Что добавляют в цементный раствор при минусовой температуре: Что добавить в цементный раствор при минусовой температуре?

Содержание

можно ли использовать цемент зимой, особенности применения

Современное строительство все чаще теряет свою сезонность. Хотя возводить здания летом намного проще, нередко приходится работать и в холодное время года. Чаще всего строить зимой заставляют либо сорванные сроки для сдачи объекта, либо желание сэкономить: в это время покупка и доставка строительных материалов значительно дешевле. Почти все архитектурные и ремонтные работы подразумевают использование цемента — основного вяжущего материала, который проблемно ведет себя при минусовых температурах. Поэтому работать зимой с ним могут и должны только профессиональные бригады.

Какие проблемы могут возникнуть при зимнем бетонировании

Вода, которая входит в состав строительной смеси, замерзает. Это может полностью остановить процесс застывания: кристаллы льда, расширяясь при замерзании, разрушают агрегатную структуру раствора. Происходит торможение гидратации цемента. Прочность и долговечность бетона в дальнейшей эксплуатации сильно пострадают. Если прогноз погоды на ближайшие двадцать восемь дней (период максимального набора прочности для начала эксплуатации) — ниже минус пяти градусов по Цельсию, то набирание прочности остановится окончательно.

Больше всего от морозов страдает верхний слой цементного покрытия, поэтому если заливается фундамент или бетонная плита, при резком похолодании до минуса разрушится именно он: со временем он обсыплется.

Для строительства фундамента зимой используется цемент с противоморозными добавками и пластификаторами

Технологическое решение: противоморозные добавки

От негативного воздействия мороза современные цементные смеси защищают специальные противоморозные добавки, входящие в состав: хлористый натрий, хлористый кальций, натрия формиат и др. Для проведения наземных работ на открытом воздухе может применяться также нитрит натрия (до −15 °С) или поташ (до −30 °С). Под воздействием солей вода не успевает замерзнуть, давая раствору возможность правильно и своевременно застыть. Главное — четко придерживаться правил применения подобных миксов:

  • температура раствора не ниже плюс пяти градусов по Цельсию;
  • не замораживать приготовленный вяжущий продукт;
  • применять сразу после приготовления.

Портландцемент уже содержит необходимые антифрост-добавки, поэтому он является идеальным вариантом для зимнего строительства.

Кладка кирпича зимой должна происходить с помощью раствора с содержанием нитрита натрия

Для того чтобы ускорить набирание прочности строительной смеси, в нее могут быть добавлены еще пластификаторы, которые повышают ее плотность и устойчивость к капризам зимы. Их стоит подмешивать вместе с водой. Количество пластификатора зависит от предназначения раствора.

Другие методы защиты

Если антифриз-добавки не используются, а температура воздуха опускается все ниже и ниже, можно защитить цемент и другими способами:

  1. Использование теплой воды при замешивании бетона. Это метод быстрого замораживания кладки, который позволяет избежать нарушения процесса гидратации.
  2. Прогревание участка строительства с помощью электрических калориферов. Весьма дорогой способ.
  3. Защита плитами или щитами, обернутыми любым теплоизоляционным материалом, например, полиэтиленовой пленкой. Только нужно помнить, что они могут прилипнуть к поверхности залитого раствора, поэтому стоит продумать вариант подпорок для теплоизоляции.

С помощью тех же плит можно попробовать отогреть не застывший бетон, который уже пострадал от мороза.

Отделочные работы с цементом, например, оштукатуривание поверхности, даже если заказ песка, глины, гипса и др. материалов уже осуществлены, лучше оставить до весны, когда установится стабильная плюсовая температура. Иначе, какими бы тщательными ни были работы штукатуров, отделка отвалится от стены уже через несколько дней.

При какой температуре можно заливать бетон на улице?

Вопрос о том, при какой температуре можно заливать бетон, очень важен, так как от него во многом зависят не только технические и эксплуатационные характеристики застывшего монолита, но и вообще вероятность прохождения процесса застывания. Залитый при неверной температуре или замерзший при твердении бетон может покрываться трещинами, демонстрировать меньшие показатели прочности и стойкости в сравнении с нормативными, становиться причиной деформации или полного разрушения конструкции, здания.

Для набора бетоном проектной прочности и гарантии длительного срока службы очень важно соблюдение температурного режима как в момент заливки, так и на протяжении всего времени твердения (28 суток). Оптимальной считается температура воздуха в районе +20 градусов. Но далеко не всегда на строительной площадке удается соблюсти это условие.

