки фундамента, бетонного пола, а также возведения конструкций различного предназначения. Однако иногда физико-технических свойств такого бетона недостаточно, чтобы сооружение надежно выполняло свои функции. Для улучшения технических характеристик раствора используется специальная добавка в бетон на основе жидкого стекла. Получается надежное, устойчивое к воздействию негативных внешних факторов покрытие, благодаря которому конструкция прослужит намного дольше заявленного срока.

Свойства материала

Использование жидкого стекла в бетоне позволяет добиться таких результатов:

Увеличить влагостойкость. Такая защита необходима для сооружений, постоянно контактирующих с водой. Это может быть бассейн, сырой подвал, резервуары, кольца колодца и т. д.
Ускорить застывание. Если приготовить классический бетонный раствор с использованием пропитки, время для твердения готового состава намного сократится. Достаточно будет 24 ч., чтобы поверхность стала готовой к дальнейшим строительным работам, в то время как обычный раствор сохнет 3—5 дней.
Повысить гидроизоляционные свойства. Жидкое стекло для гидроизоляции бетона добавляют для предотвращения появления плесени и грибков на поверхности. Дело в том, что особый состав изделия имеет бактерицидное воздействие, благодаря которому шансов на развитие и размножение у микроорганизмов нет.
Повысить жаропрочность. Поверхность, на которую наносят обычный бетонный раствор, может устоять при температуре до 200 °C, если больше, штукатурный слой разрушится. Но когда добавлять в раствор жидкостекольное средство и обработать им конструкцию, оно сможет выдержать температуры 1400 градусов и больше. Поэтому при строительстве камина или печи целесообразно приготовить цементный раствор с жидким стеклом.

Применение

Водоотталкивающие свойства материала позволяют использовать его при сооружении чаш для бассейна или при гидроизоляции фундамента.

Сферы применения этого качественного материала обширные. Изделие предназначено для следующих целей:

Изготовление бетона, обладающего специальными характеристиками, такими как морозостойкость, огнестойкость, кислотоупорность.
Гидроизоляция фундамента, если он обустроен в месте неглубокого залегания грунтовых вод.
Гидроизоляция стен, подвальных помещений, стяжки полов.
Обустройство чаш бассейна, стенок колодцев.
Производство штукатурки, обладающей водоотталкивающими свойствами.
Изготовление огнеупорного раствора для оштукатуривания и заделки стыков при обустройстве каминов, печей, барбекю.

Преимущества и недостатки

Жидкое стекло для бетона обладает рядом преимуществ, среди которых главными являются такие:

многофункциональность;
повышение адгезии;
образование на поверхности оболочки, надежно защищающей поверхность от грунтовой и атмосферной влаги;
надежная защита и укрепление обработанной конструкции;
быстрые сроки затвердения;
несложное приготовление и нанесение;
доступная цена.

Бетонная смесь с добавкой быстро затвердевает, поэтому работать с ней надо поспешно.

Однако прежде чем проводить железнение бетона жидким стеклом, необходимо взвесить все за и против, потому что помимо достоинств, такой способ защиты имеет и недостатки. Основными считаются такие:

Быстрое затвердение, из-за чего процесс заливки может утрудниться, потому что работать придется быстро.
Узконаправленность. Наносить материал в целях влагозащиты целесообразно только на бетонную и деревянную поверхность. Для других видов строительных растворов он не подходит.
Необходимость строгого соблюдения пропорции. Если инструкция приготовления смеси не соблюдается, готовый раствор получится малоэффективным.

Приготовление раствора

Инструменты и материалы

Технология изготовления бетонной смеси с добавлением жидкого стекла несложная. Сделать раствор можно и своими руками, но прежде следует подготовить инвентарь:

емкость для замешивания раствора;
специальная насадка на дрель, благодаря которой удастся быстро смешать компоненты;
кисть, валик или пульверизатор;
уровень, с помощью которого контролируется горизонталь или вертикаль обрабатываемой поверхности.

Раствор с жидким стеклом не делается в бетономешалке, потому как процесс застывания происходит раньше окончания приготовления.

Бетономешалка для смешивания компонентов раствора не подойдет, потому что раствор начнет затвердевать еще до окончания приготовления. С помощью механической мешалки можно лишь соединить все материалы, но без добавления жидкого стекла. Затем нужное количество пропитки добавляется и перемешивается вручную. Из материалов понадобятся:

цемент;
просеянный песок;
чистая вода.

Расчеты и пропорции

Чтобы правильно рассчитать пропорции жидкого стекла в общей массе раствора, важно определиться, за какой промежуток времени состав должен застыть. Исходя из этого критерия, рекомендуется изучить таблицу:

Расход жидкого стекла, %	Начальное схватывание, мин.	Окончательное застывание, час.
2	40—45	20—24
5	25—30	14—17
8	10—15	6—8
10	5—10	2—4

Распространенное соотношение цемента, песка и жидкостекольной пропитки такое:

Гидроизоляционное покрытие со специальной добавкой готовиться с разбавлением в одной литре воды.

Для изготовления надежного гидроизоляционного покрытия необходимо разводить жидкое стекло в 1 литр воды.
Для получения пластификатора универсального назначения требуется смешать цемент и песок (пропорция 1:3), затем добавить к ним силикатный материал объемом 1/5 от общего количества массы.
Если нужно покрыть и пропитать готовую оштукатуренную поверхность, вода и жидкостекольная пропитка смешиваются в соотношении 5:1 соответственно. Затем готовый раствор нужно нанести на бетон.
Для приготовления огнеупорного раствора в стандартную цементно-бетонную смесь добавляется до 5% силикатной пропитки.

Приготовление: основные правила

Обработка бетона жидким стеклом будет проходить быстро и качественно, если масса будет приготовлена правильно. Порядок действий такой:

Приготовить 10 л чистой, профильтрованной воды. Техническая вода не подойдет, потому что соли и другие примеси, содержащиеся в ней, негативно влияют на реакцию.
Набрать в стакан жидкое стекло и аккуратно лить его в воду, осторожно перемешивая состав до получения однородной консистенции.
Готовый раствор перелить в таз, а после, аккуратно перемешивая все, добавить цементно-песчаную смесь в рассчитанных пропорциях. Добавление жидкого стекла в бетон без предварительного разведения в воде запрещено, потому что готовое изделие не будет соответствовать заявленным характеристикам.
Взбить массу строительным миксером или дрелью со специальной насадкой.
Готовым изделием заливается горизонтальная поверхность, например, опалубка или им можно покрыть стены.

Вертикальная поверхность после обработки жидким стеклом станет абсолютно гладкой. Если планируется дополнительная декоративная отделка, то для создания шершавости и надежной сцепки с применяемым материалом, рекомендуется дополнительно покрыть стену строительным средством «Бетоноконтакт».

Техника безопасности

Жидкое стекло не относится к веществам, обладающим высоким уровнем токсичности. Но если материал попадает на кожу или слизистую, он вызывает раздражение. Чтобы избежать травмирования, во время работы следует использовать спец. одежду, на руки надевать специальные перчатки, а глаза защищать защитными очками. Помещения, где проводятся строительные работы с использованием жидкого стекла, должны постоянно проветриваться. Если случилось так, что готовый раствор попал на кожные покровы, необходимо обработать поврежденный участок слабым раствором уксуса, разведенным в чистой воде.

Влияние жидкого стекла на свойства цементного раствора

Жидкое стекло используется как добавка в различные строительные смеси. Основное предназначение – создание поверхностного защитного покрытия, оно предотвращает проникновение влаги и улучшает декоративные качества материала. Жидкое стекло и цемент в соответствующей пропорции придают полезные свойства готовому материалу: антисептические, кислотоупорные, гидрофобные и огнезащитные качества.

Блок: 1/8 | Кол-во символов: 398
Источник: https://pobetony.expert/poleznye-stati/zhidkoe-steklo-i-cement

Общая информация

Существует множество способов получения цементных растворов. Для каждой конкретной задачи используется определенный тип раствора. Обычный цементо-песочный раствор – это смесь цемента песка и воды в требуемых пропорциях. Бетон отличается тем, что в его состав входит щебень требуемой фракции. Простые цементо-песочные смеси и бетоны производятся с различным соотношением составляющих, а иногда вносятся и дополнительные добавки. К числу специальных добавок можно отнести пластификаторы, вещества для гидроизоляции, компоненты которые делают раствор морозоустойчивым и т. д.

Жидкое стекло используется при изготовлении жаропрочного бетона, а также в качестве гидроизоляции бетонных полов и стен.

Одной из наиболее часто применяемых добавок в раствор является жидкое стекло. Есть множество теорий и мнений о конечных свойствах цементного раствора после применения этого вещества.

По своей сути жидкое стекло – это водный раствор с силикатом натрия или калия. Получают его из кремнезема. В промышленной сфере используют как составляющее вещество для получения кирпича или бетонных изделий, которые применяют в агрессивных кислых средах. В бытовой сфере эту добавку используют для придания влагозащитных свойств раствору и для увеличения его прочности. Также в некоторых случаях силикат натрия используется для ускорения затвердевания раствора. Жидкое стекло представляет собой густую жидкость желтовато-белого цвета. В торговые сети поставляется в емкостях различного объема.

Схема применения жидкого стекла.

Применение силиката натрия в виде добавок к цементным растворам и бетонам должно быть оправдано в конечном результате. В связи с тем что при ведении строительных работ бетон и простой цементный раствор являются главнейшими составляющими, следует очень осторожно подходить к выбору добавочных компонентов для растворов. К примеру, бетон, применяемый для фундаментных работ, должен обладать определенными заданными характеристиками, а отделочные растворы на основе цемента производятся уже с совершенно другими физическими характеристиками. Бывают ситуации, когда требуется провести ремонтные работы небольшого объема или работы, на выполнение которых существует малый запас времени. То есть каждая добавка в растворе несет определенную функцию и может при разных назначениях строительной смеси принести как пользу, так и вред.

Блок: 2/4 | Кол-во символов: 2350
Источник: http://o-cemente.info/izgotovlenie-betona/vliyanie-zhidkogo-stekla-na-svoystva-ce.html

Процесс приготовления

Как сделать самостоятельно раствор с добавлением силикатов? Соблюдайте последовательность операций:

возьмите одно ведро чистой воды;
добавьте стакан силиката;
перемешайте, полностью растворив средство;
перелейте смесь;
введите, при помешивании, сухую цементно-песчаную смесь;
используя смеситель, взбейте массу до однородности;
заполняйте массой подготовленный объем.

На таком цементном растворе, приготовленном небольшими порциями, будет обеспечено высокое качество строительных работ.

Блок: 2/4 | Кол-во символов: 510
Источник: https://pobetony.ru/raschet/zhidkoe-steklo-cement-proporcii/

Целесообразность использования, альтернативные варианты

Применение оправдано прежде всего при проведении аварийных ремонтных работ, а именно – устранении течей в гидротехнических сооружениях. В частном строительстве жидкое стекло добавляют в цемент с целью:

Получения бюджетного состава для гидроизоляции бетонных поверхностей: стяжек, стен колодцев или подвалов, перекрытий.
Замеса водостойких штукатурок.
Приготовления кладочных смесей для этих же конструкций или ремонтных для заделки и замазки стыков.
Гидроизоляции и герметизации стен бассейнов.
Получения растворов для обмазки каминов и дымоходов.
Улучшения характеристик обычного бетона.

При самостоятельном приготовлении аварийных смесей силикаты натрия следует развести с цементом и песком в пропорции о т 1:5 до 1:1. Они схватываются в течение считанных минут даже при условии открытых течей. Потребность в применении возникает при повреждении бетонных канализационных труб, септиков, колодцев и аналогичных гидросооружений, но в целом нет никаких ограничений для проведения плановых ремонтов.

Технология смешивания с цементом

Достигаемый эффект напрямую зависит от пропорций компонентов и концентрации силикатов. Жидкое стекло используется как в качестве добавки в штукатурки, так и вещества для обработки эксплуатируемых конструкций, набравших прочность.

Цель ввода	Пропорции жидкого стекла с остальными компонентами	Особенности смешивания
Получение влагостойкой штукатурки	15 %	Водный концентрат вводится в готовую смесь ПЦ и песка с соотношением 1:2,5
Приготовление грунтовки	Равные соотношения с цементом	Силикаты натрия следует развести в ¼ от общей дозы воды и соединить с заранее затворенным раствором. Песок в такую грунтовку не вводится
Получения обмазочных составов для гидроизоляции колодцев	1:1:1 с песком и ПЦ	Итоговая консистенция напоминает густую сметану, обмазка расходуется незамедлительно
То же, для улучшения огнеупорных качеств конструкций	1,5:1,5:4 – для жидкого стекла, цемента и песка	Доля жидкости не превышает 25 % от общего объема добавки
Гидроизоляция бассейнов, стяжек полов, перекрытий	10 %	На 10 объемных частей вводится 1 ЖС
Улучшение свойств обычного бетона	3 %	Вводится в растворенном виде с общей дозой жидкости

К общим правилам ввода относят:

Предварительное разбавление водой с учетом заданных пропорций. Рекомендуемое соотношение вода/цемент при этом важно оставить неизменным.
Тщательное и непрерывное перемешивание в процессе заливки концентрата. Для этих целей подходят дрель или смесители, все инструменты и емкости хорошо промываются по окончании приготовления. Чаще всего цемент смешивается со стеклом в уже затворенном виде: в готовую бетонную или песочную смесь вводятся растворенные силикаты, после чего все перемешивается еще раз.

Разводить стекло следует холодной и чистой водой, без технических примесей. ПЦ и песок рекомендуется просеивать перед вводом.
С учетом быстрого времени схватывания приготовленные составы расходуются без промедлений, все емкости и инструменты по окончании работ сразу же промываются водой.
При необходимости гидроизоляции стяжки или стен грунты с такими добавками наносятся послойно, с просыханием каждого.

Блок: 2/2 | Кол-во символов: 3172
Источник: http://cemgid.ru/soedinenie-zhidkogo-stekla-s-cementnym-rastvorom.html

Плюсы и минусы использования жидкого стекла

Добавление силикатного стекла в раствор приводит к повышению его технических и эксплуатационных характеристик.

Среди основных плюсов:

повышенная текучесть состава. Благодаря текучести продукта, он способен к проникновению в мельчайшие трещины для создания надёжной поверхностной защиты. Равномерное распределение состава происходит при нанесении как на бетон, так и дерево;
формирует качественную, водонепроницаемую плёнку. Смесь жидкого стекла с цементом может наноситься любым удобным способом, не зависимо от метода использования, плёнка будет целостной и сплошной. Производителем разрешено наносить стекло и цемент с большим перерывом;
небольшой расход. Этот раствор используют для закрытия трещины любого размера не зависимо от способа нанесения. Силикат с цементом можно смешивать хоть на этапе приготовления бетона, хоть для поверхностного покрытия в составе изоляционного материала;

Использование жидкого стекла при приготовлении строительных смесей на цементной основе является распространенной практикой

Средство является лидером по качеству и цене в своей сфере. В сравнении с другими материалами этот используется чаще из-за доступности и лёгкости нанесения, но у него есть недостатки.

К негативным сторонам относятся:

ограниченное применение в строительных растворах. Помимо обработки бетона и дерева, его негде применять в строительстве;
не используется как самостоятельное вещество. Применяется исключительно в совокупности с дополнительными веществами. Проблема кроется в хрупкости покрытия после застывания;
сложность нанесения является относительно высокой, так как сделать раствор пригодным следует достаточно быстро. Важно иметь глубокие знания о тонкостях материала. Главная особенность – быстрое высыхание, состав готовят небольшими порциями, схватившийся материал становится непригодным к использованию. Важно понимать, сколько добавлять жидкого стекла в раствор, при превышении концентрации ухудшается качество бетона. Состав рекомендуется к использованию в течение 6 минут.

Использовать материал можно самостоятельно, а для улучшения результата можно внести пластификатор. Чтобы избежать перерасхода материала, лучше его приготовлять в малых количествах.

На практике — не рекомендуется вводить более 5 % жидкого силикатного стекла

Блок: 3/8 | Кол-во символов: 2302
Источник: https://pobetony.expert/poleznye-stati/zhidkoe-steklo-i-cement

Сферы использования

Жидкий силикат натрия целесообразно использовать в качестве добавки к растворам, которые применяются для отделки стен объектов снаружи. В этом случае нет прямого контакта с водой, поэтому со временем не произойдет вымывание добавки из смеси, но гидроизоляционные качества отделки стен улучшатся. В качестве строительной смеси для кладки использование жидкого стекла оправдано в тех случаях, в которых возводятся стены в погребах, смотровых канавах, в помещениях, которые нужно изолировать от влажной среды.

Нужно обязательно добавлять жидкое стекло в растворы, которые контактируют с кислотными средами, либо используются на высокотемпературных объектах. Данное условие вызвано способностью такой цементной смеси противостоять высоким температурам.

Важно помнить, что количество добавляемого силиката натрия обратно пропорционально времени застывания цементной смеси. Поэтому при проведении строительных или аварийных работ нужно учитывать пропорции, готовить раствор небольшими порциями и быстро их использовать.

Жидкое стекло добавляют в раствор следующим образом. Добавку смешивают с водой, для чего используют миксерную насадку на дрель, а затем затворяют цементный раствор.

Блок: 4/4 | Кол-во символов: 1222
Источник: http://o-cemente.info/izgotovlenie-betona/vliyanie-zhidkogo-stekla-na-svoystva-ce.html

Подготовка силикатного раствора – инструменты и расходные материалы

Эксперты советуют применять смеси, которые добавляются в жидкое стекло. Эти смеси служат тем, что при взаимодействии с воздухом они застывают и обеспечивают высокую прочность. Эти смеси имеют высокую стоимость. Чаще всего ремонтники покупают необходимые ингредиенты для приготовления подобных смесей своими руками. Для того чтобы это сделать понадобятся необходимые инструменты.

В наличии из инструментов необходимо иметь ведро, которое будет применяться для работных нужд. Также потребуется сверло для того, чтобы мешать раствор, поэтому на ней должна быть насадка шнекового вида. Также может потребоваться кисть.

Также понадобится цемент, песок, который должен быть мелко просеян, а также источник воды, например, колодец. Также, насколько нам известно, раствор очень быстро и прочно застывает, поэтому необходимо иметь специальную одежду.

Для получения нужного раствора требуется смешать воду и жидкое стекло. Пропорции воды и жидкого стекла зависит от того на какой вид работы будет использоваться раствор. В процессе смешивания советуется использовать холодную воду, поскольку это облегчит контролирование количества.

Блок: 4/6 | Кол-во символов: 1192
Источник: http://poznaibeton.ru/cement/zhidkoe-steklo-s-cementom.html

Пропорции компонентов при использовании жидкого стекла

Силикатный раствор, который продается в магазинах, имеет малое количество воды, что делает его излишне густым. Многие строители силикатный раствор приготавливают своими руками в домашних условиях. Приготовляя подобный раствор, строители смешивали обычные компоненты и купленные.

В процессе смешивания строители регулируют дозу добавляемой воды. Для каждого вида работы готовится раствор с определенными дозами продуктов. Например для приготовления раствора, который будет применен, в строительных работах должен содержать цемент, песок, и другие составы.

Главное для каждого вида работы правильно выбирать количество воды, ведь бывают случаи, когда нужен густой раствор. Но также бывают случаи, в которых он должен быть жидким, все зависит от вида работы.

Жидкое стекло и цемент. Пропорции

Для того чтобы произвести смешивания необходимо знать точные пропорции материала. Для приготовления раствора для поверхности из грунта необходимо использовать цемент и жидкое стекло. Для этого требуется вода и цемент их необходимо мешать и регулярно добавлять жидкое стекло.

Для приготовления раствора, который будет применяться как для наружных работ или защиты от огня применяют 4 части песка. Требуется, чтобы жидкое стекло занимало 1,5 часть. Цемент также должен занимать 1,5 части. Воду добавлять такого же количества, как и для приготовления раствора для грунтовой поверхности.

Также чтобы приготовить раствор для осуществления гидроизоляции необходимо иметь жидкое стекло количеством 1 литр, и раствор из цемента 8 литров. Для того чтобы сделать гидроизоляцию в подвале или колодце, то требуется такое же количество, но только нужно использовать еще и песок. Эксперты советуют перед нанесением раствора на поверхность намазать на нее жидкое стекло.

Для того чтобы приготовить раствор для наполнения трещин необходимо взять 3 доли песка, и по 1 доле цемента и песка. Все это требуется смешать с водой в количестве 25 % от веса силиката натрия. Затем в смесь требуется вливать жидкое стекло равномерно помешивая.

Пропорции. Цемент — песок — жидкое стекло

В применении песка для добавления в жидкое стекло необходимо знать нужные пропорции. Для каждого вида работы существуют определенные пропорции. Например, для приготовления смесь, которая будет использоваться, в целях защиты от огня требуется песок количеством в 1 кг.

Если раствор нужен для работы, которая заключается гидроизоляции колодца, то необходимо использовать жидкое стекло и песок равным количеством. После того как раствор был приготовлен его необходимо нанести на стены колодца.

Для приготовления раствора, который будет применяться для обмазки снаружи, и служить защитой от огня потребуется песок. Количество песка должен занимать 1 часть от всего раствора.

Блок: 5/6 | Кол-во символов: 2781
Источник: http://poznaibeton.ru/cement/zhidkoe-steklo-s-cementom.html

Технология приготовления раствора для гидроизоляции своими руками

Многие строители и ремонтники раствор для гидроизоляции приготавливают своими руками. Процедура приготовления этого раствора несложная и довольно выгодная.

Для приготовления раствора необходимо иметь:

жидкое стекло,
бетонный раствор,
песчаный раствор,
кварцевый песок.

Каждый из перечисленных материалов требует свои дозы:

Количество жидкого стекла должно составлять 1,5 кг на 1 литр.
Бетонный раствор должен составлять 2,5 кг на 1 литр.
Песчаный раствор должен составлять 2,7 кг на 1 литр.
Кварцевый раствор применяется для слежавшегося и рыхлого песка.
Количество такого раствора для слежавшегося песка должно составлять 1,7 кг на 1 литр.
Для рыхлого песка понадобится количество раствора 1,5 кг на 1 литр.

Смесь, которую получили, применяют как для изоляции полов, так и для стен. Эксперты советуют, что перед нанесением раствора на поверхность ее требуется залить слоем жидкого стекла. Заливка дополнительного слоя перед нанесением дает увеличение прочности гидроизоляции.

Красящие работы

Силикатные краски можно купить уже в готовом виде и применять сразу. Но также можно смешивать своими руками купив нужные компоненты. В случае если поверхность уже красили, то необходимо ее тщательно отчистить от старой краски.

За счет того, что в создание таких красок применяют силикат калия сама смесь и краска образуют прочную структуру. За счет того, что цветовая гамма имеет высокий уровень щелочности, многие пигменты разрушаются. Поэтому цветовая гамма имеет низкий уровень.

Наружные работы

Известно, что в наружную работу входит штукатурка стен. Штукатурка стен применяется для защиты от влаги. Для стен применяется водостойкая штукатурка.

Также преимуществом этой штукатурки является то, что она предотвращает трещины, которые появляются во время зимнего периода, ведь в это время стены замерзают, и оттаивают.

Также эту штукатурку можно приготовить своими руками для этого понадобится: песок, цемент и жидкое стекло.

Все эти материалы требуется добавлять по пропорции 1:2:5. Перед тем как наносить штукатурку можно нанести один слой силиката, как и при создании гидроизоляции.

Грунтование

Как правило, грунтование применяется для двух видов работы для простой стяжки и для кладки плитки. Для простого грунтования стяжки необходимо использовать жидкое стекло и цемент по равномерному количеству. Если на стяжки будет ложиться плитка, то требуется провести грунтование с раствором жидкого стекла.

Для подобных работ требуется водостойкий цемент. Также кроме водостойкого цемента можно применять силикатные растворы, и за счет них проводить гидроизоляцию швов.

Пропитка поверхностей

Проводить пропитку необходимо для защиты материала. Пропитка деревянных элементов жидким стеклом пользуется популярностью. Жидкое стекло способно предотвратить появления грибов и плесени на дереве. Также пропитка дерева жидким стеклом предает ему огнестойкость.

Также деревянный материал можно пропитывать, полностью опустив его в жидкое стекло, это придает прочность. Такая процедура возможна только для материалов малого габарита.

Как пользоваться жидким стеклом при ремонтных работах – замазке трещин, щелей и пустот?

Для замазки трещин и пустот жидкое стекло идеально подходит. Ведь жидкое стекло способно проникнуть в саму глубь трещин, образуя плотную гидроизоляцию.

Для смешивания требуется использовать цемент жидкое стекло и песок. Полученный раствор является очень густым, что не дает ему вытекать. Также за счет силиката раствор очень быстро застывает прочно схватывая.

Блок: 6/6 | Кол-во символов: 3538
Источник: http://poznaibeton.ru/cement/zhidkoe-steklo-s-cementom.html

Заключение

При расчёте фундамента калькулятором и определении количества облицовочного кирпича важно учитывать необходимость в бетоне, а также силикатах. Техника строительства бетона с водопроницаемостью приведёт к быстрому разрушению строения. Для постройки долговечного здания важно соблюдать концентрацию песка, цемента и жидкого стекла. Разведение бетона – очень серьезная процедура, её можно выполнять без предварительного согласования с заказчиком или государственными органами, но в строгом соответствии с инструкцией.

Originally posted 2018-05-23 10:03:35.

Блок: 8/8 | Кол-во символов: 565
Источник: https://pobetony.expert/poleznye-stati/zhidkoe-steklo-i-cement

Кол-во блоков: 15 | Общее кол-во символов: 28224
Количество использованных доноров: 7
Информация по каждому донору:

http://o-cemente.info/izgotovlenie-betona/vliyanie-zhidkogo-stekla-na-svoystva-ce.html: использовано 2 блоков из 4, кол-во символов 3572 (13%)
http://cemgid.ru/soedinenie-zhidkogo-stekla-s-cementnym-rastvorom.html: использовано 1 блоков из 2, кол-во символов 3172 (11%)
https://zamesbetona.ru/podgotovka/skolko-zhidkogo-stekla-dobavljat-v-cementnyj-rastvor.html: использовано 2 блоков из 5, кол-во символов 3857 (14%)
http://poznaibeton.ru/cement/zhidkoe-steklo-s-cementom.html: использовано 4 блоков из 6, кол-во символов 9209 (33%)
https://pobetony.expert/poleznye-stati/zhidkoe-steklo-i-cement: использовано 3 блоков из 8, кол-во символов 3265 (12%)
http://stroitel-list.ru/cement/v-kakix-proporciyax-smeshivayutsya-zhidkoe-steklo-i-cement.html: использовано 1 блоков из 2, кол-во символов 4639 (16%)
https://pobetony.ru/raschet/zhidkoe-steklo-cement-proporcii/: использовано 1 блоков из 4, кол-во символов 510 (2%)

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью:

Загрузка…

Добавить в бетон жидкое стекло пропорции применение

Добавить в бетон жидкое стекло

Как правило одной из причин, по которой добавляют в бетон жидкое стекло — это его незначительная цена при возможном действии его свойств, которые в свою очередь очень сильно улучшают весь состав раствора.

Добавление жидкого стекла сильно рекомендуется, когда то или иное бетонное сооружение будет иметь воздействие от влаги.

Жидкое стекло применяют для гидроизоляции бетона. Состав жидкого стекла обладает специальными антибактериальными свойствами, из-за этого полученный раствор с жидким стеклом в ходе работы не будет подвергаться какому-либо действию плесени.

Такая смесь, как цемент с жидким стеклом часто используется при постройке печей.

Чтобы приготовить эту смесь, берут одну часть цемента и три части песка, к которым добавляется силикатный клей в количестве, равном примерно один к пяти от всей массы цемента.

Если смешать цемент и песок в пропорциях один к двум с половиной и добавить к ним примерно пятнадцать процентов жидкого стекла, после этого добавить воду, то в результате получится хорошая водостойкая штукатурка.

Именно для таких случаев многие из хороших строителей добавляют в бетон жидкое стекло.

Жидкое стекло в бетон пропорции

В настоящее время имеется большая область применения такого материала, как жидкое стекло.

Когда такое вещество добавляют в цемент, его общая вес не должен превышать двадцати пяти процентов.

Если разобраться чуть по глубже, то использование жидкого стекла в стройке имеет более узкое направление.

Жидкое стекло в бетон пропорции:

Для использования в грунтовке — это вещество берется пропорцией одни к одному с раствором из цемента.

А если использовать жидкое стекло, как специальную добавку в бетон, то он должен занять двадцать пять процентов от общего веса.

Перед началом применения жидкого стекла, нужно приготовить водный раствор . Для этого нужно разбавить водой стекло в пропорции один к двум.

Такой материал используют, как гидроизоляцию для помещений. Чтобы начать такое применение, нужно разбавить один литр жидкого стекла с десяти литровым бетонным раствором.

Жидким стеклом можно замазать стыки у труб водопровода и использовать такой раствор, чтобы удалить старую краску.

Еще можно сделать из стекла универсальный клей, который в свою очередь будет предназначаться для соединения разных строительных материалов.

Жидкое стекло применение в бетоне

Одной из самых главных причин добавления жидкого стекла в бетон является его очень маленькая ценовая категория и отличные свойства, с помощью которых сильно улучшается весь состав раствора.

Если конструкция из бетона имеет сильное воздействие какой-нибудь влаги, то практически всегда советуют добавить в нее жидкое стекло.

Также жидкое стекло используют для гидроизоляции в бетон. Благодаря тому, что состав имеет антибактериальные свойства, раствор с жидким стеклом в применении не будет подвергаться воздействию плесени и грибка.

Еще жидкое стекло применяют в добавление с цементом для кладки различных печей и каминов.

При смешивании цемента и песка в пропорции один к двум с половиной и если добавить к ним около пятнадцати процентов жидкого стекла, а после еще добавить воду, то получается хорошая водостойкая штукатурка.

Как правило, когда добавляют такую смесь, как жидкое стекло в бетон, то он застывает достаточно быстро.

Делая вывод, можно считать применение жидкого стекла в бетоне очень частым и практически незаменимым.

Гидроизоляция бетона жидким стеклом

Многие из опытных строителей для уменьшения впитывания влаги и повышает стойкость материала для стирания, применяют жидкое стекло.

Этот материал благодаря своим свойствам можно использовать, как гидроизоляцию. Можно замазывать подвалы и чердаки, чтобы влага не попадала в них.

Такое действие позволит обеспечить защитой помещение от сырости, грибка и плесени.

Обладая специальной структурой, этот материал обеспечивает защиту от влаги и защищает весь материал от разрушения. Гидроизоляция бетона жидким стеклом, стала теперь обыденным делом для настоящих профессионалов.

Также такой материал, как жидкое стекло добавляют в цементные растворы. Такая добавка делает вашу смесь более эластичной и расширяет все свойства.

Таким образом, можно сделать вывод, что жидкое стекло это заменитель многих пластификаторов.

При смешивание, оно заменяет пластификатор гидроизоляции, заменяет пластификатор, который делает смесь эластичней, также заменяет пластификатор быстрого затвердения.

Пропитка бетона жидким стеклом

Пропитка бетона жидким стеклом очень сильно набирает обороты в строительной сфере.

Расскажем для чего служит обработка бетона этим веществом, как жидкое стекло:

Во-первых оно очень хорошо применяется для обработки натурального или искусственного камня, бетонной или оштукатуренной поверхности.

Во-вторых хорошо применяется для резкого повышения антисептических свойств.

В третьих служит для защиты от влаги, от воздействия воды.

Для того чтобы можно было обработать бетонную или оштукатуренную поверхности таким раствором, как жидкое стекло, нужно будет взять раствор жидкого стекла с водой по пропорции один к пяти.

А если используется фтористый силикат, тогда нужно делать пропорцию один к одному.

Вообще, пропитка бетона жидким стелом стала очень актуальна в последнее время.

Такая пропитка может наноситься простой кисточкой или краскопультом, применение будет зависеть от того, как обрабатываемая поверхность может впитывать раствор.

А также вы можете посмотреть видео решение проблемы рыхлой стяжки — жидкое стекло

Подобрано для вас:

соотношение песка и цемента в растворе для кладки кирпича, состав и приготовление, как замесить смесь

Цементный раствор является основополагающим компонентом, необходимым для разных строительных целей: для штукатурки стен, для возведения фундамента, для кладки кирпича и т.д. Именно точное понимание той области применения раствора и влияет на определенные пропорции цементно-песчаной смеси, а также прочих ингредиентов, входящих в состав. Цемент без каких-либо добавок не применяется, ведь после затвердевания он оказывается очень хрупким.

Основные составляющие цементного раствора – вода, песок и цемент

Раствор цемента представляет собой вязкую смесь, с помощью которой осуществляется крепление каких-либо деталей друг к другу.

Раствор может использоваться в монолитном строительстве, но здесь необходимо использование более высокой марки цемента.

Основой любого цементного раствора является сочетание незаменимых ингредиентов:

собственно, сам цемент, который выступает в роли вяжущего вещества;

Цемент

песок, выполняющий роль заполнителя;

Песок

вода используется для разбавления сухих веществ с целью придания им определенной консистенции.

Помимо наличия этих основных составляющих, качество раствора цемента зависит от их качества. К воде нет определенных строгих требований, кроме ее чистоты. В ней не должно присутствовать лишних примесей, грязи, масла и т.д.

Если на месте строительства отсутствует система водоснабжения, то наилучшим вариантом будет приобретенная вода в магазинах.

Большинство специалистов склоняются к использованию речного песка, который отличается отсутствием примесей, камней и глины. Допускается также использование карьерного песка, но после предварительной очистки и промывки.

А вот морской песок оказывается полностью непригодным для использования. Дело в том, что в нем содержится большое количество соли, которую сложно вымыть из состава, что негативно сказывается на связывании всех компонентов смеси.

Морской песок

Главным элементом раствора является цемент, от качества которого во многом и зависит качество всей смеси. Существует множество марок цемента, начиная от 100 и заканчивая 600.

Чем больше число, тем большую нагрузку может выдержать застывший раствор, что является очень важным показателем в различных строительных областях.

Для фундамента понадобятся более высокие марки цемента – М400, М500 и т.д. А вот для кладки облицовочного кирпича, для штукатурки стен и других подобных работ, вполне подойдут марки М100 и М200.

Пропорции раствора цемента

Сначала хотелось бы разобраться с типами самого цементного раствора. Они бывают нескольких видов:

нормальный;
тощий;
жирный.

Подобная классификация является следствием разного количества жидкости, которую используют для разбавления сухих ингредиентов раствора.

Жирный раствор получается в результате использования небольшого количества воды. С одной стороны, смесь очень быстро схватывается, но с другой – после затвердевания смесь может потрескаться с течением времени, что негативно сказывается на сроке эксплуатации постройки.

Тощий раствор, напротив, готовится с большим количеством воды. Характеристики готового раствора оставляют желать лучшего, да и время схватывания смеси значительно увеличивается.

Наилучшим вариантом является нормальный раствор, в котором соблюдены гармоничные пропорции всех составляющих – цемента, песка и жидкости. После затвердения такой раствор не рассыпается и не трескается, что делает строительные объекты достаточно долговечными.

Пропорции

Самым распространенным вариантом раствора является сочетание цемента с песком (1:3). Хотите знать как замесить такой раствор? В в этом нет ничего сложного. Взяв три части песка, смешиваем их с одной частью цемента в отдельной емкости.

Тщательно перемешиваем, чтобы сухая смесь стала одного оттенка. Затем можно начать добавлять воду, одновременно перемешивая смесь с помощью лопаты или электрической дрели с насадкой.

Подготовка раствора

Готовый раствор должен напоминать по консистенции густую сметану, поэтому после смешивания сухих ингредиентов, добавление воды осуществляется небольшими порциями. В среднем, объем жидкости оставляет половину объема цемента, но это приблизительная пропорция.

Также стоит отметить тот факт, что марка готового цементного раствора и марка цемента – это разные понятия.

Марка раствора представляет собой марку цемента, поделенную на объем используемого наполнителя, т.е. песка.

Так, чтоб замешать раствор марки М100 нам понадобятся следующие компоненты:

цемент марки М300;
три ведра песка.

Но это не значит, что цементный раствор марки М100 готовится только из цемента маркировки М300.

М300

Если в наличии цемент М400, то для приготовления раствора понадобится четыре ведра песка (соотношение 1 к 4). Если цемент М500, то пять ведер (соотношение 1 к 5) и т.д.

Мы уже говорили о том, что цементный раствор используется для самых различных строительных целей. Соответственно, и пропорции песка и цемента, а также других составляющих раствора, будут разными для каждого из конкретных областей применения. Рассмотрим каждый из них более подробно.

Как замесить для фундамента

Фундамент является определяющим момент в строительстве любого строительного объекта, от которого напрямую зависеть эксплуатационный срок. Именно поэтому, очень важно в точности соблюдать пропорции раствора для фундамента.

Для фундамента

Качественный фундамент должен состоять не только из традиционных компонентов раствора – песка, цемента и воды, но и щебня. Он не должен быть известняковым, ведь это не способствует увеличению прочности готового раствора. Также не стоит заменять щебень керамзитом, гравием и прочими подобными материалами.

В большинстве случаев, для изготовления фундамента используется цемент марок М400 и М500. Для основания здания крайне важна прочность, поэтому использование высоких марок цемента вполне оправдано.

М500

Что касается песка и воды, то здесь требования абсолютно идентичные с теми, которые предъявляют к обычному цементному раствору, используемому для штукатурки стен, кладки кирпича и т.д. Вода не должна содержать примесей, масел и инородных предметов.

Стеновые панели для ванной довольно просто устанавливать, они достаточно прочные, легко справляются с перепадом температур и имеют большой срок службы. Тут все об этом прекрасном материале.
При помощи самовыравнивающейся стяжки для пола вы сможете к минимуму свести все сложности его выравнивания. Здесь можно узнать о различных видах и стоимости самовыравнивающейся стяжки.
Свое широкое распространение карьерный песок приобрел благодаря своей низкой себестоимости и прекрасным природным качествам. Перейдя по ссылке ознакомитесь с техническими характеристиками данного материала.

Песок нужно брать промытый и просеянный, чтобы в нем не было следов глины, камней, илистых образований и т.д.

Пропорции песка и цемента для приготовления раствора для фундамента следующие – на одно ведро цемента берется три ведра песка.

Что касается щебня, то в большинстве случаев оно идентично количеству песка. Если измерять все ведрами, то на одно ведро цемента М400 или М500 понадобится три ведра щебня и три ведра песка.

Щебень

Водой нужно разбавлять осторожно, чтобы не сделать раствор слишком жидким. Здесь очень важно насколько сухой песок у нас в наличии, т.е. если он мокрый, то желательно его просушить перед смешиванием с остальными ингредиентами.

Состав раствора для стяжки пола, как замешать

Пропорции и расход цементного раствора для стяжки определяются на основании марки цемента, имеющегося в наличии. Минимально допустимая марка раствора для стяжки пола составляет М 150 (сухая смесь), но довольно часто используется марка М200.

М200

Вообще, песчано-цементная или бетонная стяжка может использоваться как самостоятельное напольное покрытие в определенных помещениях. Как правило, это гаражи и прочие нежилые постройки. В большинстве же случаев, стяжка используется как основа для линолеума, паркета и прочих покрытий.

Цементный раствор для стяжки пола включает в себя три основных составляющих – песок, цемент и жидкость.

Бетонная стяжка дополняется еще и щебнем, но она практически не используется для жилых помещений, поэтому рассматривать ее мы не будем.

Для стяжки пола

Пропорции цементно-песчаной смеси

Пропорции такого песчано-цементного раствора достаточно традиционны. Цемент и песок берутся в соотношение 1 к 3. Что касается воды, то ее должно быть вдвое больше количества цемента.

К примеру, если мы делаем из цемента раствор для стяжки марки М150, то на одну его часть приходится треть песка и 0,5 воды. Дабы сделать раствор М200 надо 0,4 части воды и 2,8 части песка при таком же количестве цемента.

Приготовление и соотношение составляющих цементно – известкового раствора для кладки облицовочного кирпича

Цементный раствор для кладки кирпича мало чем отличается от растворов, используемых в других строительных целях. Различаются только пропорции, некоторые добавки, но основные составляющие остаются прежними.

Как раствор может применяться цементная и известковая также смесь. Пропорции зависят от того, какая марка раствора нам требуется. К примеру, для изготовления раствора марки М100, нам понадобится цемент марки М300 и 3,4 части песка.

Для кладки кирпича

Если в наличии цемент М500, то для получения такого раствора нам понадобится 5,3 части песка. В принципе, здесь также действует формула расчета марки раствора, т.е. марка цемента, деленная на количество песка.

Пластификатор – можно ли добавлять известковое молоко или ПВА

Многие специалисты советуют добавлять к данным составляющим известковое молоко, что способствует увеличению пластичности смеси. Так, для получения раствора марки М25 нам понадобится по одной части известкового молока и цемента, а также четыре части песка.