Довольно часто появляется необходимость лить бетон при отрицательной температуре или в процессе выполнения работ неожиданно портится погода. В таких случаях используются разные методы прогрева бетона, в состав смеси вводят противоморозные добавки, утепляют конструкцию непосредственно на площадке и т.д. Прежде, чем использовать любой этот способ прогрева, необходимо тщательно изучить его особенности и условия реализации.

Процесс набора прочности бетонных конструкций

Чтобы определить, до какой температуры можно заливать бетон, необходимо сначала хотя бы поверхностно рассмотреть особенности процесса набора прочности монолитом. Реакция начинает протекать между цементом/водой в момент затворения. В первые часы бетон еще текучий и с ним можно работать, но уже по прошествии нескольких часов он начинает застывать, становиться сначала более густым, а потом и вовсе твердым.

Процесс взаимодействия воды и цемента называется гидратацией. Гидратация проходит в два этапа: сначала смесь схватывается, потом твердеет. В схватывании задействованы алюминаты, появляются иглообразные кристаллы, связанные между собой. Через 6-10 часов эти кристаллы становятся своеобразным каркасом, скелетом. Бетон начинает твердеть.

Весь процесс схватывания может занимать от 20 минут до 20 часов, что напрямую зависит от температуры окружающего воздуха. Дольше всего процесс проходит в холодное время года – когда на улице около 0, схватываться бетон начинает через 6-10 часов, длится этап 15-20 часов.

В процессе твердения в реакцию с находящейся в растворе водой вступают клинкерные минералы, постепенно формируется силикатная структура. Реакция провоцирует появление мелких кристаллов, они объединяются в уникальную мелкопористую структуру. Это и есть бетон, который на протяжении 28 суток уже набирает марочную прочность и стойкость, не меняя формы и структуры.

Оптимальное значение температуры для стадии твердения также равно +20 градусам, влажность – до 100%.

Отклонения от параметров существенно влияют на прочность: полное созревание монолита длится несколько лет (но набор проектной прочности должен быть завершен через 28 суток после заливки), скорость твердения меняется со временем.

Влияние отрицательной температуры на твердение бетона

Как уже было указано выше, скорость гидратации очень сильно зависит о температуры окружающей среды. Так, при снижении с +20 до +5 градусов твердение проходит медленнее в среднем в 5 раз. Дальше чем ниже температура, тем медленнее проходит реакция. При достижении минусовой температуры гидратация и вовсе прекращается (вода просто замерзает).

В момент замерзания вода имеет свойство расширяться, что становится причиной повышения давления внутри бетонного раствора и разрушения уже сформировавшихся связей кристаллов. Структура бетона разрушается и в дальнейшем восстановиться уже не может. Кроме того, появившийся в смеси лед может обволакивать крупные наполнители, разрушая сцепление с цементом. Все это существенно ухудшает монолитность конструкции и понижает прочность.

Когда вода оттаивает, твердение продолжается, но структура бетона уже деформирована. Могут появляться отслоения, деформации, трещины, наблюдаться отделение крупных наполнителей и арматуры от монолита. Чем на более ранней стадии свежезалитый бетон замерз, тем меньшим будет показатель прочности.

В каких условиях нельзя заливать бетон:

  • Когда температура окружающей среды находится на отметке +5 С и ниже, а никаких мероприятий по прогреву или повышению морозостойкости бетона осуществляться не планируется.
  • В межсезонье – когда температура нестабильна, отмечены сильные скачки как отметок на термометре, так и влажности.
  • Если термометр показывает температуру +25 градусов и выше, а влажность воздуха ниже 50%. В такое время лучше использовать специальные цементы или не проводить работы, так как процесс гидратации будет происходит очень быстро: вода испарится, а бетон не успеет набрать прочность, вследствие чего нередко появляются трещины, деформации, отслоения и т.д.
  • Заливка бетона при минусовой температуре без прогрева в течение минимум 3 дней до отметки в +10-30 градусов.
  • Когда уже приготовлен бетон со специальными присадками, а за окном внезапно наступила оттепель или влажность воздуха стала выше 60%, начался дождь и т.д.
  • В случае неумения определить оптимальный режим прогрева, настроить приборы, контролировать бетон в мороз. Ведь для бетона одинаково страшны как мороз, так и перегрев.