Раствор цемента для кладки облицовочного кирпича включает в себя некоторые дополнения в виде пластификаторов. Они используются вместо извести, что положительно сказывается на результатах работы.

Так, добавление небольшого количества этих добавок позволяет предотвратить появление трещин, улучшает адгезию и т.д.

Пропорции примерно следующие: на одну часть цемента используется не более 0,3 части пластификаторов. В данной роли может выступать клей ПВА в цементном растворе. Кроме того, можно сделать пластификатор для цементного раствора своими руками.

Для этого нам потребуются следующие материалы: шампунь, мыло в жидком виде и разбавленный стиральный порошок. Пропорции могут быть различными. К примеру, на 50 кг мешок цемента используется порядка 200 мл жидкого мыла.

Более подробно о том, как приготовить раствор для кладки кирпича смотрите на видео:

Что добавлять и как приготовить своими руками смесь для штукатурки стен

Раствор для штукатурки представляет собой сочетание традиционных составляющих цементного раствора, а также определенных дополнений, улучшающих свойства смеси. Такими дополнительными материалами могут выступать глина или известь, в зависимости от производимых работ.

Цементный раствор для штукатурки стен может содержать самые различные пропорции.

На одну часть цемента может приходиться от одной до шести частей песка. Но оптимальным является соблюдение пропорции один к трем, с добавлением нужного количества воды.

Цементно-известковый раствор для оштукатуривания включает в себя более разнообразные варианты пропорций. Вот одни из наиболее распространенных: 2 части извести и 8 частей песка, или 2 части извести и 9 частей песка.

Цементно-известковый раствор

Данное количество материалов рассчитывается из соотношения на одну часть цемента. Многие интересуются – как приготовить цементно-известковый раствор для штукатурки? Наиболее распространенный способ заключается в предварительном смешивании песка и цемента.

Только потом добавляется известковое молоко, которое изготавливается путем смешивания воды и известкового теста.

Использование жидкого стекла

Жидкое стекло представляет собой смесь силиката натрия и воды.

Жидкое стекло

В цементом растворе оно применяется для следующих целей:

для улучшения гидроизоляции;
для увеличения характеристик прочности стяжки;
для увеличения жаростойкости поверхности при оштукатуривании;
для заполнения трещин и прочих пустот.

Цементный раствор с жидким стеклом готовится с использованием следующих пропорций:

в целях гидроизоляции – 4 части цемента, 4 части песка и 1 часть жидкого стекла;
для заделки трещин – 3 части цемента, 1 часть песка и 1 часть жидкого стекла;
для повышения огнеупорности поверхностей – 4 части цемента, 1,5 части песка и жидкого стекла.

Как мы видим, пропорция жидкого стекла в цементом растворе напрямую зависит от сферы применения готовой смеси. Что касается пропорции воды, то она не должна превышать 25 процентов от количества жидкого стекла.

Пропорции цемента и песка в приготовлении цементных растворов являются одним из определяющих моментов. От соблюдения правильного соотношения будут зависеть характеристики готовой смеси, поэтому нужно знать подобные нюансы еще до этапа строительства.

Жидкое стекло в строительстве домов и бассейнов

Жидкое стекло – новый материал, получаемый из водного раствора силиката натрия. Процесс его изготовления достаточно сложный: в определенной пропорции соединяют мелкий кварцевый песок с содой и обжигают в печах. После измельчения полученного материала из него делают водный раствор. В продажу жидкое стекло поступает в чистом виде, в порошке и в составе других средств. На его основе производят отдельные виды клея, предназначенного для склеивания стекла, дерева, металла, бумаги, в том числе, всем известный силикатный канцелярский клей.

Когда пригодится жидкое стекло

Даже очень тонкий слой натриевого стекла защищает поверхность от пыли, грязи, грибков, высоких температур, ультрафиолета и даже кислот.

Давайте рассмотрим подробнее, как используют жидкое стекло в строительстве и чем оно может быть полезно.

Для краски

Жидкое стекло в строительстве входит в состав всевозможных пропиток и добавок для усиления прочности конструкции, его устойчивости к истиранию и разрушительному действию различных агрессивных химических веществ. Наличие этого компонента в красках позволяет увеличить степень устойчивости покрашенных поверхностей к высоким температурам и к появлению коррозии. Краску с добавлением жидкого стекла без опаски используют для помещений с большим количеством людей, благодаря добавке в виде силиката натрия она становится устойчивой к истиранию и не выгорает.

Для стяжки

Для укладки плитки важна прочная стяжка. Если стяжка слабая, то плитка быстро отпадет. Применение акриловой пропитки не даст нужного результата. Целесообразно в этом случае использовать жидкое стекло, разведенное с водой в соотношении 6 частей стекла и 1 часть воды. После высыхания получается прочный тонкий слой, устраняющий проблему плохой стяжки.

Жидкое стекло в строительстве бассейнов. Гидроизоляция

При сооружении колодцев или бассейнов обязательно нужна гидроизоляция, иначе они будут быстро терять воду. Чтобы этого избежать, нужно правильно выполнить гидроизоляцию. Для разводят смесь из песка, цемента и жидкого стекла в пропорции 1:1:1. Вначале смешивают сухие компоненты-цемент и песок, затем добавляют жидкое стекло. Первым слоем наносят жидкое стекло в чистом виде, а затем приготовленной таким способом смесью. Особенно тщательно в ходе работы нужно обрабатывать места стыков.

Еще один вариант, который применяют для гидроизоляции подвальных помещений, стен, полов и бассейнов — к 1 части жидкого стекла добавляют 10частей бетонной смеси.

Для гидроизоляции домов

Наиболее уязвимыми для влаги и сырости местами в наших домах являются подвалы и крыши. Чтобы избежать появления сырости и разрушения здания нужно выполнить работы по гидроизоляции. Для этого отлично подойдет раствор жидкого стекла. Им пропитывают стены и перекрытия. В состав водостойкой штукатурки входит цемент и песок в соотношении 1:2,5 с добавлением 15%раствора жидкого стекла.

Грунтовка,в состав которой входит жидкое стекло отличается повышенной водостойкостью и хорошо защищает поверхность от влаги и грибков. Глубина пропитки в зависимости от материала составляет 5-10 мм.

Для шпаклевок и штукатурок

За счет того, что натриевое стекло имеет высокую степень адгезии, то есть хорошо держится на поверхности, его добавляют в состав шпаклевок и штукатурок. Он легко заполняет поры и трещины в дереве и бетоне. Часто жидкое стекло добавляют прямо в готовый раствор цемента в расчете5 % от всей смеси.

Для грунтовки

Чтобы приготовить грунтовку берут в соотношении 1:1 жидкое стекло и цемент. Сначала цемент размешивают с водой, затем вливают жидкое стекло. Если в результате получится густая масса, то нужно добавить еще воды.

Рассмотрим, как используют жидкое стекло в строительстве для защиты поверхностей от воздействия огня, плесени, грибков и кислот.

Огнеупорный раствор

Готовить такой раствор не сложно. Он понадобится при кладке каминов и печей, ремонта наружных стен труб дымоходов. Сначала готовят обычный цементный раствор (1часть цемента и 3 части песка), затем добавляется жидкое стекло (на 10 кг цемента пойдет1,5-2 кг жидкого стекла). Не стоит делать сразу много такого раствора из-за того, что смесь очень быстро затвердевает.

Антисептическое средство

Для защиты поверхностей от грибков и плесени готовят раствор из воды и жидкого стекла в соотношении 1:1. Однако не стоит покрывать им бетонные стены или стены, оштукатуренные цементно-песчаным раствором, которые еще нужно обрабатывать. Так как в результате получается стойкая и скользкая пленка, на которую трудно наносить шпаклевку или краску.

Пропитка

Чтобы сделать пропитку берут на 1 л воды 400 гр жидкого стекла. Размешивают состав и покрывают поверхность кисточкой несколько раз, только следующий слой не наносят до тех пор, пока полностью не высохнет предыдущий.

Конечно, сейчас в продаже имеется готовая продукция, в состав которой входит жидкое стекло. Можно не готовить растворы самостоятельно, однако некоторые строители для себя определили нужные составы и соотношение компонентов и с успехом ими пользуются.

Жидкое стекло для бетона: приготовление, пропорции, советы

Жидкое стекло в цементный раствор вводится для изменения физических свойств бетона. Эта добавка в строительной смеси выполняет множество разнообразных функций: от ускорения процесса затвердевания жидкой смеси цементного раствора до придания бетонной конструкции новых физических характеристик. Области применения жидкого стекла не ограничиваются строительством. Из-за своих отличных адгезивных характеристик жидкое стекло используется в качестве связующего материала при склеивании всевозможных материалов: от синтетических до натуральных. Широко применяется клей из этого материала для склеивания металлических деталей.

Таблица характеристик жидкого стекла.

Жидкое стекло представляет собой водный раствор целого класса силикатов. Самыми распространенными на российском рынке считаются натриевые силикатные смеси. Гораздо более мелкими партиями отечественная промышленность выпускает калиевые силикаты. Аммониевые и литиевые силикатные растворы очень редко встречаются в продаже, так как выпускаются ограниченными опытными партиями. Иностранные производители, помимо указания конкретного вида силикатного раствора, очень часто указывают и значение вязкости силиката в растворе.

Области применения жидкого стекла

Растворы силикатов применяются в трех областях.

Характеристики жидкого натриевого стекла.

Первая основана на способности силикатов ускорять отвердевание цементного раствора. В результате получаются высокопрочные образцы искусственного силикатного камня, отличающегося от обычного бетона своими гидроизоляционными характеристиками. Также растворы силикатов служат отличным скрепляющим материалом для создания монолитных конструкций из различных искусственных и синтетических материалов. Так, силикатный клей отлично зарекомендовал себя при монтаже натурального камня в качестве декоративных покрытий и при отделке интерьера натуральными и искусственными материалами.

Второй областью, в которой находят применение силикаты, является синтез искусственного растворимого кремнезема. Он служит для изготовления таких химических реагентов, как белая сажа, силикагель, золь кремнезема, различные катализаторы, цеолиты.

Третья область применения силикатов щелочных металлов — это химическая промышленность, где жидкое стекло участвует в синтезе различных веществ в качестве неосновного химического компонента. В бумажной промышленности составами с содержанием силикатного клея пропитывают бумажную массу, а также проводят склеивание слоев различных сортов бумаги. Жидкое стекло входит в состав смеси, которая покрывает сварочные электроды. Краски на его основе обладают повышенной огнеупорностью и влагостойкостью. Тяжелая металлургическая промышленность использует составы с ингредиентами силикатов для создания огнеупорных тиглей для высокотемпературной обработки металлов. Широкое применение в строительстве, помимо добавок к строительным смесям, водные растворы силикатов получили при создании инъекционных составов для дополнительного укрепления рыхлых грунтов под фундамент.

В быту силикатный клей широко применяется для создания огнеупорных, кислотоустойчивых и влагостойких конструкций и образований.

Этот материал нашел применение и в садоводстве. Растворы силикатов используют для обеззараживания стволов и ветвей плодовых деревьев при их обрезке или ранении. Это экологически чистый антисептик, препятствующий образованию на поверхностях, которые пропитаны им, плесени, грибков, гнилостных образований.

Общая информация

Схема применения жидкого стекла.

Особенности использования силикатов при создании бетонных конструкций

Подвижность бетонных смесей.

При работе с жидким стеклом нужно помнить, что это вязкое вещество, хорошо растворимое в воде. Добавляя его в цемент, всегда учитывайте быструю скорость схватывания смеси. Опытные строители рекомендуют вначале ввести добавку в воду, а затем с помощью электрической или механической мешалки произвести перемешивание полученной жидкости и сухих компонентов раствора. Следует помнить и о пропорции, которую следует соблюдать при составлении цементной смеси. Цементный раствор, в котором жидкое стекло не превышает 10-20% от массы цемента, достаточно быстро схватывается. Поэтому лучше всего готовить его небольшими порциями. При 50% содержания силикатов в цементном растворе схватывание смеси происходит за считаные минуты.

Однако использование этого раствора оправдано для устранения течей в гидросооружениях частного или общественного пользования. Количество жидкого стекла влияет на скорость устранения аварии. Причем подобные мероприятия актуальны для быстрого устранения трещин, через которые сочится или протекает влага. Качество «заплатки» зависит и от состава цементной смеси, и от глубины трещины, и от температурных характеристик, сопутствующих ремонтным работам. Масса примеров успешного устранения подобных аварий только подтверждает оправданность использования силикатного клея в подобных ситуациях.

Классы и марки бетона.

Вне зависимости от того, для чего вы используете цементный раствор с жидким стеклом, вам потребуются следующие инструменты:

Емкость для раствора — это может быть ведро или тазик. В нем вы сможете смешать необходимые компоненты до нужных пропорций.
Мешалка — для смешивания раствора вы можете приобрести специальную насадку на дрель или перфоратор. Она поможет быстро перемешать компоненты смеси и незамедлительно приступить к работе.
Шпатель — для нанесения и распределения цементной смеси на рабочей поверхности.
Строительный уровень — понадобится для создания ровных и геометрически правильных строительных конструкций с использованием цементного раствора с жидким стеклом.

Все работы следует выполнять с соблюдением правил техники безопасности. Работать нужно в перчатках. При попадании силикатов или растворов, их содержащих, на слизистую, необходимо немедленно промыть пораженный орган большим количеством воды и доставить пострадавшего в место, где ему будет оказана профессиональная медицинская помощь. Для различных нужд существуют разные пропорции смешивания компонентов цементного раствора. Жидкое стекло выступает в нем в качестве вспомогательного реагента.

Процесс приготовления

Как сделать самостоятельно раствор с добавлением силикатов? Соблюдайте последовательность операций:

возьмите одно ведро чистой воды;
добавьте стакан силиката;
перемешайте, полностью растворив средство;
перелейте смесь;
введите, при помешивании, сухую цементно-песчаную смесь;
используя смеситель, взбейте массу до однородности;
заполняйте массой подготовленный объем.

Виды цементных растворов с использованием силикатного клея

Схема приготовления раствора бетона.

Гидроизоляция требуется там, где строение или конструкция будут контактировать с влагой. Водостойкая штукатурка готовится из песка и цемента, которые смешиваются в пропорциях 1 часть цемента:2,5 части песка. Затем раствор нужно разбавить водой, в которой должен быть растворен силикат в соотношении 15% от объема цемента.

При гидроизоляции бассейнов, стенных или потолочных перекрытий, полов, потолков или подвалов применяют смесь, в которой на одну часть жидкого стекла берется десять частей простого цементного раствора (песок 3 части, цемент 1 часть). Перед использованием этой смеси поверхность следует покрыть одним или двумя слоями чистого силиката. Для этого лучше всего использовать жесткую кисть или щетку. Потом дождаться полного высыхания поверхности и уже затем приступать к нанесению цементного раствора.

Гидроизоляция колодцев требует применения смеси 1:1, где на одну часть цемента берут одну часть песка и одну часть жидкого стекла. Количество воды вычисляется таким образом, чтобы получить подвижную смесь, по консистенции напоминающую жидкую сметану.

Соотношение материалов

Уровень водостойкости напрямую связан с тем, сколько добавлять жидкого стекла в бетон. От этого показателя зависит также скорость процесса застывания. При приготовлении смеси нужно принять во внимание следующие данные:

Количество клея (%)	Первоначальное схватывание (мин)	Конечный результат (час)
2	40-45	24
5	25–30	16
8	15	6–8
10	5	4

Хотим обратить ваше внимание на то, что нельзя самостоятельно увеличивать содержание ЖС в растворе, так как практика показала, что при чрезмерно высоком содержании клея бетон, наоборот, разрушается буквально через день.[/su_box]

Посмотрим, как использовать жидкое стекло для гидроизоляции бетона на практике. Остановимся на наиболее важных моментах процесса стандартного варианта выполнения работ по организации влагозащиты.

Необходимые инструменты

Для устройства гидроизоляции бетона в этом случае используют специальные инструменты:

различные по объему емкости начиная с самой малой. Тогда при добавлении раствора вы не встанете перед необходимостью переливания;
дрель, снабженная насадкой, либо строительный миксер для размешивания;
валик, щетка либо макловица для нанесения ЖС, а для его распыления – краскопульт;
рукавицы;
спецодежда.

Подготовительные работы

Прежде чем начать покрывать бетон жидким стеклом, необходимо тщательно подготовить поверхность, очистить ее от грязи и пыли. После очистки станут видны возможные дефекты на ней: к примеру, трещины или разошедшиеся швы. Их необходимо заделать. С одной стороны, так можно снизить теплопотери в помещении, а с другой – дополнительно защитить основание от проникновения влаги. Кроме того, ЖС глубже проникает в структуру бетона через очищенные от грязи поры.

Жидкое стекло для гидроизоляции бетона: инструкция

Опишем поэтапно стандартную технологию устройства гидроизоляции.

Раствор тонким слоем наносят на основание, используя валик, макловицу или другой подходящий инструмент. Он заполняет все поры бетона и надежно их герметизирует.
Для большего эффекта операцию повторяют. С перерывом в полчаса поверхность таким же образом обрабатывают вторым слоем изолирующего состава. Его наносят по возможности равномерно, по крайней мере, без пропусков.

СоветИногда приходится иметь дело со слишком гладкой основой, к примеру, ж/б плитой. В подобных случаях рекомендуется ее предварительно «загрубить» при помощи металлической щетки. Таким образом можно обеспечить лучшее проникновение раствора ЖС в основу.

Меры безопасности

Вассерглас не токсичен, однако при попадании в верхние дыхательные пути мелкие брызги раствора могут вызывать раздражение слизистой оболочки.
Работы организуют в хорошо проветриваемом помещении.
Нужно избегать попадания раствора в глаза. Чтобы избежать ожогов, в случае необходимости их нужно сразу же обильно промыть водой. Настоятельно рекомендуется затем обратиться за квалифицированной медицинской помощью.
Места на коже, куда попадает раствор, намыливают и промывают теплой водой, затем наносят мазь. Обратите внимание, что в ее составе не должно быть активных веществ.
Используйте для работы с этим материалом перчатки, спецодежду, индивидуальные защитные средства. Они помогут уберечься от возможных осложнений.

В завершение посмотрите на видео, как выполнить гидроизоляцию подвала изнутри и фундамента жидким стеклом.

Источник

Огнеупорные цементные растворы и иные способы применения силикатов

Определение готовности раствора.

Для того чтобы керамическая плитка прочно легла на бетонное основание и не отпала со временем, нужна хорошая плотная стяжка. Для усиления стяжки, а также для устранения дефекта изначально неверно смешанной и выполненной стяжки применяется силикатный клей. Смешиваем 6 частей силиката и одну часть воды и покрываем поверхность стяжки в несколько слоев.

При строительстве и ремонте огнеупорных конструкций, таких как камины, печи, дымовые трубы, используется такая же смесь, как и при гидроизоляции бассейнов. Огнеупорность, которую приобретает цементный раствор, будет обеспечивать кристаллическая структура силикатной составляющей, которая в равной степени сделает элементы конструкции прочными и долговечными.

На сегодняшний день раствор силикатов щелочных металлов используется как в чистом виде, так и входит в состав множества смесей и готовых продуктов. Не нужно выверять пропорции, готовые грунтовки и пропитки потребуют лишь добавления воды. Однако опытные строители предпочитают сами смешивать растворы, добиваясь от каждого ингредиента максимальной эффективности в конечной смеси.

Гидроизоляция подвала

Подготовить рабочее место, очистив его от грязи и строительного мусора.
Пройтись по поверхности пескоструйным или другим механическим агрегатом для вскрытия капилляров бетона. Затем протереть эту поверхность хлористым водородом, разведенным с водой в соотношении 1:10. При наличии плесени на стенах, обработать их антисептиком.
Канавки и места стыков строительных материалов проштробить их на глубину более 25 мм и на ширину 20 мм.
Проходящие по стенам инженерные коммуникации герметично прикрыть.
Перед нанесением изоляции промочить бетон.
Приготовить изоляционную смесь, следуя рекомендациям производителя.
Нанести гидроизоляцию шпателем, окрасочным пистолетом или широкой кистью.

Про использование «жидкой резины» читайте здесь.

Жидкое стекло для бетона – пропорции, инструкция, отзывы

Есть огромное количество вариантов создания цементных растворов. Использование силиката натрия (жидкого стекла) в бетоне – это прогрессивный метод получения хорошей, качественной и прочной цементной основы. В этой статье мы рассмотрим, с какой целью используется жидкое стекло для бетона и как правильно вводить его в цементную массу, чтобы в конечном результате получить качественный фундамент.

Сфера и особенность применения

Итак, для чего же добавляют жидкое стекло в бетон? В бытовых нуждах бетон с жидким стеклом (химическое название – силикат натрия) применяется для придания влагозащитных свойств застывающей массе и с целью улучшения ее прочностных характеристик. ЖС используется во время ремонта в бассейнах, при проведении работ на канализационных сетях и т.п. Помимо этого возможно добавление жидкого стекла в бетон для ускорения затвердения цементной массы.

Добавлять жидкое стекло в цементную основу нужно осторожно, соблюдая определенные пропорции. Использование жидкого стекла в количестве, превышающем 5% к цементной смеси, может не самым лучшим образом отразиться на эксплуатационных характеристиках фундамента или изделия, для создания которого используется силикат натрия. Здесь больше речь идет о прочностных характеристиках.

Бетон с добавками жидкого стекла — срез

Использование жидкого стекла в бетоне в повышенном количестве способствует ускоренному затвердеванию основы, что в свою очередь усложняет процесс укладки цементной массы.

При подготовке микса и подмеса добавок необходимо обязательно придерживаться пропорций введения этого веществу в бетонную основу.

Плюсы и минусы жидкого стекла для бетона

Теперь давайте рассмотрим все за и против использования этой добавки в качестве улучшения гидроизоляционных свойств цементной основы.

К основным положительным характеристикам силиката натрия специалисты относят:

высокий уровень адгезии – когда добавляют жидкое стекло в бетон, смесь получается редковатой, за счет чего происходит полное и глубокое заполнение пор обрабатываемой поверхности;
высокие показатели водонепроницаемости;
экономичность – при гидроизоляции расход ЖС очень мал;
предотвращение появлению плесени;
низкая стоимость;
долговечность.

Среди недостатков:

быстрое застывание;
узконаправленность – ЖС используется только с целью защиты от влажности;
необходимость точного контроля вводимого вещества.

Схема применения жидкого стекла

Для того, чтобы объективно оценивать все «за» и «против» применения такой добавки для замеса, нужно понимать, что она нужна исключительно для защиты готовой конструкции от влаги. Это касается не только самого бетона, но и армирующих металлических элементов.

Как правильно приготовить бетонную смесь на основе жидкого стекла?

Процедура приготовления бетонной основы с добавлением жидкого стекла по своей сути не сложна, но получить качественный продукт возможно только при условии соблюдения нескольких важных правил:

Твердеющие характеристики смеси следует снизить. Для этого силикат натрия сначала растворяется в воде и только после этого тонкой струйкой вводится в готовый цементный или бетонный раствор.
В процессе введения ЖС вся масса постоянно помешивается, за счет чего достигается равномерное распределение гидроизоляционного вещества по всему объему.
Как только все количество ЖС будет внесено в цемент, следует еще раз все тщательно вымешать, используя для этого строительный миксер или дрель со специальной насадкой.

Учитывая, что подобные смеси быстро твердеют, заготовки делают в небольших количествах. Очевидно, что готовить смесь в бетономешалке нерационально – она схватится задолго до того, как завершится процесс перемешивания.

Замешивание бетона с жидким стеклом всегда небольшими порциями, чтобы не успевало застывать до израсходования

При приготовлении бетона с жидким стеклом используется исключительно питьевая очищенная вода, в которой отсутствуют примеси солей и прочие включения. Последние снижают эксплуатационные характеристики активных веществ ЖС.

Соотношение материалов

Уровень влагостойкости зависит от того, какой объем ЖС будет внесет в бетонную массу. От количества ЖС зависит и скорость застывания. При приготовлении раствора необходимо брать во внимание данные, приведенные в таблице.

Объем силиката натрия, %	Первоначальное схватывание, мин	Полное застывание, час
2	40-45	24
5	25-30	16
8	15	6-8
10	5	4

Пропорции введения силиката натрия во многом зависят от задачи, которую нужно реализовать с помощью раствора на его основе. Данные по разведению и количественным долям указываются на упаковочной таре самого продукта. К примеру, для гидроизоляции бассейна используется бетонный раствор с 3% ЖС.

Нельзя самостоятельно увеличивать объем ЖС в смеси. На практике это ни к чему хорошему не приводит: поверхность начинает разрушаться буквально спустя 7-10 дней после полного застывания.

ВИДЕО: Жидкое стекло для гидроизоляции

Организация приготовления состава с добавками

Перед тем, как использовать жидкое стекло необходимо разобрать все особенности его применения. В первую очередь нужно определиться, какие инструменты нужны для этого мероприятия.

Добавка жидкого стекла в бетон с целью повышения его гидроизоляционных свойств характеризуется использованием таких специальных инструментов:

различные по объему емкости – в случае добавления раствора отпадает необходимость его переливания в емкость большего размера;
строительный миксер или за неимением такового, как правило, используется дрель со специальной насадкой;
валик;
щетка или макловица – облегчает процесс нанесения ЖС;
краскопульт – упрощает процесс распыления смеси;
рукавицы;
специальный костюм (за неимением такового используется плотная одежда с длинными рукавами).

Подготовительные мероприятия

Прежде чем использовать жидкое стекло для приготовления бетонной основы, необходимо тщательно подготовить поверхность, очистив ее от пыли и загрязнений. Это обеспечит лучшее скрепления бетона с плоскостью.

После проведения очистительных мероприятий, возможно, вскроются дефекты на обрабатываемой поверхности: например, это могут быть трещины, разошедшиеся швы в стыках поверхностей и т.п. Их обязательно нужно заделать, чтоб избежать дальнейшего растрескивания бетонной основы. Да и к тому же, это позволит не только обеспечить дополнительную защиту поверхности от влаги, но и сократить теплопотери в помещении.

Перед тем, как приступить к гидроизоляции, заделывают на поверхности трещины и пустоты, чтобы не допустить растрескивания цементной стяжки

Совет! Если предварительно тщательно очистить обрабатываемую цементной основой поверхность, то это обеспечит более глубокое проникновение ЖС и, соответственно, сделает фундамент или плоскость крепкой и прочной.

Поэтапная инструкция устройства гидроизоляции

Можно ли организовать гидроизоляцию собственными силами? Легко, если придерживаться нескольких рекомендаций:

Используя валик, макловицу или другой идентичный по функциональности инструмент наносим цементный раствор тонким слоем на подготовленную поверхность. Нет необходимости сразу делать слишком толстый слой, это может отрицательно отразиться на прочностных характеристиках поверхности в дальнейшем.
Если есть необходимость в возведении высокого фундамента, то слои наносятся поочередно, с перерывом в 30 минут. Для получения ровной поверхности нужно обязательно использовать уровень.

Совет! Если работы проводятся с гладкой основой, по типу ж/б плитки, то, с целью улучшения адгезии, рекомендуется предварительно «загрублять» такую поверхность. Для этого можно использовать металлическую щетку или крупнозернистую наждачную бумагу.

Меры безопасности

Силикат натрия не является высокотоксичным веществом, но при попадании в верхние дыхательные пути вызывает раздражение слизистой оболочки. Поэтому с целью предотвращения неприятных последствий работы с этим материалом рекомендуется соблюдать меры безопасности:

защитный костюм – гарантия того, что ЖС не попадет на кожные покровы, поэтому не пренебрегайте его наличием;
с целью предотвращения попадания ЖС в глаза надевайте защитные очки;

Если ЖС или вещество на его основе попало в глаза, то нужно незамедлительно промыть слизистую большим количеством теплой проточной воды. При необходимости нужно обязательно обратиться за медицинской помощью.

помещение, в котором ведутся работы с этим веществом, обязательно должно постоянно проветриваться.

Зная, как использовать жидкое стекло для приготовления бетона, можно организовать процесс возведения фундамента и гидроизоляции поверхности наилучшим образом. Надеемся, описанные выше советы и рекомендации помогут вам в реализации поставленной задачи.

ВИДЕО: Универсальная гидроизоляция — аква блокер (стоп вода)

Пропорции смеси затирочных материалов Labiles Waterglass (LW).

Это очень необычно для успеха цементации проезжей части угольных шахт со следующими факторами: высокой начальной прочностью, хорошей текучестью и удобной перекачкой, но существующие цементирующие материалы затрудняют одновременное достижение вышеуказанных характеристик. Поэтому разработан модифицированный материал для затирки, который состоит из двух видов сухих материалов A и B, смешанных с водой в равных количествах.Физико-механические свойства модифицированных затирочных материалов при различных соотношениях были проверены с помощью лабораторных ортогональных испытаний, и было получено оптимальное соотношение затирочных материалов и добавок: (1) водоцементное соотношение составляет 0,8: 1; (2) основной материал: массовое соотношение цемента, летучей золы, бентонита и воды составляет 1: 0,3: 0,1: 1,44; (3) примесь: массовое соотношение восстановителя воды С, ускорителя D и замедлителя схватывания Е составляет 1,5%: 0,05%: 0,3%. Основные свойства модифицированных материалов для затирки были изучены с точки зрения состояния потока пульпы, диапазона диффузии и параметров затирки с помощью метода численного моделирования, и был выявлен механизм усиления пульпы к разрушенным свойствам окружающих пород проезжей части: ( 1) давление раствора является основным фактором, влияющим на радиус диффузии раствора; (2) улучшаются механические свойства проезжей части, окружающей горную породу, уменьшаются пластическая зона и деформация окружающей породы, а активная опорная функция анкера и кабеля улучшается за счет армирования цементным раствором; (3) улучшается контролирующий эффект проезжей части, и сбалансированная опора с анкерной структурой проезжей части, окружающей скальную породу, реализуется посредством армирования цементным раствором.Исходя из этого, модифицированный затирочный материал применяется в практике ремонта и армирования проезжей части. Данные полевого мониторинга показывают, что производственные практики основывались на технологиях ремонта проезжей части и армирования модифицированным цементным материалом, так как ядро проезжей части окружает эффект контроля горных пород, а модифицированный цементный материал имеет широкий спектр перспектив применения. 1. Введение Уголь является основным источником энергии и важным промышленным сырьем в Китае.С увеличением глубины и интенсивности добычи угля в шахте появилось большое количество сложных и труднопроходимых дорог, включая проезжую часть из мягких пород, проезжую часть с высокими нагрузками, проезжую часть с сильным динамическим давлением и разбитую проезжую часть в окружающих породах. Среди них одной из основных проблем, стоящих перед производством безопасности угольных шахт, является контроль за разбитым окружающим каменным полотном [1–6]. Под воздействием тектонического напряжения, горного напряжения, зоны разлома складчатости и других факторов окружающая порода проезжей части серьезно разрушается, деформация велика, интенсивность отказов опорной конструкции высока, а контроль затруднен.Согласно статистике, 60% -80% разбитых окружающих скальных дорог требуют многократного ремонта для поддержания их нормальной эксплуатации, что приводит к тяжелым работам по техническому обслуживанию, высокой стоимости и низкой безопасности [7-15]. В последние годы используются различные цементирующие материалы для усиления окружающей породы проезжей части, заполнения трещин, цементирования разбитой окружающей породы, повышения целостности и прочности окружающей породы, улучшения самонесущей способности разрушенной окружающей породы, улучшения характеристик анкеровки поддерживающие компоненты, контролируют деформацию окружающей породы и повышают устойчивость проезжей части.Концепция и метод поддержки и ухода постепенно применяются в проектировании ремонта проезжей части шахт [16–20]. В качестве ключевого и основного фактора комплексные характеристики материала для затирки существенно повлияют на поток и диапазон диффузии раствора и, в конечном итоге, определят эффект усиления затирки проезжей части. В настоящее время многие ученые провели эффективные исследования затирочных материалов и разработали затирочные материалы с различными типами и свойствами [21–34]. Его можно разделить на неорганический цементный раствор и органический химический раствор: (1) Неорганический цементный раствор имеет преимущества широкого источника, высокой прочности каменного тела, хорошей водонепроницаемости, низкой цены, удобного приготовления, простого в эксплуатации, нетоксичного и безвредного.Это наиболее широко используемый и самый объемный затирочный материал. Однако он также имеет такие недостатки, как большой размер, плохая приемистость, длительное время затвердевания и сложность контроля. При проектировании цементного раствора в цементный раствор обычно добавляют цементную добавку для улучшения водопроводности, стабильности, текучести и свойств затвердевания раствора, так что характеристики раствора могут соответствовать потребностям полевых работ. В настоящее время цементный раствор разрабатывается в направлении ультрамелкого цемента, быстро схватывающегося материала с высоким содержанием воды, цементного раствора на основе микрокремнезема и наноцементного материала.(2) Органический химический раствор имеет преимущества низкой вязкости, хорошей приемистости, сильной непроницаемости, хорошего контроля времени затвердевания, хорошей стабильности, небольшого давления цементирования и большого радиуса диффузии суспензии, но он также имеет характеристики высокой цены, токсичности, лихорадки. , уплотнение, низкая прочность, строгие требования к технологии строительства и другие дефекты и могут легко вызвать трудности с промывкой угля, загрязнение грунтовых вод и нанести вред здоровью человека, поэтому область его применения сильно ограничена.В настоящее время исследования инженерных материалов ориентированы на широкий спектр источников, местные условия, экологичность и низкую цену. В связи с этим, в соответствии с характеристиками затирочной арматуры в разбитом окружающем слое горных пород проезжей части, коллективом автора разработан модифицированный затирочный материал. Основываясь на различном минеральном составе и механизме гидратации портландцемента и сульфоалюминатного цемента, в полной мере использовалась летучая зола промышленных твердых отходов, чтобы превратить отходы в сокровища и снизить стоимость модифицированного цементного материала, который не только имеет преимущества регулируемого затвердевания. время и высокая прочность, но также преодолевает недостатки, такие как легкое измельчение, нестабильная химическая структура и легкость коррозии под действием воды.Путем экспериментального исследования определяется наилучшее соотношение материалов для затирки в конкретных условиях, а с помощью численного моделирования выявляются законы диффузии потока и усиление затирки. Исходя из этого, разработанный модифицированный цементный материал применяется в проекте ремонта разрушенного проезжей части в окружающих скальных породах, что обеспечивает быстрое и стабильное затвердевание разрушенного угольного и горного пласта, а также хороший эффект контроля дорожного полотна, окружающего скальную породу, и эффективно обеспечивает безопасную и безопасную работу. эффективная добыча угольных ресурсов.2. Подготовка модифицированного материала для затирки. 2.1. Определение состава 2.1.1. Режим заливки швов В настоящее время режим затирки в основном делится на одинарную жидкость и двойную жидкость. Единичная жидкость состоит из одного вида суспензии, наиболее распространенной из которых является цементный раствор; двойная жидкость состоит из двух видов суспензии, которые готовятся и хранятся независимо, а затем быстро впрыскиваются в матрицу после того, как они полностью смешаны. Исходя из характеристик инженерной техники по ремонту проезжей части рудника, необходимо скорректировать время гелеобразования и раннюю прочность в соответствии со степенью разрушения окружающей породы.Таким образом, модифицированный затирочный материал работает в режиме двойной затирки жидким раствором. 2.1.2. Состав Выбор состава материала для затирки основан на широком ассортименте материалов, низкой стоимости, высокой комплексной производительности и экологичности. Затирочный материал состоит из двух групп сухих материалов A и B, смешанных с водой в равных количествах. Материал A изготовлен из портландцемента, а материал B — из сульфоалюминатного цемента. Два типа сухих материалов с взаимодополняющими химическими свойствами состоят из летучей золы, бентонита и добавок.Перед затиркой в воду добавляют материал A и материал B, чтобы получилась суспензия. Оба они могут сохранять хорошую текучесть в течение 2 часов. При затирке два раствора полностью перемешиваются. Регулируя соотношение двух материалов, время конденсации может быть достигнуто от нескольких минут до нескольких часов, а прочность достигается за счет быстрого затвердевания после конденсации. (1) Вяжущие материалы. Вяжущим материалом материала А является портландцемент, который обладает характеристиками стабильного развития прочности, высокой долговременной прочности и большой теплотой гидратации благодаря высокому содержанию силикатных минералов.Вяжущий материал материала B представляет собой сульфоалюминатный цемент, который обладает характеристиками ранней прочности, высокой прочности, непроницаемости и коррозионной стойкости. Когда два вида цемента смешиваются в правильной пропорции, может быть достигнут эффект быстрого схватывания и ранней прочности. (2) Активные материалы. Летучая зола — это разновидность пуццоланового материала, обладающего определенной активностью. Он имеет мелкие частицы, множество сферических стекловидных тел и гладкую поверхность. Распределяется между частицами цемента и увеличивает плотность затирки.Добавление летучей золы в цементные материалы может не только повысить текучесть пасты, но также восстановить остатки промышленных отходов, уменьшить количество цемента и снизить стоимость. (3) Бентонит. Бентонит — это разновидность глинистого минерала, основным компонентом которого является монтмориллонит. Он имеет сильное водопоглощение и находится в суспензионном и гелеобразном состоянии в водном растворе. Использование бентонита в качестве суспендирующего агента может улучшить диспергирование и суспендирование твердых частиц материалов A и B в суспензии, избежать явления седиментации и просачивания и сделать материал равномерно и стабильно гидратированным с образованием гомогенного гидратационно-твердеющего тела.(4) Добавки. Она включает ускоритель, водоредуктор в материале А, а также замедлитель схватывания и водоредуктор в материале В. Основная функция добавки заключается в улучшении характеристик перекачивания материала А и материала Б. 2.1.3. Механизм реакции гидратации Прочность материалов для двойной жидкой затирки может быстро затвердеть, что в основном связано с ускоренной реакцией гидратации портландцемента и сульфоалюминатного цемента. С портландцементом в качестве матрицы и добавлением определенного количества сульфоалюминатного цемента усиливается гидратация цемента, увеличивается количество эттрингита в продукте гидратации, время схватывания композитного цемента сокращается, ранняя прочность повышается, а микрорасширение тоже наблюдается.Когда сульфоалюминатный цемент используется в качестве матрицы и добавляется определенное количество портландцемента, 24-часовая прочность цемента композитной системы увеличивается, а скорость усадки цемента в сухом состоянии снижается. При этом стоимость производства цемента может быть снижена без снижения прочности. Следовательно, добавление небольшого количества другого цементного клинкера имеет большое влияние на скорость ранней гидратации матричного цемента, которая аналогична механизму гидратации матричного цемента на более поздней стадии, но меняет относительную пропорцию и микроструктура продуктов гидратации системы, что улучшает ее комплексные характеристики.2.2. Тест оптимального соотношения модифицированного цементного материала 2.2.1. Ортогональный экспериментальный дизайн Существует две характеристики метода ортогонального планирования экспериментов: сбалансированная дисперсия и однородность. По сравнению с унифицированным методом тестирования количество тестов можно регулярно сокращать и проводить только репрезентативные тесты. Правильная оценка ошибки теста и интуитивно понятные результаты могут быть получены с помощью анализа диапазона. План ортогонального эксперимента включает три аспекта: (1) выбор факторов и уровней в соответствии с требованиями эксперимента, (2) выбор ортогональной тестовой таблицы и разработка плана тестирования в соответствии с количеством факторов и уровней, и (3) проведение экспериментов и проанализируем результаты тестирования.При проектировании дозирования суспензии сначала не учитывается содержание добавки, которое включает три фактора: водоцементное соотношение, содержание летучей золы и содержание бентонита. Водоцементное соотношение — это общее массовое отношение воды к цементу, летучей золе и бентониту. Количество уровней определяется по степени влияния каждого фактора. (1) Влияние водоцементного отношения на прочность цементного раствора на сжатие. Согласно результатам предыдущих испытаний [35–38], время схватывания портландцемента и сульфоалюминатного цемента является самым коротким после смешивания с тем же количеством.Чтобы суспензия достигла характеристик быстрого схватывания и ранней прочности, эти две смеси смешивают в соответствии с объемным соотношением 1: 1. Прочность на одноосное сжатие смешанного цементного раствора при пяти различных соотношениях воды и цемента показана на рисунке 1.

Сравнительное исследование цементного раствора с цементным раствором и цементно-натриево-силикатного раствора

Цементный раствор и цементно-силикатный раствор натрия наиболее широко применяются в проектах по усилению цементного раствора. Изменение вязкости цементного раствора незначительно во время затирки и предполагается, что оно не зависит от времени, в то время как вязкость цементно-силикатного раствора натрия быстро увеличивается со временем и, как предполагается, зависит от времени.Из-за значительных реологических различий между ними качество затирки и возрастающие характеристики затирки могут быть разными. Это основные факторы при проектировании затирки. В этой статье было разработано крупномасштабное трехмерное устройство моделирования цементации для моделирования цементации окружающих занавесок для туннеля. Были проведены две серии экспериментов по заполнению цементным раствором окружающих завес при различных начальных давлениях: 100, 150 и 200 кПа. Испытание на перегрузку в туннеле было проведено для оценки качества затирки всех экспериментов по затирке окружающих занавесей.Результаты показывают, что тенденция увеличения давления цементного раствора силиката натрия схожа с его вязкостью; время схватывания цементно-силикатного раствора натрия, полученного в результате лабораторных испытаний, меньше, чем время схватывания цементно-силикатного раствора в среде практического затирки, где раствор цементного раствора затвердевает в почве; качество затирки цементно-силикатного раствора натрия лучше, чем цементного раствора, и качество затирки снижается с начальным давлением.

1. Введение

Обрушения, нестабильность и наплыв глины и воды часто происходят во время строительства туннелей, горных работ или гидроэнергетики из-за грунта с низкой прочностью или проницаемостью.Армирование цементным раствором — полезный метод улучшения свойств почвы, особенно для увеличения прочности и долговечности или уменьшения проницаемости [1–4]. Это процедура, при которой растворный раствор вводится в почву.

Для затирки арматуры используются различные растворы для цементного раствора, одна из которых может быть использована для конкретного проекта в зависимости от цели затирки и свойств грунта. Они могут варьироваться от жидких растворов на основе цемента, таких как цементный раствор и цементно-силикатный раствор, до химических суспензий, таких как лигнин, акрил, мочевина или эпоксидные смолы [5–9].Хотя химический раствор имеет регулируемое время гелеобразования, хорошую проницаемость и гибкость после затвердевания, он не имеет широкого применения из-за своей дороговизны, более низкой прочности и низкой прочности [10]. Кроме того, они могут нанести вред окружающей среде. Цементный раствор и цементно-силикатный раствор натрия являются двумя наиболее распространенными жидкими растворами, используемыми в проектах по цементированию грунта, благодаря их дешевизне, широкому выбору сырья, высокой прочности, хорошей долговечности и хорошей совместимости с окружающей средой.

Реологические характеристики цементного раствора и цементно-силикатного раствора заметно различаются. Изменение вязкости цементного раствора во время периода затирки недостаточно велико, чтобы повлиять на другие параметры, очевидно, такие как давление затирки и пространственное распределение цементного раствора, поэтому предполагается, что вязкость цементного раствора не зависит от времени [11]. Предполагается, что вязкость цементного раствора остается постоянной на протяжении всего процесса затирки. Однако вязкость цементно-силикатного раствора натрия быстро увеличивается со временем, и ее можно регулировать, контролируя состав [12].Его вязкость, зависящая от времени, оказывает значительное влияние на другие параметры, очевидно, такие как давление цементного раствора и пространственное распределение раствора [13]. Shucai et al. [12] изучали реологическое поведение цементно-силикатного раствора натрия при различных объемных соотношениях между цементным раствором и жидким стеклом. Основываясь на результатах, он предложил, чтобы процесс схватывания цементно-силикатного раствора натрия можно было разделить на три стадии: стадия низкой вязкости, стадия увеличения и стадия затвердевания. В исходной смеси увеличение вязкости происходит относительно медленно и остается небольшим, затем вязкость быстро увеличивается и текучесть быстро снижается, и, наконец, цементно-силикатный раствор натрия затвердевает и постепенно теряет текучесть.

Одноосное сжатие залитого цементным раствором цилиндрического образца, вероятно, является наиболее широко выполняемым испытанием на грунте, используемым для изучения влияния параметров цементного раствора, таких как характер грунта, раствор цементного раствора и давление цементного раствора на эффект цементации грунта. Faramarzi et al. [10] использовали одноосные и двухосные испытания на сжатие образцов, закачанных цементным раствором или модифицированным цементным раствором с карбамидоформальдегидной смолой в качестве добавки, чтобы изучить эффективность цементного раствора для улучшения прочностных характеристик и гидравлических свойств аллювиального пласта при разном возрасте отверждения.Анагностопулос [14] также использовал одноосные и двухосные испытания на сжатие образцов гранулированного грунта, в который в качестве добавок вводили цементный раствор или цементный раствор, модифицированный акриловой смолой или метилметакрилатом. Экспериментальные результаты показывают, что добавление латексов в толстые чистые цементные растворы существенно улучшает физико-механические свойства вводимого грунта.

Научная и разумная теоретическая модель, используемая для изучения механизма усиления цементного раствора в грунте, не была успешно предложена, поскольку свойства цементного раствора и почвы и их взаимодействие являются сложными.Тем не менее, испытание с моделированием затирки постепенно стало одним из наиболее важных методов в исследовании затирки, поскольку он может хорошо моделировать сложные условия практического проекта по затирке, а результаты исследования хорошо подходят для практического проекта затирки. Zhang et al. [15] разработали испытательное устройство для моделирования цементного раствора и изучили образование и развитие шаров цементного раствора и трещин в глине с цементным раствором. Их результат предполагал, что цементацию трещин в глине можно разделить на три стадии: стадия цементного раствора, первая стадия поверхности разрушения и следующая стадия поверхности разрушения; каждый перелом происходит на самой слабой поверхности.Peng et al. [16] разработали крупномасштабную испытательную установку для моделирования процесса расщепления цементного раствора в зоне разлома разлома. Согласно экспериментальному исследованию, процесс расщепления цементного раствора в грунте разделен на три этапа, включая накопление энергии, разрушение грунта и передачу энергии пульпы с точки зрения рассеивания энергии на основе кривых зависимости давления цементного раствора от времени. Испытания на заливку на месте были выполнены в [17]. Юань и др. [17] использовали самодельные экспериментальные инструменты для исследования возникающего и развивающегося механизма гидроразрыва суспензии с бентонитовой суспензией.Испытания демонстрируют процесс разрушения и расширения пульпы. На основе анализа результатов испытаний составлены формулы для расчета давления и скорости расширения трещины суспензии, а также обобщена эмпирическая формула расширения жидкости.

Эти предыдущие исследования были в основном сосредоточены на механических параметрах образцов грунта, залитых раствором цемента, или диффузии, характерной для образцов раствора на основе цемента, вводимого в почву; тем не менее, было проведено несколько исследований по влиянию цементного раствора или цементно-силикатного раствора на цементно-натриевый раствор на давление цементного раствора, давление цементного раствора на окружающее горное давление (т.е., изменение давления окружающей породы при заливке), или качество затирки, или сравнение между ними. Все они являются важными факторами для разработки плана затирки, особенно для оценки влияния качества затирки.

В этой статье было разработано крупномасштабное устройство для трехмерного моделирования цементного раствора для моделирования процесса заливки. Были проведены две серии экспериментов по заполнению цементным раствором окружающих завес при различных начальных давлениях: 100, 150 и 200 кПа. В одной из серий экспериментов по затирке вводится цементный раствор, а в другой — цементно-силикатный раствор натрия.После семи дней затвердевания цементного раствора был вырыт туннель. Затем было проведено испытание на перегрузку, чтобы проверить качество затирки. На основании давления цементного раствора было проанализировано давление в окружающих породах, полученное во время цементирования, и влияние на них вязкости. На основе деформации туннеля, полученной в результате испытания на перегрузку, также было проанализировано сравнение качества цементного раствора между двумя растворами.

2. Схема эксперимента по заливке швов

2.1. Устройство для цементирования

Для моделирования процесса цементирования было разработано крупномасштабное устройство для трехмерного моделирования цементного раствора, которое показано на рисунке 1. Это устройство состоит из двух частей: гидравлической системы загрузки с сервоуправлением с максимальной нагрузочной способностью 500 кПа и максимальная загрузка 25 см и ящик для раствора с внутренними размерами 120 см в длину, 60 см в ширину и 100 см в высоту. Нагрузочная стальная пластина, используемая для непосредственного уплотнения почвы, имеет длину 159,5 см, ширину 59,5 см и толщину 2 см.В передней и задней стенке почвенного ящика просверливается отверстие диаметром 20 см, служащее входом в туннель и выходом из туннеля соответственно. Оба отверстия расположены посередине стен и на расстоянии 20 см от дна почвенного ящика. Они закрываются стальной пластиной, пока не начнется рытье туннеля. Для перемещения ящика для раствора во время экспериментов по заливке необходим ручной вилочный погрузчик.

Система сбора данных и система затирки необходимы для экспериментов.Система сбора данных включает датчики давления цементного раствора, датчики давления окружающих горных пород, датчики смещения туннелей и прибор для сбора данных. Эти даты записываются компьютером с интервалом 0,5 с. Следует отметить одну вещь: полученная величина окружающего горного давления вызвана только давлением цементного раствора, то есть не включая начальное окружающее горное давление, вызванное начальным давлением и силой тяжести. Система затирки включает ручной двойной насос для затирки жидкого раствора, трубы для затирки и некоторые клапаны.
2.2. Сценарии экспериментов по заливке швов
Есть три группы экспериментов по заполнению контрастным раствором, и их соответствующие начальные давления ( P ₀) составляют 100 кПа, 150 кПа и 200 кПа. Каждая группа экспериментов по контрастному заполнению швов включает эксперимент по заполнению цементным раствором и эксперимент по заполнению цементно-силикатным раствором натрия. Относительная степень уплотнения цементного раствора и каркаса прожилочного раствора может быть определена путем сравнения толщины прожилок жидкого раствора, протяженности прожилок жидкого раствора, объема затирочного баллона, давления цементного раствора и давления окружающей породы между экспериментами по контрастному заполнению цементным раствором.Принимая во внимание общие важные факторы, влияющие на эффект затирки, такие как свойства почвы, свойства цементного раствора и диаметр туннеля, чтобы приблизить моделирование затирки к реальным проектам затирки, объем затирки составил 80 л, а скорость затирки — 10 л / мин. Количество и параметры для каждого раствора приведены в таблице 1.
Номер позиции Начальное давление, P ₀ (кПа) Объем раствора (л) Скорость затирки, q (л / мин)
CM-100 100 80 10
CS-100 100 80 10
CM-150 150 80 10
CS-150 150 80 10
CM-200 200 80 10
CS-200 200 80 10
Примечание: в столбце «Номер позиции» «CM» обозначает заливку цементным раствором. цементно-силикатный раствор, CS обозначает затирку цементно-натриево-силикатного раствора.
2.3. План затирки
Восемь трубок с затирочной сеткой, погруженных в исследуемый грунт, были равномерно распределены по окружности, концентрической по отношению к туннелю. Круг имеет диаметр 30 см. Каждая заливочная труба имеет длину 60 см, что равняется ширине почвенного ящика, и внутренний диаметр 1,6 см. Серийные отверстия диаметром 2 мм были просверлены вдоль трубок цементной сетки, через которые цементный раствор вводили в тестовый грунт для образования неповрежденной арматурной завесы цементного раствора.После первоначального схватывания цементного раствора все трубы затирочной сетки были извлечены, чтобы исключить влияние затирочных сеток на смещение туннеля, то есть эффект затирки. Во все восемь трубок с цементной сеткой в свое время была закачана цементная суспензия. Количество и расположение трубок для цементной сетки показано на рисунке 2, а конструкция отверстий для цементной сетки показана на рисунке 3.

2.4. План земляных работ туннеля
Туннель был выкопан методом сплошной выемки, когда время схватывания жидкого навоза в исследуемой почве составляло семь дней.Вся длина туннеля была разделена на шесть участков, которые раскапывались по очереди. На рисунке 4 показан выкопанный туннель.

2.5. План мониторинга данных
2.5.1. Давление цементного раствора и давление горных пород при заливке раствора
Известно, что давление горных пород при заливке цементным раствором, которое было вызвано давлением цементного раствора, тесно связано с положением монитора. В настоящих экспериментах с цементным раствором давление цементного раствора, окружающее горную породу в центре туннеля, было, скорее всего, самым большим и могло более разумно отражать уплотнение цементного раствора.Таким образом, в позицию встроены два окружающих датчика давления породы. Средние значения результатов были рассчитаны как окружающее горное давление (Рисунок 5).

2.5.2. План деформации туннеля
Деформация туннеля может быть лучшим ответом на силу затирки армированного грунта. Меньшая деформация туннеля способствует лучшему эффекту затирки. Были спроектированы четыре точки мониторинга, и конкретное местоположение и идентификационный номер каждой точки мониторинга показаны на Рисунке 6.Два датчика деформации в передней и задней части туннеля использовались для контроля горизонтальной деформации, а два датчика деформации в середине туннеля использовались для контроля вертикального смещения.

2.6. Экспериментальный грунт
Тестируемый грунт был взят из строительной ямы в городе Цзинань университета Шаньдун, провинция Шаньдун, Китай. Примеси, такие как битые камни и блоки твердого грунта, были удалены путем просеивания исследуемого грунта перед использованием для улучшения его однородности.Испытания включают в себя удельный вес, предел жидкости, пределы пластичности, угол внутреннего трения и когезию. Гранулометрический состав почвы определяли мокрым просеиванием и ареометром. Основные свойства почвы приведены в таблице 2.
Параметр Единица Значение
Удельный вес г / см ³ 2.6
Максимальная плотность в сухом состоянии г / см ³ 1,6
Оптимальная влажность % 18
Предел пластичности % 16
Предел жидкости % 34
Индекс пластичности % 12
Влажность % 15
2.7. Заливочный раствор
2.7.1. Цементный раствор
Для приготовления цементного раствора был использован портландцемент местного производства. Цемент был смешан с водой при массовом соотношении вода / цемент 1. Поскольку его переменное количество вязкости настолько мало во время закачки, в большинстве случаев оно может рассматриваться как постоянное. Свойства цементного раствора приведены в таблице 3. Механические параметры цементного раствора были определены при семидневном периоде схватывания в естественных условиях, который был таким же, как и у цементно-силикатного раствора натрия.
Параметр Единица Значение
Соотношение вода / цемент по массе 1 1
Плотность г / см ³ 1,5
Время начального схватывания ч 14
Время окончательного схватывания H 25
Кажущаяся вязкость мПа · с 19
Прочность на одноосное сжатие МПа 5.9
Секущий модуль Юнга ( E ₅₀) ГПа 10,8
Коэффициент Пуассона 1 0,22
2.7.2. Цементно-натриево-силикатный раствор
Цементно-натриево-силикатный раствор представляет собой смесь цементного раствора и жидкого стекла в определенной пропорции. Цементный раствор и жидкое стекло обычно начинают смешиваться в нагнетательных трубопроводах или в горной породе.Объемное соотношение цементного раствора и жидкого стекла, используемого в цементно-силикатном растворе натрия, равно единице. Свойства цементного раствора, используемого в цементно-силикатном растворе натрия, перечислены в Таблице 4; степень Боме жидкого стекла составляет 38, а зависимость кажущейся вязкости от времени показана на Рисунке 7. Механические параметры цементно-силикатного раствора натрия были определены в период схватывания в семь дней в естественных условиях, который был таким же, как и у цементно-силикатного раствора. цементный раствор.
Параметр Единица Значение
Прочность на одноосное сжатие МПа 5.9
Секущий модуль Юнга ( E ₅₀) ГПа 10,8
Коэффициент Пуассона 1 0,22

2,8. План испытания на перегрузку
Испытание туннеля на перегрузку было начато, когда отклонение каждого датчика деформации составляет менее 0,1 мм / мин. При испытании на перегрузку применяется метод ступенчатого нагружения, и шаг нагружения составляет приблизительно 10 кПа.Если отклонение каждого датчика деформации составляет менее 0,1 мм / мин, деформация туннеля считается стабильной, и затем применяется следующий уровень нагрузки. Эта процедура повторяется до тех пор, пока перегрузка не достигнет 80 кПа. Деформации туннеля и соответствующая перегрузка во время испытания на перегрузку автоматически регистрировались компьютером.
3. Анализ экспериментальных данных
3.1. Давление затирки
Кривые зависимости давления затирки от времени при различных начальных давлениях показаны на Рисунке 4.Значения и повышенная тенденция давления затирки как для цементного раствора, так и для цементно-силикатного раствора примерно до 4 минут примерно одинаковы, а через 4 минуты они значительно различаются. До 4 мин давление раствора медленно увеличивается для обоих растворов. Через 4 минуты скорость увеличения давления цементно-силикатного раствора быстро увеличивается, в то время как для цементного раствора оно остается примерно постоянным.
Во время заливки цементного раствора в грунт давление раствора примерно равно сумме гидравлического сопротивления, вызванного вязкостью цементного раствора и сопротивлением грунта, существующим на фронте цементного раствора и вызванным раскалыванием грунта.Поскольку концентрация напряжений существует в передней части раствора, меньшее давление может расколоть почву. Этот вид давления остается примерно постоянным, что тесно связано с напряжением окружающей породы и меньше связано с реологическими свойствами цементного раствора в условиях расщепления. Следовательно, сопротивление грунта не может привести к значительному отклонению между двумя значениями давления цементного раствора. Учитывая, что вязкость цементного раствора остается примерно постоянной, в то время как вязкость цементно-силикатного раствора быстро увеличивается через некоторое время в течение периода затирки, разницу в вязкости между двумя цементными растворами можно отнести к значительной разнице между давлением затирки двух. растворы для затирки швов.
Сравнивая кривые зависимости давления цементного раствора от времени на Рисунке 8 с кривыми зависимости вязкости от времени для цементно-силикатного раствора на Рисунке 7, можно сделать вывод, что тенденция изменения аналогична. Пороговое время, по истечении которого вязкость быстро увеличивается, составляет около 30 с, а для давления цементного раствора — около 4 минут. Это очевидное различие может указывать на то, что время схватывания, полученное в результате лабораторных испытаний, меньше, чем время схватывания в практических условиях затирки, когда компоненты цементного раствора смешиваются с почвой.
3.2. Характеристики диффузии жидкого раствора
На рисунках 9 и 10 показаны характеристики прожилок и пузырей жидкого раствора цементного раствора и цементно-силикатного раствора натрия при начальном давлении 150 кПа соответственно. Две другие группы при начальных давлениях 100 и 150 кПа здесь не показаны, и они имеют аналогичные особенности пространственного распределения твердого раствора цементного раствора с начальным давлением 150 кПа. Как видно из рисунков 9 и 10, граница раздела между почвой и твердым раствором цементного раствора четкая и отчетливая, и никаких явных признаков проникновения цементного раствора не наблюдалось.Исходя из этого, можно сделать вывод, что используемые здесь цементные растворы для цементного раствора в основном проникают в почву посредством расщепления или уплотнения почвы, а не проникновения; из-за того, что размер пористости исследуемого грунта недостаточно велик для проникновения частиц цемента.

3.3. Давление горных пород при заливке
Анализ давления горных пород при заливке, рассчитанный по давлению заливки, напрямую связан с качеством арматуры при заливке. Более высокое давление горных пород при цементации указывает на большее уплотнение цементного раствора, что означает, что прочность залитого грунта повышается.На рисунке 11 показан тренд изменения давления горных пород цементного раствора в течение периода цементирования при различных начальных давлениях. Примерно через 2 минуты давление горных пород при цементации почти равно нулю, что указывает на то, что цементный раствор мало влияет на затирку давления окружающей горной породы. Это может быть связано с тем, что в начальный период давление затирки невелико, а протяженность затирки мала. Однако через 2 минуты давление горных пород для цементного раствора и цементно-силикатного раствора быстро возрастает.Скорость увеличения давления горных пород для цементного раствора остается постоянной, но для цементного раствора силикат натрия быстро увеличивается. Это может быть связано с тем, что по мере выполнения цементного раствора давление цементного раствора увеличивалось, а вместе с ним и расширение цементного раствора, но скорость увеличения давления цементно-силикатного раствора быстро увеличивается, в то время как для цементного раствора оно остается примерно постоянным, как описано выше. .
Тенденция изменения давления горных пород при цементации показала, что степень уплотнения цементно-силикатного раствора натрия больше, чем у цементного раствора.Учитывая, что объемы двух цементных растворов одинаковы, площадь уплотнения цементного раствора может быть больше, чем у цементно-силикатного раствора натрия.
Сравнивая зависимости давления цементно-силикатного раствора от времени для цементно-силикатного раствора на Рисунке 11 с кривыми зависимости вязкости от времени для цементно-силикатного раствора на Рисунке 7, можно сделать вывод, что они аналогичны так же, как и давление цементного раствора. . Это потому, что давление горных пород при цементации вызывается давлением цементного раствора.
3.4. Деформация туннеля
Есть два основных способа определить улучшение механических параметров цементирующего грунта. Одним из способов является использование лабораторных испытаний, таких как испытание на одноосное сжатие, испытание на трехосное сжатие или испытание на прямой сдвиг, для определения прочности на неограниченное сжатие, модуля упругости, коэффициента Пуассона, коэффициента внутреннего трения или сцепления образцов, пробуренных или вырезанных из залитого грунтом; другой способ — анализ деформации окружающей породы.Первый является количественно точным. Поскольку испытанный объем образца намного меньше, чем у залитого цементным раствором, это может вызвать большую дискретность экспериментальных данных из-за неоднородности цементного грунта. Следовательно, результаты лабораторных испытаний не могли должным образом отразить улучшение механических параметров цементирующего грунта. Последнее является качественным, но может хорошо отражать относительное улучшение механических параметров залитого грунта. Таким образом, деформация окружающей породы очень полезна для сравнительных целей, например, для проверки эффекта усиления цементного раствора.
Кривые вертикального смещения туннеля в зависимости от давления перегрузки при различных начальных давлениях показаны на рисунке 12, а кривые горизонтального смещения туннеля в зависимости от давления перегрузки показаны на рисунке 13. Из рисунков 12 и 13 можно сделать вывод, что Вертикальные и горизонтальные смещения грунта, залитого цементным раствором, больше, чем у грунта, залитого цементно-силикатным раствором, и уменьшаются с увеличением начального давления.
Известно, что структура грунта является основным фактором, влияющим на его прочность.Когда структура грунта нарушается при заливке цементным раствором, прочность грунта при заливке имеет тенденцию к снижению. Когда цементный раствор попадает в почву в результате раскола или уплотнения, это неизбежно нарушает структуру почвы. Следовательно, распространение цементного раствора подразумевает степень нарушения структуры почвы. Кроме того, большая степень уплотнения цементного раствора указывает на меньшую степень нарушения структуры почвы, или большая степень распространения цементного раствора указывает на большую степень нарушения структуры почвы.Это может быть причиной того, что качество арматуры цементно-силикатного раствора выше, чем у цементного раствора. С увеличением давления перегрузки степень конструкции грунта возрастает, и его труднее уплотнять. Это может быть одной из причин того, что эффект усиления затирки уменьшается с начальным давлением.
4. Выводы
Для исследования качества затирки и возрастающих характеристик затирки цементного раствора и цементно-натриевого силиката было разработано устройство для крупномасштабного трехмерного моделирования затирки.Устройство может выполнять цементацию окружающих шторок для туннеля для получения данных о давлении цементного раствора и цементации данных о давлении окружающих горных пород во время периода заливки цементным раствором. Он также может выполнять испытание туннеля на перегрузку, чтобы оценить качество затирки. Из настоящих результатов затирки армированного грунта с помощью цементного раствора и цементно-силикатного раствора натрия при различных начальных давлениях 100 кПа, 150 кПа и 200 кПа можно сделать следующие выводы: (1) Через четыре минуты давление затирки увеличивается. медленно для обеих суспензий; через четыре минуты скорость увеличения давления цементно-силикатного раствора быстро увеличивается, в то время как для цементного раствора оно остается примерно постоянным.Тенденция к увеличению давления затирки для цементно-силиката натрия аналогична тенденции его вязкости. (2) Используемые здесь цементные растворы в основном проникают в почву посредством расщепления или уплотнения почвы, а не проникновения; из-за этого размер пористости исследуемого грунта недостаточно велик для проникновения в него частиц цемента. (3) Примерно через 2 минуты давление в скальной породе для цементного раствора и цементно-силикатного раствора почти равно нулю; примерно через две минуты они быстро увеличиваются.Но скорость увеличения давления раствора для цементно-силикатного раствора натрия быстро увеличивается, в то время как для цементного раствора остается примерно постоянной. (4) Качество цементно-силикатного раствора натрия лучше, чем у цементного раствора, а качество цементного раствора снижается. с начальным давлением. Это может быть связано со структурой почвы. (5) Время схватывания цементно-силикатного раствора натрия, полученного в результате лабораторных испытаний, меньше, чем время схватывания цементно-силикатного раствора, полученного в результате лабораторных испытаний, меньше, чем время схватывания в среде практической цементации, когда раствор цементно-силикатного раствора затвердевает в почве.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Благодарности
Этот проект поддерживается Государственным планом ключевых исследований и разработок (грант № 2016YFC0801600), Национальным фондом естественных наук Китая (грант № 41272385) и Национальным молодежным фондом естественных наук (грант № 51309146).
Исследование оптимальной пропорции и характеристик цементно-глинистого раствора
Для цементно-глинистого раствора, обычно используемого в динамическом водном растворе, рассмотрите возможность добавления угольной золы для оптимизации характеристик композитного цементно-глиняного шлакового раствора и обсудите механизм реакции суспензия посредством анализа микрохимических элементов; ортогональное испытание использовалось для изучения влияния различных факторов на время схватывания материала, коэффициент затвердевания, скорость водной сегрегации и оптимизированное соотношение раствора, которое было получено путем интегрирования прочности на неограниченное сжатие бетонного тела цементного раствора и стоимости конфигурации раствора.Результаты показали, что наибольшее влияние на общие характеристики оказало соотношение вода-твердое вещество, за которым следовало количество примеси угольной золы. Наилучшие характеристики композитной суспензии были получены при соотношении воды и твердых веществ 0,8: 1 и массовом соотношении цемент: угольная зола: глина: негашеная известь: сульфат натрия: вода 1: 0,45: 0,20: 0,05: 0,07: 1,32. Наконец, путем сравнения механических свойств оптимизированного раствора и цементного раствора для цементного раствора, было доказано, что оптимизированный раствор обладает превосходными характеристиками, чтобы соответствовать общим требованиям проекта цементирования.
1. Введение
С реализацией западной стратегии развития Китая подземные проекты, такие как строительство туннелей и разработка рудников, постепенно переносятся в центральные и западные регионы страны. Между тем, с этим связаны более сложная геологическая среда и частые геологические катастрофы [1–3]. Информация показывает, что прорыв воды является наиболее серьезным геологическим бедствием, которое приводит к человеческим жертвам и экономическим потерям при строительстве тоннеля.Среди причин несчастных случаев при строительстве шахт проникновение воды занимает второе место после взрыва газа во всех авариях [4]. Из-за сильной применимости и значительного эффекта технологии цементации в предотвращении или сдерживании наплыва воды и укреплении разрушенных окружающих пород, она постепенно применяется в таких областях строительства, как шахты, туннели и фундаменты [5–8].
С момента появления технологии затирки затирочные материалы постоянно менялись вместе с их развитием.Свойства материала для затирки напрямую влияют на удерживание раствора в воде, а также на прочность или стабильность тела цементного раствора после затвердевания, что в конечном итоге определяет качество проектов затирки. Для успешного процесса затирки необходимо учитывать свойства затирочного материала. В настоящее время раствор можно разделить на органические затирочные материалы с мочевинно-формальдегидной смолой, акриламидом, лигнином и т. Д. В качестве основного сырья и неорганические затирочные материалы на основе цемента по составу [9, 10].В связи с постоянным развитием химической технологии, материалы для затирки органических соединений быстро развивались. Ученые успешно разработали химические суспензии, такие как цементно-жидкое стекло [11, 12], двухкомпонентная суспензия из угольной золы и жидкого стекла [13], полимерная суспензия [14–16] и суспензия эпоксидной смолы [17–20]. с различными химическими реагентами в качестве основных материалов и оценили основные свойства или инженерное применение суспензий. Однако химическая суспензия является дорогостоящей и обычно токсичной, что легко может привести к загрязнению грунтовых вод; таким образом, его использование сильно ограничено.Затирка на цементной основе стала предпочтительной жидкостью для затирочных работ из-за преимуществ дешевого сырья, простой конфигурации, высокой прочности после затвердевания и меньшего загрязнения [21]. Неорганические затирочные материалы можно разделить на цементно-глинистый раствор и цементно-глинистый раствор. Одинарный цементный раствор готовится из строительного сырья, цемента, и его характеристики широко изучены и освоены. Из-за недостатков чистого цементного раствора, таких как длительное время затвердевания и слабая способность к вымыванию, ученые-исследователи разработали новый цементный материал для цементного раствора для преобразования водоносного горизонта [22], новый цементный цементный раствор для водонасыщенной зоны разрыва, окружающей армирование горных пород [23], новый высокоэффективный цементный цементный материал на основе микрочастиц [24], цементный цементный стекловолоконный цементный материал [25], антибухающий мягкий цементный цементный материал [26] и ряд цементных растворов. композитные растворы, улучшающие дефекты одноразового цементного раствора.
Таким образом, многие эксперты и ученые провели глубокие исследования конфигурации или характеристик цементно-глинистого раствора, и результаты исследований способствовали быстрому развитию дисциплины цементного раствора. Анализируя эти исследования, можно отметить, что существующие исследования в основном сосредоточены на одном типе добавления глины, и конфигурация была дорогостоящей, в то время как исследования по множественной глинистой суспензии немногочисленны. В зависимости от этого в данной статье предлагается недорогой составной раствор глинистого шлака с обычным портландцементом, угольной золой и глиной в качестве основного сырья, а также негашеной извести и сульфатом натрия в качестве активаторов.Влияние компонентов суспензии на характеристики времени схватывания, прочности на неограниченное сжатие, прочности на изгиб и степени затвердевания было изучено с помощью ортогонального испытания. Более того, в итоге было получено оптимальное расчетное соотношение композиционного раствора. Заключение исследования имеет справочную ценность для будущего проектирования и исследования составного раствора.
2. Реакционный механизм
Согласно механизму реакции гидратации цемента, при гидролизе извести образуется гидроксид кальция.Ca ²⁺ и OH ^— оказывают стимулирующее действие на угольную золу. H ⁺ может разрушить связи Si-O и Al-O угольной золы. Реактивный оксид кремния, оксид алюминия и гидроксид кальция реагируют с образованием адсорбционной системы из неопределенных компонентов, а затем образуют гидратированный силикат кальция и гидратированный алюминат кальция. В то же время гидроксид кальция и оксид алюминия реагируют с сульфатом в сульфате натрия с образованием гидрата трехкальциевого алюмината и сульфата кальция, который образует оксид алюминия в водном растворе.Ca ²⁺ в растворе объединяется с алюминатом, сульфатом и силикатом, активированным угольной золой в возбуждающем агенте, с образованием гидратированного алюмината кальция, в результате чего Ca ²⁺ значительно снижается, что ускоряет гидратацию цементного клинкера. . Основные формулы химической реакции следующие:
Под действием возбуждающего агента гидратированный алюминат кальция, гидратированный сульфат кальция и гидратированный силикат кальция, образующиеся в результате реакции в растворе, постепенно кристаллизуются и накапливаются.Кристаллическая сетчатая структура образуется между кристаллами за счет прочных химических связей, которые делают глину и продукты гидратации взаимосвязанными и повышают прочность и водостойкость кристаллического тела [27, 28].
3. Экспериментальные материалы и конструкция
3.1. Ортогональные тестовые материалы
Qinling brand P.O. Для экспериментов использовался обыкновенный портландцемент 32,5; его химический состав представлен в таблице 1.
Состав SiO ₂ (%) CaO (%) Fe ₂ O ₃ (%) Al ₂ O ₃ (%) MgO (%)
Содержание 20.2 41,7 4,7 7,2 4,38
Угольная зола получается из местной товарной угольной золы в Сиане, и основные химические компоненты показаны в таблице 2 .
Состав SiO ₂ (%) Al ₂ O ₃ (%) Fe ₂ O ₃ (%) CaO (%) MgO (%) Na ₂ O (%) K ₂ O (%)
Содержание 50.6 27,1 7,1 2,8 1,2 0,5 1,3
Глина представляет собой каолин производства Shanghai Fengcheng Reagent Factory, приобретенный лабораторией, имеет белый цвет , а технические условия приведены в таблице 3.
9002
Потери при возгорании
Проверка карбонатов Соответствует требованиям
Мышьяк
Тяжелый металл
Проверка соли железа Соответствие
Хлорид
Растворимые вещества в кислоте
Проверка качества песка Соответствует
9000 Известь негашеная использованная в эксперименте был произведен Tianjin Kaitong Chemical Reagent Company, и содержание в нем оксида кальция соответствовало действующему стандарту JC / T479-1992 «Строительная негашеная извести» китайской промышленности строительных материалов, а технические условия показаны в Таблице 4.Сульфат натрия, используемый в эксперименте, представляет собой безводный сульфат натрия, и он был произведен Tianli Chemical Reagent Co., Ltd.
Содержание оксида кальция
Нерастворимое в уксусной кислоте вещество %
Хлорид (Cl) %
Нитрат %
Тяжелый металл %
Аммиак осаждается %
Проверка прозрачности Пригодность
Потери при возгорании %
Сульфат (SO ₄) %
Железо %
Щелочные металлы и магний %
3.2. Экспериментальное содержание и конфигурация суспензии
В эксперименте в основном учитывалось влияние пяти экспериментальных факторов на характеристики суспензии: «A — соотношение воды и твердого вещества (отношение воды к общей массе цемента, угольной золы и глина) »,« B — массовый процент угольной золы к цементу »,« C — массовый процент глины к цементу »,« D — массовый процент негашеной извести к цементу »и« E — массовый процент сульфата натрия к цементу. , ”И каждый фактор имел четыре уровня, поэтому для ортогонального теста использовалась ортогональная таблица L16 (4 ⁵).Схема эксперимента представлена в таблицах 5 и 6.
Факторы и уровни A B C D E
1 0,5: 1 15 10 2 1
2 0,8: 1 25 15 3 3
3 1: 1 35 20 5 5
4 1.5: 1 45 25 7 7
0,5: 1 0.8: 1 0,8: 1 1: 1 1: 1 1,5: 1
Номер эксперимента Распределение по уровням факторов A B C D E
1 A1B1C4D3E2 0,5: 1 15 25 5 3
2 A1B2C3D2 0.5: 1 25 20 3 5
3 A1B3C1D4E4 0,5: 1 35 10 7 7
4 A1B4C2D1E1 45 15 2 1
5 A2B1C1D1E3 0,8: 1 15 10 2 5
6 A2B2C2D4E2 25 15 7 3
7 A2B3C4D2E1 0,8: 1 35 25 3 1
8 A2B4C3D3E4 45 20 5 7
9 A3B1C3D4E1 1: 1 15 20 7 1
10 A3B2C4D1E4 25 25 2 7
11 A3B3C2D3E3 1: 1 35 15 5 5
12 A3B4C1D2E2 45 10 3 3
13 A4B1C2D2E4 1.5: 1 15 15 3 7
14 A4B2C1D3E1 1,5: 1 25 10 5 1
15 A4B3C3D1E2 35 20 2 3
16 A4B4C4D4E3 1,5: 1 45 25 7 5
Когда суспензия сконфигурирована, содержание каждого компонента в суспензии сначала рассчитывается с помощью таблицы ортогональных экспериментов; затем цемент, летучая зола, известь и вода перемешиваются миксером в течение 5 ~ 10 мин, затем смешиваются с предварительно сконфигурированным раствором сульфата натрия после тщательного перемешивания и снова перемешиваются в течение 5 ~ 10 мин до тех пор, пока композитный раствор не станет свободным от очевидных примесей. сегрегация.
4. Результаты экспериментов и анализ
Скорость отделения воды, время схватывания и скорость затвердевания важны для изучения характеристик суспензии. Скорость отделения воды и время схватывания напрямую влияют на расстояние распространения и время затвердевания суспензии в нагнетаемой породе, в то время как скорость затвердевания влияет на объем и прочность суспензии после затвердевания. Таким образом, эксперимент сосредотачивается на результатах этих трех показателей, чтобы проанализировать производительность каждой пропорции навозной жижи.Испытание скорости отделения воды проводится со ссылкой на «Техническую спецификацию на строительство цементного раствора для гидротехнических сооружений» (SL62-2014), а окончательное испытание времени схватывания со ссылкой на «Метод испытания на потребление воды, время схватывания и оседание. стандартной консистенции цемента »(GBT1346-2011). Результаты экспериментальных испытаний представлены в Таблице 7.
Номер эксперимента Плотность Вязкость Время схватывания (мин) Степень отделения воды (%) Затвердевание ставка (%)
Начальная Окончательная
1 1.80 — 7,50 12,83 0,2 99,5
2 1,80 — 6,58 12,42 0,5 99,3
3 1,80 — 7,00 12,25 1,0 98,3
4 1,79 — 7,58 13,17 1,0 98,8
5 1.58 32 11. 75 20,92 4,2 95,0
6 1,56 33 12,08 21,25 2,5 93,3
7 1,50 29 12,50 21,75 3,1 93,3
8 1,53 31 13,25 23,08 4,2 93,3
9 1.44 25 19,58 30,08 7,0 86,3
10 1,43 24 20,25 31,08 5,1 91,3
11 1,45 23 19,08 29,25 15,1 88,3
12 1,43 22 20,75 31,25 13,0 87.5
13 1,32 20 30,75 47,92 37,4 68,8
14 1,32 20 31,25 48,58 30,5 71,8
15 1,32 18 31,08 48,17 43,6 66,3
16 1,34 18 31,58 49.17 30,5 72,0
Примечание. «-» означает, что вязкость очень высокая и почти не течет.
Таблица 7 показывает, что плотность, вязкость и скорость затвердевания суспензии уменьшаются с увеличением отношения вода-твердое вещество, а конечное время схватывания и скорость отделения воды увеличиваются с увеличением отношения вода-твердое вещество. Вязкость суспензии зависит от внутренней структуры флокуляции суспензии, а структура флокуляции суспензии с различным соотношением воды и твердого вещества показана на рисунке 1.Соотношение вода-твердое вещество увеличивается, и внутренний объем воды, заполняющий суспензию, увеличивается; частицы суспензии гидратируются с образованием независимых узлов флокуляции, но общая агломерация затруднена; уменьшается внутреннее сопротивление и уменьшается вязкость. Напротив, соотношение вода-твердое вещество уменьшается, и частицам цемента легче агломерировать с образованием связанных хлопьев; внутреннее поровое пространство уменьшается после стабилизации суспензии; увеличивается внутреннее сопротивление шлама; и вязкость суспензии увеличивается.Что касается времени схватывания, вода, используемая для гидратации цемента, эквивалентна только 5% ~ 25% веса цемента. Следовательно, чем больше соотношение вода-твердое вещество, тем больше воды отделяется от суспензии и тем больше время отделения воды, что приводит к увеличению времени затвердевания суспензии.

Между тем, данные в таблице 7 показывают, что степень отделения воды от суспензии составляет менее 5% для соотношений вода-твердое вещество 0,5: 1 и 0,8: 1, что соответствует критерию стабильной суспензии [30] .Что касается скорости затвердевания, соотношение вода-твердое вещество 0,5: 1 и 0,8: 1 превышает 90%, и скорость затвердевания является высокой. По вязкости суспензия с соотношением воды и твердого вещества 0,5: 1 имеет высокую вязкость и низкую текучесть, поэтому она не подходит для общих работ по затирке.
Полученные данные были проанализированы методом анализа диапазонов, и были получены первичные и вторичные зависимости влияния каждого фактора на вязкость суспензии, скорость осаждения воды, время начального схватывания и время окончательного схватывания, как показано в таблицах 8. –11 соответственно.
Индекс анализа Факторы
A B C D E
K ₁ + 25,71 24,43 24,83 24,71
K ₂ 31,37 25,74 25.64 23,88 24,38
K ₃ 23,66 23,40 24,67 24,64 24,37
K ₄ 18,95 23,91 25,63 25,19
Диапазон + 2,34 1,73 1,75 0,82
Первичные и вторичные факторы A> B> D> C> E
Примечание.K ₁, K ₂, K ₃ и K ₄ — средние значения результатов тестирования, соответствующие уровням 1, 2, 3 и 4 соответственно.
Индекс анализа Факторы
A B C D E
K ₁ 0.68 12,20 12,18 13,48 10,40
K ₂ 3,50 9,65 14,00 13,50 14,82
K ₃ 10,05 15,70 13,82 12,50 12,58
K ₄ 35,50 12,28 9,72 10.25 11,92
Диапазон 34,82 6,05 4,28 3,25 4,42
Первичные и вторичные факторы A> B> E> C> D
19,92
Индекс анализа Факторы
A B C D E
K 1 7.17 17,40 17,69 17,67 17,73
K ₂ 12,40 17,54 17,50 17,65 17,85
K 17,42 17,62 17,77 17,21
K ₄ 31,17 18,25 17,92 17.52 17,81
Диапазон 24 0,85 0,42 0,25 0,64
Первичные и вторичные факторы A> B> E> C> D
Индекс анализа Факторы
A B C D E
K 1 12.67 27,94 28,25 28,34 28,40
K ₂ 21,75 28,33 28,06 28,34 28,38
K _{3 30,42} 27,86 28,44 28,44 27,94
K ₄ 48,46 29,17 28,71 28.19 28,58
Диапазон 35,79 1,31 0,65 0,25 0,64
Первичный и вторичный факторы A> B> C> E> D
Из таблиц 8–11 можно сделать вывод, что соотношение вода-твердое вещество является основным фактором, влияющим на физические свойства суспензии, за которым следует массовый процент угольной золы к цементу.Таким образом, при выборе оптимального соотношения составного шлама в первую очередь следует учитывать влияние соотношения вода-твердое вещество, а затем пропорции примеси, содержащей угольную золу.
Таким образом, суспензия с соотношением вода-твердое вещество 0,8: 1 изначально была выбрана как лучшее соотношение смеси. Кроме того, для следующего механического испытания было выбрано соотношение вода-твердое вещество 0,8: 1, как показано в таблице 6 (группы 5, 6, 7 и 8).
4.1. Проверка механических свойств серозного камня
Прочность — это наиболее важное механическое свойство цементного камня.Механические испытания тела цементного раствора в этом разделе включают в себя неограниченную прочность на сжатие и изгиб. В соответствии с таблицей проектирования ортогональных испытаний, составная суспензия с различным соотношением материалов и соотношением вода-твердое вещество 0,8: 1 сконфигурирована. После того, как суспензия полностью перемешана, ее сразу же выливают в форму для испытаний с тройным цементом размером 40 мм × 40 мм × 160 мм, и форму освобождают после того, как суспензия загустеет. Наконец, испытательные блоки помещают в воду с температурой отверждения 20 ± 5 ° C для отверждения, и проверяют прочность блоков для циклов отверждения продолжительностью 3 дня, 7 дней, 14 дней и 28 дней.Формованный образец показан на Рисунке 2.

Прочность на изгиб и сжатие бетонного тела цементного раствора измеряли на электрической машине для испытания на изгиб DKZ-5000 (Рисунок 3 (а)) и на машине для испытания давлением NYL-300C (Рисунок 3 (б)). Во время испытания среднее арифметическое значение трех образцов используется в качестве значения прочности на изгиб (сжатие) группы образцов. Если максимальное или минимальное из трех значений превышает 15% от среднего значения, максимальное и минимальное значения отбрасываются вместе, а среднее значение выбирается как прочность на изгиб (сжатие) группы образцов.Если разница между двумя измеренными значениями и средним значением превышает 15% от среднего значения, результат этой группы образцов недействителен.
Результаты механических испытаний затирки бетонных тел при разном возрасте выдержки нанесены на график, а окончательный результат показан на рисунке 4.
Из рисунка 4 можно увидеть, что прочность цементного раствора на сжатие и изгиб без ограничений при каждом соотношении увеличивается со временем, когда соотношение вода-твердое вещество остается тем же.Общий тренд кривой на графике показывает, что: (1) механические свойства цементного раствора № 6 являются лучшими при разном времени отверждения, а № 7 имеет худшие механические свойства. Когда интервал технического обслуживания составляет 3 дня, прочность на сжатие и изгиб для № 6 составляет 4,28 МПа и 0,965 МПа, соответственно, а для № 7 — 1,114 МПа и 0,308 МПа, соответственно. Различия в прочности на сжатие и изгиб между № 6 и 7 составляют 3,17 МПа и 0,66 МПа соответственно и достигают 4.99 МПа и 1,16 МПа соответственно при 28 дн. (2) Механические свойства цементных растворов №№ 6 и 8 не сильно различаются. Когда интервал технического обслуживания составляет 3 дня, прочность на сжатие и изгиб № 8 составляет 3,821 МПа и 0,935 МПа, соответственно, что на 0,03 МПа и 0,46 МПа соответственно по сравнению с № 6; когда цикл отверждения достигает 28 дней, прочность на сжатие и изгиб № 8 снижается на 0,06 МПа и 0,33 МПа, соответственно, по сравнению с №6.
Приведенные выше результаты анализа синтезированы с учетом экономической выгоды, которую приносит различная зольность угля; № 8 (массовое соотношение цемент: угольная зола: глина: негашеная известь: сульфат натрия: вода составляет 1: 0,45: 0,20: 0,05: 0,07: 1,32) было окончательно выбрано как лучшее соотношение для композиционного раствора. В оптимизированную композиционную суспензию (№ 8) было добавлено определенное количество жидкого стекла (степень Боме жидкого стекла составляла 35 ° B, а объемное отношение жидкого стекла к цементной композитной суспензии составляло 0.6: 1), а начальное время схватывания суспензии составило около 10 с, что указывает на то, что добавление раствора жидкого стекла может эффективно регулировать время схватывания композитной суспензии. Анализ причин показывает, что наличие раствора жидкого стекла ускоряет расход гидроокиси кальция гидрата цемента для образования гидратированного силиката кальция (CaO · nSiO ₂ · mH ₂ O). Конкретные уравнения реакции следующие [31]:
Из-за быстрой реакции раствора жидкого стекла с гидроксидом кальция время гелеобразования цементно-жидкого раствора значительно сокращается.Следовательно, количество добавляемого жидкого стекла может быть определено в соответствии с геологическими условиями, чтобы контролировать время гелеобразования суспензии, чтобы можно было контролировать затирку раствора.
5. Оптимизация испытаний эксплуатационных характеристик цементного раствора
Для дальнейшей оценки инженерной практичности оптимизированного раствора необходимо провести сравнительное испытание механических свойств оптимизированного раствора и обычного цементного раствора. Конкретные методы испытаний заключаются в следующем: перед экспериментом были приготовлены два типа суспензии; одна группа навозной жижи смешивается с наилучшим соотношением, полученным выше (№8), а другая группа смешивается с чистым цементным раствором с водоцементным соотношением 0,8: 1. После равномерного перемешивания две суспензии разливают в две одинаковые стандартные формы (100 мм × 100 мм × 100 мм), а затем мы вибрируем и уплотняем суспензии, чтобы сделать их плотными. Образцы оставляли для затвердевания на 24 часа перед выпуском из формы, а затем помещали в камеру для отверждения в стандартных условиях для отверждения. Были взяты образцы с возрастом отверждения 7 дней, 14 дней и 28 дней для испытания на прочность на сжатие.Наконец, результаты испытаний образцов на сжатие при разном возрасте отверждения представлены на графике, как показано на Рисунке 5.

Из Рисунка 5 можно увидеть, что оптимизированная прочность на сжатие бетонного тела цементного раствора при различных Возраст выдержки ниже, чем у цементного раствора, но тенденция увеличения прочности такая же, как у цементного раствора. Общая тенденция кривых на графике показывает, что общая разница в прочности на сжатие между двумя конкрециями суспензии является умеренной.Разница в прочности на сжатие между оптимизированным раствором и цементным раствором составляет 0,9 кПа при 7 сутках, 1 кПа при 14 сутках и 1,1 кПа при 28 сутках. Однако, поскольку массовая доля угольной золы и цемента в оптимизированной суспензии составляет до 45%, смешивание угольной золы снижает стоимость конфигурации суспензии. Таким образом, для общих работ по затирке и армированию приоритет может быть отдан затирке с оптимизированным дозированным раствором.
6. Выводы
(1) Характеристики цементно-глинисто-шлаковой композитной суспензии были исследованы ортогональными испытаниями.Результаты показывают, что комплексные характеристики цементного раствора являются наилучшими при соотношении воды и твердого вещества 0,8: 1. Сочетание стоимости конфигурации раствора и механических свойств цементного раствора для цементного раствора группы 8 (массовое соотношение цемент: угольная зола). : глина: негашеная известь: сульфат натрия: вода 1: 0,45: 0,20: 0,05: 0,07: 1,32) была выбрана в качестве оптимизированной составной суспензии. (2) Анализ диапазона результатов ортогональных испытаний показывает, что соотношение вода-твердое вещество является основным Фактором, влияющим на производительность композитного шлама, является угольная зола.В процессе конфигурирования суспензии в первую очередь следует учитывать влияние соотношения воды и твердой фазы и содержания угольной золы на общие характеристики суспензии. (3) Эксперимент показывает, что жидкое стекло может эффективно регулировать время схватывания композитной суспензии. Таким образом, при разработке соотношения жидкого раствора на ранней стадии проекта можно рассмотреть возможность добавления определенного количества жидкого стекла для контроля времени затвердевания, чтобы можно было контролировать работу по заливке швов. (4) Путем сравнения физической прочности заливка бетонного тела при разных сроках отверждения оптимизированного раствора и цементного раствора с водоцементным соотношением 0.8 результаты показывают, что прочность оптимизированного раствора ниже, чем у чистого цементного раствора, но разница в прочности мала. Более того, тенденция роста прочности композитного раствора во время отверждения так же стабильна, как и у чистого цементного раствора, что указывает на хорошие характеристики композитного раствора.
Доступность данных
Данные, подтверждающие эту исследовательскую статью, могут быть получены у соответствующего автора по запросу.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Благодарности
Авторы выражают признательность за финансовую поддержку Открытому фонду 2020 г. Сианьской ключевой лаборатории геотехнической и подземной инженерии (№ XKLGUEKF20-03) и Программе фундаментальных исследований естественных наук Шэньси (№ 2018JM5126).
журналов открытого доступа | OMICS International
Дом
О нас
Открытый доступ
Журналы
Поиск по теме
Acta Rheumatologica Журнал открытого доступа
Достижения в профилактике рака Журнал открытого доступа
Американский журнал этномедицины
Американский журнал фитомедицины и клинической терапии
Обезболивание и реанимация: текущие исследования Гибридный журнал открытого доступа
Анатомия и физиология: текущие исследования Журнал открытого доступа
Андрология и гинекология: текущие исследования Гибридный журнал открытого доступа
Андрология — открытый доступ Журнал открытого доступа
Анестезиологические коммуникации
Ангиология: открытый доступ Журнал открытого доступа
Летопись инфекций и антибиотиков Журнал открытого доступа
Архивы исследований рака Журнал открытого доступа
Архивы медицины Журнал открытого доступа
Archivos de Medicina Журнал открытого доступа
Рак груди: текущие исследования Журнал открытого доступа
Британский биомедицинский бюллетень Журнал открытого доступа
Отчет о слушаниях в Канаде Журнал открытого доступа
Химиотерапия: открытый доступ Официальный журнал Итало-латиноамериканского общества этномедицины
Хроническая обструктивная болезнь легких: открытый доступ Журнал открытого доступа
Отчеты о клинических и медицинских случаях
Журнал клинической гастроэнтерологии Журнал открытого доступа
Клиническая детская дерматология Журнал открытого доступа
Колоректальный рак: открытый доступ Журнал открытого доступа
Косметология и хирургия лица Журнал открытого доступа
Акушерство и гинекология интенсивной терапии Журнал открытого доступа
Текущие исследования: интегративная медицина Журнал открытого доступа
Стоматологическое здоровье: текущие исследования Гибридный журнал открытого доступа
Стоматология Журнал открытого доступа, Официальный журнал Александрийской ассоциации оральной имплантологии, Лондонская школа лицевой ортотропии
Дерматология и дерматологические заболевания Журнал открытого доступа
Отчеты о случаях дерматологии Журнал открытого доступа
Диагностическая патология: открытый доступ Журнал открытого доступа
Неотложная медицина: открытый доступ Официальный журнал Всемирной федерации обществ педиатрической интенсивной терапии и реанимации
Эндокринология и диабетические исследования Гибридный журнал открытого доступа
Эндокринология и метаболический синдром Официальный журнал Ассоциации осведомленности о СПКЯ
Эндокринологические исследования и метаболизм
Эпидемиология: открытый доступ Журнал открытого доступа
Доказательная медицина и практика Журнал открытого доступа
Семейная медицина и медицинские исследования Журнал открытого доступа
Лечебное дело: открытый доступ Журнал открытого доступа
Гинекология и акушерство Журнал открытого доступа, Официальный журнал Ассоциации осведомленности о СПКЯ
Отчет о гинекологии и акушерстве Журнал открытого доступа
Лечение волос и трансплантация Журнал открытого доступа
Исследования рака головы и шеи Журнал открытого доступа
Гепатология и панкреатология
Фитотерапия: открытый доступ Журнал открытого доступа
Анализ артериального давления Журнал открытого доступа
Информация о заболеваниях грудной клетки Журнал открытого доступа
Информация о гинекологической онкологии Журнал открытого доступа
Внутренняя медицина: открытый доступ Журнал открытого доступа
Международный журнал болезней органов пищеварения Журнал открытого доступа
Международный журнал микроскопии
Международный журнал физической медицины и реабилитации Журнал открытого доступа
JOP.Журнал поджелудочной железы Журнал открытого доступа
Журнал аденокарциномы Журнал открытого доступа
Журнал эстетической и реконструктивной хирургии Журнал открытого доступа
Журнал артрита Журнал открытого доступа
Журнал спортивного совершенствования Гибридный журнал открытого доступа
Журнал автакоидов и гормонов
Журнал крови и лимфы Журнал открытого доступа
Журнал болезней крови и переливания Журнал открытого доступа, Официальный журнал Международной федерации талассемии
Журнал исследований крови и гематологических заболеваний Журнал открытого доступа
Журнал отчетов и рекомендаций по костям Журнал открытого доступа
Журнал костных исследований Журнал открытого доступа
Журнал исследований мозга
Журнал клинических испытаний рака Журнал открытого доступа
Журнал диагностики рака Журнал открытого доступа
Журнал исследований рака и иммуноонкологии Журнал открытого доступа
Журнал онкологической науки и исследований Журнал открытого доступа
Журнал канцерогенеза и мутагенеза Журнал открытого доступа
Журнал кардиологической и легочной реабилитации
Журнал клеточной науки и апоптоза
Журнал детства и нарушений развития Журнал открытого доступа
Журнал детского ожирения Журнал открытого доступа
Журнал клинических и медицинских тематических исследований
Журнал клинической и молекулярной эндокринологии Журнал открытого доступа
Журнал клинической анестезиологии: открытый доступ
Журнал клинической иммунологии и аллергии Журнал открытого доступа
Журнал клинической микробиологии и противомикробных препаратов
Журнал клинических респираторных заболеваний и ухода Журнал открытого доступа
Журнал коммуникативных расстройств, глухих исследований и слуховых аппаратов Журнал открытого доступа
Журнал врожденных заболеваний
Журнал контрацептивных исследований Журнал открытого доступа
Журнал стоматологической патологии и медицины
Журнал диабета и метаболизма Официальный журнал Европейской ассоциации тематической сети по биотехнологиям
Журнал диабетических осложнений и медицины Журнал открытого доступа
Журнал экологии и токсикологии Журнал открытого доступа
Журнал судебной медицины Журнал открытого доступа
Журнал желудочно-кишечной и пищеварительной системы Журнал открытого доступа
Журнал рака желудочно-кишечного тракта и стромальных опухолей Журнал открытого доступа
Журнал генитальной системы и заболеваний Гибридный журнал открытого доступа
Журнал геронтологии и гериатрических исследований Журнал открытого доступа
Журнал токсичности и болезней тяжелых металлов Журнал открытого доступа
Журнал гематологии и тромбоэмболических заболеваний Журнал открытого доступа
Журнал гепатита Журнал открытого доступа
Журнал гепатологии и желудочно-кишечных расстройств Журнал открытого доступа
Журнал HPV и рака шейки матки Журнал открытого доступа
Журнал гипертонии: открытый доступ Журнал открытого доступа, Официальный журнал Словацкой лиги по борьбе с гипертонией
Журнал визуализации и интервенционной радиологии Журнал открытого доступа
Журнал интегративной онкологии Журнал открытого доступа
Журнал почек Журнал открытого доступа
Журнал лейкемии Журнал открытого доступа
Журнал печени Журнал открытого доступа
Журнал печени: болезни и трансплантация Гибридный журнал открытого доступа
Журнал медицинской и хирургической патологии Журнал открытого доступа
Журнал медицинских диагностических методов Журнал открытого доступа
Журнал медицинских имплантатов и хирургии Журнал открытого доступа
Журнал медицинской физики и прикладных наук Журнал открытого доступа
Журнал медицинской физиологии и терапии
Журнал медицинских исследований и санитарного просвещения
Журнал медицинской токсикологии и клинической судебной медицины Журнал открытого доступа
Журнал метаболического синдрома Журнал открытого доступа
Журнал микробиологии и патологии
Журнал молекулярной гистологии и медицинской физиологии Журнал открытого доступа
Журнал молекулярной патологии и биохимии
Журнал морфологии и анатомии
Журнал молекулярно-патологической эпидемиологии MPE Журнал открытого доступа
Журнал неонатальной биологии Журнал открытого доступа
Журнал новообразований Журнал открытого доступа
Журнал нефрологии и почечных заболеваний Журнал открытого доступа
Журнал нефрологии и терапии Журнал открытого доступа
Журнал исследований нейроэндокринологии
Журнал новых физиотерапевтических методов Журнал открытого доступа
Журнал расстройств питания и терапии Журнал открытого доступа
Журнал ожирения и расстройств пищевого поведения Журнал открытого доступа
Журнал ожирения и терапии Журнал открытого доступа
Журнал терапии ожирения и похудания Журнал открытого доступа
Журнал ожирения и метаболизма
Журнал одонтологии
Журнал онкологической медицины и практики Журнал открытого доступа
Журнал онкологических исследований и лечения Журнал открытого доступа
Журнал трансляционных исследований онкологии Журнал открытого доступа
Журнал гигиены полости рта и здоровья Журнал открытого доступа, Официальный журнал Александрийской ассоциации оральной имплантологии, Лондонская школа лицевой ортотропии
Журнал ортодонтии и эндодонтии Журнал открытого доступа
Журнал ортопедической онкологии Журнал открытого доступа
Журнал остеоартрита Журнал открытого доступа
Журнал остеопороза и физической активности Журнал открытого доступа
Журнал отологии и ринологии Гибридный журнал открытого доступа
Журнал детской медицины и хирургии
Журнал по лечению боли и медицине Журнал открытого доступа
Журнал паллиативной помощи и медицины Журнал открытого доступа
Журнал периоперационной медицины
Журнал физиотерапии и физической реабилитации Журнал открытого доступа
Журнал исследований и лечения гипофиза
Журнал беременности и здоровья ребенка Журнал открытого доступа
Журнал профилактической медицины Журнал открытого доступа
Журнал рака простаты Журнал открытого доступа
Журнал легочной медицины Журнал открытого доступа
Журнал пульмонологии и респираторных заболеваний
Журнал редких заболеваний: диагностика и терапия
Журнал регенеративной медицины Гибридный журнал открытого доступа
Журнал репродуктивной биомедицины
Журнал сексуальной и репродуктивной медицины подписка
Журнал спортивной медицины и допинговых исследований Журнал открытого доступа
Журнал стероидов и гормонологии Журнал открытого доступа
Журнал хирургии и неотложной медицины Журнал открытого доступа
Журнал хирургии Jurnalul de Chirurgie Журнал открытого доступа
Журнал тромбоза и кровообращения: открытый доступ Журнал открытого доступа
Журнал заболеваний щитовидной железы и терапии Журнал открытого доступа
Журнал традиционной медицины и клинической натуропатии Журнал открытого доступа
Журнал травм и лечения Журнал открытого доступа
Журнал исследований опухолей Журнал открытого доступа
Журнал исследований и отчетов по опухолям Журнал открытого доступа
Журнал сосудистой и эндоваскулярной терапии Журнал открытого доступа
Журнал сосудистой медицины и хирургии Журнал открытого доступа
Журнал женского здоровья, проблем и ухода Гибридный журнал открытого доступа
Журнал йоги и физиотерапии Журнал открытого доступа, Официальный журнал Федерации йоги России и Гонконгской ассоциации йоги
La Prensa Medica
Контроль и ликвидация малярии Журнал открытого доступа
Материнское и детское питание Журнал открытого доступа
Медицинские и клинические обзоры Журнал открытого доступа
Медицинская и хирургическая урология Журнал открытого доступа
Отчеты о медицинских случаях Журнал открытого доступа
Медицинские отчеты и примеры из практики в открытом доступе
Нейроонкология: открытый доступ Журнал открытого доступа
Медицина труда и здоровье Журнал открытого доступа
Радиологический журнал OMICS Журнал открытого доступа
Отчеты о онкологии и раковых заболеваниях Журнал открытого доступа
Здоровье полости рта и лечение зубов Журнал открытого доступа Официальный журнал Лондонской школы лицевой ортотропии
Отчеты о заболеваниях полости рта Журнал открытого доступа
Ортопедическая и мышечная система: текущие исследования Журнал открытого доступа
Отоларингология: открытый доступ Журнал открытого доступа
Заболевания поджелудочной железы и терапия Журнал открытого доступа
Педиатрическая помощь Журнал открытого доступа
Скорая педиатрическая помощь и медицина: открытый доступ Журнал открытого доступа
Педиатрия и медицинские исследования
Педиатрия и терапия Журнал открытого доступа
Пародонтология и протезирование Журнал открытого доступа
Психология и психиатрия: открытый доступ
Реконструктивная хирургия и анапластология Журнал открытого доступа
Отчеты о раке и лечении
Отчеты в маркерах заболеваний
Отчеты в исследованиях щитовидной железы
Репродуктивная система и сексуальные расстройства: текущие исследования Журнал открытого доступа
Исследования и обзоры: Journal of Dental Sciences Журнал открытого доступа
Исследования и обзоры: медицинская и клиническая онкология
Исследования и отчеты в гастроэнтерологии Журнал открытого доступа
seo sorgula Журнал открытого доступа
Кожные заболевания и уход за кожей Журнал открытого доступа
Хирургия: Текущие исследования Официальный журнал Европейского общества эстетической хирургии
Трансляционная медицина Журнал открытого доступа
Травмы и неотложная помощь Журнал открытого доступа
Тропическая медицина и хирургия Журнал открытого доступа
Универсальная хирургия Журнал открытого доступа
Всемирный журнал фармакологии и токсикологии
Цементирование — обзор
3 Цементирование
Композиции для цементирования обычно на водной основе.Существует два основных вида цементирования: первичное и вторичное цементирование. Первичное цементирование крепит стальную обсадную колонну к окружающему пласту. Вторичное цементирование предназначено для заполнения формаций, герметизации, перекрытия воды и т. Д.
3.1 Первичное цементирование
Основными целями первичного цементирования являются:
•
Поддержание вертикальных и радиальных нагрузок на обсадную колонну,
•
Изоляция пористых образований,
•
Изоляция подземных потоков жидкости, и
•
Защита обсадной колонны от коррозии.
3.2 Вторичное цементирование
Вторичное цементирование относится к операциям цементирования, которые предназначены для использования цемента для поддержания или улучшения работы скважины. К вторичному цементированию относятся две основные операции цементирования, а именно: цементирование под давлением и цементирование пробкой.
3.3 Цементирование прессованием
Цементирование прессованием используется для следующих целей:
•
Ремонт неисправной операции первичного цементирования,
•
Прекращение недопустимой потери циркуляционного раствора во время буровых работ,
9307 9309 •
Герметизация заброшенных или истощенных пластов,
•
Устранение утечек в обсадной колонне, и
•
Изоляция производственной зоны путем герметизации смежных непродуктивных зон.
Суспензия должна быть спроектирована так, чтобы обеспечить вытеснение жидкости из пласта в соответствующий пласт. Пласты с низкой проницаемостью могут иметь состав суспензии с водоотдачей Американского нефтяного института (API) [5] 200-400 мл ч ^-1, тогда как пласты с высокой проницаемостью требуют суспензии со 100-200 мл ч ⁻¹ потеря воды. Кратковременная операция сжатия под высоким давлением требует ускорителя.
Густой раствор плохо заполнит узкий канал.Поэтому отжимные цементные растворы должны быть достаточно жидкими. По этой причине следует добавлять диспергенты. Для этих типов суспензий не требуется высокая прочность на сжатие.
3.4 Цементирование пробкой
Цементирование пробкой используется для глушения заброшенных скважин по экологическим причинам. Заглушка используется для перекрытия части ствола скважины. В заглушке используется твердая поверхность для облегчения процедуры заделки. Пробковое цементирование также используется при бурении, если наблюдается значительная потеря циркуляции.Пробку устанавливают в районе зоны воровства и снова протыкают битой.
Часто при заканчивании открытого ствола и на производстве необходимо перекрывать потоки воды. Дополнительные методы цементирования используются для закрепления инструментов тестирования или других операций по техническому обслуживанию.
3.5 Ускорители
Ускорители являются важными цементирующими добавками для глубоководных скважин, поскольку низкие температуры могут увеличить время схватывания [6]. Традиционно используемые ускорители представляют собой неорганические соли, такие как хлорид кальция.Эти ускорители могут иметь потенциально отрицательный побочный эффект, поскольку они увеличивают проницаемость.
Соединения нанокремнезема оказались хорошими кандидатами в качестве материалов для замены традиционных солевых ускорителей. Гидратация цемента для нефтяных скважин может быть ускорена добавлением нанокремнезема; Однако подробности не выяснены.
Было показано, что форма частиц цемента влияет на кинетику гидратации цемента. Меньшие размеры частиц и более высокое соотношение сторон усиливают ускоряющий эффект нанокремнезема [6].
3.6 Замедлители схватывания
Замедлители схватывания используются для предотвращения преждевременного затвердевания цементного раствора до того, как он достигнет области, подлежащей цементированию. Замедлители схватывания увеличивают время схватывания цемента, чтобы цемент успел закачиваться на место [7]. Обычно используемые замедлители схватывания включают лигнины и сахара, а также некоторые оксиды металлов и кислоты.
Иногда верхний предел температуры этих замедлителей схватывания бывает слишком низким для цементирования высокотемпературных скважин.Поэтому часто требуется добавление усилителя-замедлителя схватывания [8]. Известно, что соли бората натрия, например бура и борная кислота, являются эффективными усилителями замедления схватывания. Однако эти химические вещества не всегда совместимы с некоторыми другими высокотемпературными добавками и, следовательно, могут ухудшить контроль водоотдачи и реологию цементных растворов. В качестве альтернативы были предложены поли (силикаты) [8].
Для решения экологических проблем карбоксиметилгидроксиэтилцеллюлоза, которая является биоразлагаемым материалом, использовалась в прошлом в качестве замедлителя в цементных композициях [9].Недостатки, встречающиеся с карбоксиметилированной целлюлозой, включают очень высокую поверхностную вязкость суспензии, особенно когда используются более высокие количества замедлителя схватывания для обеспечения замедления цементирования высокотемпературных зон. Другие недостатки использования карбоксиметилированной целлюлозы включают снижение вязкости суспензии из-за термического разжижения при повышении температуры суспензии до температуры в стволе скважины во время закачки и размещения за обсадной колонной, что может привести к потенциальному осаждению частиц.
3.6.1 Семена
Некоторые семена могут действовать как замедлители схватывания [7]. Подходящими семенами являются семена горчицы, темно-синие бобы, пегая фасоль, черный горошек, попкорн и семена укропа. Семена желтой или черной горчицы добавляют в количестве 0,1-2,0%.
3.6.2 Цементный состав на основе алюмината кальция
Было обнаружено, что органическая кислота и полимерная смесь могут эффективно действовать как замедлитель схватывания цементных композиций на основе алюмината кальция [10].
Органическую кислоту предпочтительно выбирают из лимонной кислоты.Полимеры представляют собой карбоксиметилцеллюлозу и лигносульфонат. Другими добавками являются наполнитель, добавка для снижения водоотдачи, понизитель трения, легкая добавка, пеногаситель, добавка с высокой плотностью, добавка, улучшающая механические свойства, материал для уменьшения потери циркуляции, добавка для контроля фильтрации и тиксотропная добавка [10].
3.6.3 Полимер эпоксиянтарной кислоты
Было обнаружено, что водорастворимый биоразлагаемый гомополимер эпоксиянтарной кислоты может быть использован в качестве замедлителя схватывания [11].Еще одно преимущество состоит в том, что этот полимер является ингибитором образования зеленых отложений и биосовместим. При фиксированной температуре время загустевания увеличивается с увеличением концентрации поли (эпоксиянтарной кислоты).
NaCl действует как ускоритель для цементной композиции, когда концентрация соли составляет менее 15% от веса воды. Но NaCl проявляет замедляющий эффект, когда концентрация NaCl находится в диапазоне 20-35% от веса воды [11].
3.6.4 Карбоксиметилированный инулин
Цементная композиция, содержащая карбоксилированный инулин, например карбоксиметилированный инулин, решает такие проблемы, как высокие температуры, которые могут привести к оседанию частиц [9].Например, карбоксиметилированный инулин обеспечивает цементной композиции очень низкое отделение свободной воды. Кроме того, карбоксиметилированный инулин позволяет цементной композиции сохранять вязкость при повышении температуры в стволе скважины.
Метод карбоксилирования инулина заключается в карбоксиметилировании инулина хлорацетатом с получением карбоксиметилированного инулина. Синтез подробно описан [12].
В качестве альтернативы карбоксильные группы могут быть введены в инулин путем окисления подходящими окислителями с образованием карбоксилированного инулина.Такие окисленные инулины описаны в литературе [13]. Окисление достигается периодической кислотой или солями периодата, солями свинца (IV) или перманганатом.
3.7 Герметик Цементный состав
Выдавливание или восстановительное цементирование — обычная операция в нефтяной промышленности [14]. Цементирование под давлением чаще всего выполняется для устранения утечек в трубчатых элементах скважины и для восстановления целостности давления в стволе скважины или восстановления цементной оболочки за обсадной колонной. Цементирование под давлением в сочетании с гибкими насосно-компрессорными трубами было стандартным методом восстановления при перекрытии нежелательной добычи газа или воды.
Цемент может заполнять перфорационные туннели, каналы за трубой и / или зоны размыва за трубой, и, следовательно, цемент может обеспечить добычу блоком около ствола скважины.
Полимерные гели также используются для остановки нежелательного образования газа или воды. Основное отличие от цементирования под давлением заключается в том, что полимерные гели обеспечивают блокировку пласта по глубине за счет проникновения в пористую среду и сшивания в ней in situ.
Ограничением гелей является то, что они могут не обладать механическими свойствами, обеспечивающими достаточное сопротивление течению в отсутствие пористой среды.Логическим решением этих ограничений является сочетание полимерных гелей с цементными уплотнителями для эффективного блокирования добычи через перфорацию, пустоты или полости.
Такая комбинация обычно проводится последовательно. Сначала в пласт помещается полимерный гель, а затем обработка завершается цементной затяжкой для выдавливания перфорационных отверстий за трубой. Недостатком такой последовательной обработки может быть то, что глубина проникновения полимера в пористую среду выходит за пределы глубины, на которую могут проникнуть перфораторы, и, следовательно, отключение может быть постоянным [14].
Другой подход к объединению технологии цементирования под давлением и технологии полимерного геля заключается в использовании полимерного геля в качестве воды для замешивания цементного раствора [14].
Полимер образуется in situ из мономеров, таких как акрилы. Гидроксиэтилакрилат является наиболее предпочтительным мономером [14].
Водорастворимые полимеризуемые мономеры часто используются в сочетании с сшиваемыми многофункциональными виниловыми мономерами, такими как диметакрилат глицерина и диакрилаты. Подходящими инициаторами полимеризации могут быть персульфат натрия или персульфат калия и родственные соединения.
3.8 Предотвращение образования каналов для газа
Метилгидроксиэтилцеллюлоза может использоваться в качестве добавки в цементные растворы при обработке скважин для предотвращения образования каналов для газа [15]. Кроме того, метилгидроксиэтилцеллюлоза контролирует потерю жидкости, сводит к минимуму свободную жидкость и стабилизирует пену во время цементирования скважины.
3.9 Наноглина
Было признано, что добавление наноглины к цементным композициям может оказывать влияние на физические характеристики цементов, такие как прочность на сжатие и предел прочности [16].
Кроме того, наноглина может снизить проницаемость цемента окончательного схватывания. Значительное снижение проницаемости наблюдалось для цементных композиций, содержащих нанобентонит, по сравнению с обычным бентонитом. Снижение проницаемости составило от 29% до 80%.
Примеры подходящих наноглин включают нанобентонит или наномонтмориллонит. Нано-монтмориллонит относится к семейству смектитовых глин и относится к общей минеральной группе глин с пластинчатой структурой.Он имеет трехслойную структуру из алюминия, зажатую между двумя слоями кремния, похожую на слоистые силикаты типа слюды.
Монтмориллонит является активным и основным ингредиентом вулканического пепла, называемого бентонитом, который имеет способность набухать во много раз больше своего первоначального веса и объема, когда он поглощает воду.
Наноглина может быть инкапсулирована для облегчения транспортировки и включения в жидкость для обработки скважин [16].
Новый состав легкого цементного раствора для нефтяных скважин с использованием природного пуццолана | Ларки
Абид, К., Голами Р., Тионг М. и др. Пуццолановый дополнительный материал для усиления цемента класса G, используемого для операций бурения и заканчивания. J. Petrol. Sci. Англ. 2019, 177: 79-92.
Ахмад М.Х., Омар Р.С., Малек М.А. и др. Прочность на сжатие бетона с золой из пальмового масла. В материалах Международной конференции по строительству и строительным технологиям, Куала-Лумпур, Малайзия, 16-20 июня 2008 г.
Аль-Ями, А.С., Аль-Шехри, Д.А., Аль-Салех, С. и др. Долгосрочная оценка цемента низкой плотности на основе полых стеклянных микросфер помогает обеспечить эффективную зональную изоляцию в скважинах высокого и высокого давления: лабораторные исследования и полевые применения. Документ SPE113138, представленный на совместном заседании SPE Западной региональной и тихоокеанской секции AAPG, Бейкерсфилд, Калифорния, 29 марта — 4 апреля 2008 г.
Аль-Ями, А.С., Наср-эль-Дин, Х.А., Аль-Хумаиди, А.С., и др.Оценка и оптимизация цемента низкой плотности: лабораторные исследования и практическое применение. SPE Drill. Завершение 2010, 25 (01): 70-89.
Аль-Ями, А.С., Юань, З., Шуберт, Дж. Вероятность отказа со временем при различных условиях эксплуатации для системы с низкой плотностью на основе полых микросфер, подтвержденной долгосрочными лабораторными исследованиями и полевыми случаями. Статья SPE159141, представленная на Азиатско-Тихоокеанской нефтегазовой конференции и выставке SPE, Перт, Австралия, 22-24 октября 2012 г.
API RP 10B-2: Рекомендуемая практика для испытания цемента для скважин. Второе издание. Апрель 2013.
API Spec 10A: Спецификация цементов и материалов для цементирования скважин. Двадцать четвертое издание. Декабрь 2010 г.
Обозначение ASTM C618-08a, Стандартные технические условия на угольную золу-унос и необработанный или кальцинированный природный пуццолан для использования в бетоне, 2008 г.
Обозначение ASTM C702 / C702M-11, Стандартная практика уменьшения образцов заполнителя до размера для испытаний, 2011 г.
Обозначение ASTM D75 / D75M — 14, Стандартная практика отбора проб агрегатов, 2014 г.
Обозначение ASTM C188-16, Стандартный метод испытаний на плотность гидравлического цемента, 2016 г.
Бенге, О.Г., Спэнгл, Л.Б., Зауэр, мл. Вспененный цемент — решение старых проблем с помощью новой техники. Статья SPE11204, представленная на Ежегодной технической конференции и выставке SPE, Новый Орлеан, Луизиана, 1 января 1982 г.
Брандл, А., Брей, В., Доэрти, Д. Технически и экономически улучшенная система цементирования с устойчивыми компонентами.Документ SPE136276, представленный на Азиатско-Тихоокеанской конференции и выставке технологий бурения IADC / SPE, Хошимин, Вьетнам, 1-3 ноября 2010 г.
Brandl, A., Cutler, J., Seholm, A., et al. Решения для цементирования агрессивных скважинных сред. SPE Drill. Завершение 2011, 26 (02): 208-219.
Де Розьер, Дж., Ферриер, Р. Определение характеристик пеноцемента в скважинных условиях и его влияние на проектирование работ.SPE Production Engineering 1991, 6 (03): 297-304.
Дамбаулд Г.К., Брукс мл. Ф.А., Морган Б.Е. и др. Легкий, маловодный, нефтеэмульсионный цемент для использования в нефтяных скважинах. Petroleum Transactions 1956, 207: 99-104.
Эльмарсафави Ю.А., Варман Р., Асад А. и др. Цементирование продуктивного пласта с низким градиентом давления трещин на месторождении Вафра, Кувейт.Документ SPE107047, представленный на Азиатско-Тихоокеанской нефтегазовой конференции и выставке, Джакарта, Индонезия, 30 октября — 1 ноября 2007 г.
Fasesan, O.A., Heinze, L.R., Walser, D.W. Улучшенные свойства и экономичное применение с постепенным улучшением цементирования 50:50 Poz. Статья SPE-94327-MS, представленная на Канадской международной нефтяной конференции, Калгари, Альберта, 7-9 июня 2005 г.
Хармс, В.М., Саттон, Д.Л. Цементирование сверхнизкой плотности. J. Petrol. Technol. 1983, 35 (01): 61-69.
Кулакофски Д., Фолкнер К., Уильямс С. и др. Новый класс микросфер улучшает экономику и допускает распространение там, где предыдущие конструкции терпели убытки: история болезни. Статья OMC-2011-083, представленная на конференции и выставке оффшорного Средиземноморья, Равенна, Италия, 23-25 марта 2011 г.
Кучко, Б.Г., Стразисар Б.Р., Уэрта Н. и др. CO ₂ Реакция с гидратированным скважинным цементом класса H в условиях геологической изоляции: Влияние примесей летучей золы. Environ. Sci. Technol. 2009, 43 (10): 3947-3952.
Лю К., Ченг X., Чжан X. и др. Конструкция из цемента низкой плотности, оптимизированная на основе целлюлозного волокна, для нефтяных и газовых скважин. Пудра Технол. 2018, 338: 506-518.
Мата, К., Калубаян, А. Использование полых стеклянных сфер в критериях выбора легких цементов. Статья SPE182399, представленная на Азиатско-Тихоокеанской нефтегазовой конференции и выставке SPE, Перт, Австралия, 25-27 октября 2016 г.
Мехрабиан А., Абуслейман Ю. Геомеханика ствола скважины с увеличенной границей бурения и технические решения по борьбе с поглощением воды. SPE J. 2017, 22 (04): 1178-1188.
Мухалалаты, Т., Аль Сувайди, А., Шахин, М. Увеличение жизненного цикла скважины за счет отказа от многоступенчатого цементирования и использования легкого высокопроизводительного раствора. Документ SPE53283, представленный на Ближневосточной нефтяной выставке и конференции, Бахрейн, 20-23 февраля 1999 г.
Первис, Д.Л., Мерритт, Дж. Растворы для экономичного заканчивания, используемые в частично истощенных резервуарах. Документ SPE80942, представленный на симпозиуме SPE по производству и эксплуатации, Оклахома-Сити, Оклахома, 23-26 марта 2003 г.
Путра Т., Стивен А., Ведхасвари В.Р. и др. Новые решения в области цементирования для предотвращения потери циркуляции с помощью очень устойчивой к раздавливанию легкой цементной системы и искусственных волокон. Статья SPE182250, представленная на Азиатско-Тихоокеанской нефтегазовой конференции и выставке SPE, Перт, Австралия, 25-27 октября 2016 г.
Слэгл, К.А., Картер, Л.Г. Гильсонит — уникальная добавка к тампонажным цементам.Бумага API-59-318, представленная в Практике бурения и добычи, Нью-Йорк, 1 января 1959 г.
Смит, Д. Новый материал для цементирования глубоких скважин. Petroleum Transactions 1956, 207: 59-64.
Смит, Д. Цементирование, Серия монографий SPE, Том 4, 1990.
Велаяти, А., Tokhmechi, B., Soltanian, H., et al. Оптимизация цементного раствора и оценка добавок согласно предложенному плану. J. Nat. Gas Sci. Англ. 2015, 23: 165-170.
Ван Ч., Чен Х., Ван Л. и др. Новый самогенерирующийся цемент, вспененный азотом: подготовка, оценка и применение в полевых условиях. J. Nat. Gas Sci. Англ. 2017, 44: 131-139.
Ван, К., Wang, R., Zhou, W., et al. Использование новой спейсерной системы и цементной системы сверхнизкой плотности для контроля потери циркуляции метановых скважин из угольных пластов. SPE Drill. Завершение 2015, 30 (01): 76-85.
Xu, B., Yuan, B., Wang, Y. Антикоррозийный цемент для высокосернистого газа (H ₂ S-CO ₂) для хранения и добычи глубоких скважин HTHP. Прил. Геохим. 2018, 96: 155-163.
Чжан, Л., Джомбак Д.А., Наклес Д.В. и др. Влияние окружающей среды на взаимодействие между кислым газом (H ₂ S и CO ₂) и скважинным цементом с поправками на пуццолан в условиях совместной секвестрации кислого газа. Int. J. Greenh. Газ Кон. 2014, 27: 309-318.
Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.
Настройка вашего браузера для приема файлов cookie
Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:
В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.
Почему этому сайту требуются файлы cookie?
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.
Что сохраняется в файле cookie?
Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.
Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.