При какой оптимальной температуре можно заливать бетон:

  1. От +5 до +20 градусов

    – нормальные условия для заливки бетона, приготовленного по стандартному рецепту.
  2. От нуля до +5 градусов

    – исключительно с использованием специальных добавок.
  3. От 0 до -20 градусов

    – со специальными добавками и прогревом.
  4. Идеальные условия

    – температура бетона +30 и воздуха +20, влажность до 100%.

Бетонирование зимой

Использовать бетон в мороз может понадобиться в самых разных случаях – когда невыгодно останавливать строительство на целый сезон, в случае выполнения экстренных работ и т.д. С учетом губительного воздействия минусовой температуры на материал и его технические характеристики, бетон нужно прогревать. В случае, когда температура внутри раствора выше температуры снаружи, могут появляться деформации.

Прогрев бетона осуществляется до момента набора критического показателя прочности. Если таковых данных нет в проектной документации, то значение принимают в 70% от проектной прочности. Когда есть требования со значениями водонепроницаемости/морозостойкости, то критическая прочность составляет 85% от проектной.

Основные методы прогрева бетона для заливки при минусе:

  • Прогрев самих компонентов для приготовления смеси.
  • Использование эффекта термоса.
  • Осуществление электронагрева.
  • Применение паропрогрева.

Таким образом, вопроса о том, при какой минимальной температуре можно заливать бетон, нет вообще. Задача заключается в том, чтобы в соответствии с условиями работ оптимально подготовить смесь и объект для сохранения технических свойств материала и основных требований по прочности, надежности, долговечности.

Самый простой и дешевый вариант – прогрев всех компонентов, использующихся для приготовления бетона. Их греют для того, чтобы в момент заливки бетон имел минимум +35-40 градусов.

Греют все материалы, кроме цемента: щебень/песок до +60, воду до +90, цемент просто на время оставляют в теплом помещении (чтобы был комнатной температуры). Потом смешивают все компоненты и выполняют заливку.

Метод термоса

Этот вариант актуален в случае заливки массивных конструкций. Дополнительного прогрева не предусматривается, но укладываемая смесь должна демонстрировать температуру в +10 градусов как минимум (лучше больше). Данный метод заключается в том, чтобы залитая смесь в процессе остывания успела приобрести критическую прочность.

Принцип работы этого метода заключается в том, чтобы бетон вступил в реакцию и начался процесс затвердевания, который является экзотермическим (то есть, сопровождается выделением тепла). Таким образом, бетоном будет выполняться самоподогрев. Если исключить теплопотери, бетон может прогреться до +70 и выше.

Опалубку надежно защищают теплоизолирующими материалами, устраняя теплопотери бетона, находящегося в процессе затвердевания. Вода не замерзает, бетонный монолит постепенно набирает прочность без разрушения внутренней структуры. Такой вариант используют для заливки фундаментов зимой, он считается наиболее простым и экономичным, так как не требует использования какого-либо оборудования.

Электронагрев бетонной смеси

Задумываясь о том, при каких температурах можно заливать бетон, многие рассматривают в качестве выхода из ситуации электропрогрев. Осуществляться прогрев может с использованием нескольких способов: с применением электродов, метода индукции и с различными электронагревательными устройствами.

Нагрев электродами осуществляется так:

  • В свежезалитую смесь вводят электроды.
  • Потом на электроды подают ток.
  • В процессе прохождения тока по электродам они нагреваются, передают тепло бетону.

Ток должен быть переменным, так как постоянный станет причиной прохождения процесса электролиза, который сопровождается выделением газа. Газ экранирует поверхность всех электродов, значительно возрастает сопротивление тока, в результате чего нагрев заметно снижается. В случае, если в бетоне уложена арматура, она может использоваться в качестве электрода.

Чтобы данный способ сработал, необходимо сделать так, чтобы бетон прогревался равномерно и максимум до +60 градусов. Расход электроэнергии в таких случаях обычно не превышает 80-100 кВт*ч на кубический метр бетонного раствора.

Индукционный нагрев применяется достаточно редко, так как его реализация предполагает ряд сложностей. Данный тип прогрева бетонной смеси работает на принципе бесконтактного нагрева высокочастотными токами электропроводящих материалов. Так, вокруг стальной арматуры мотают изолированный провод, а через него пропускают ток. Таким образом появляется индукция, арматура нагревается и греет бетон. Расход электроэнергии составляет обычно 120-150 кВт*ч на кубический метр бетона.

Применение электронагревательных приборов предполагает использование самых разных средств для уменьшения негативного воздействия мороза на процесс гидратации смеси. Это могут быть греющие маты, к примеру, которые раскладывают на бетон и затем подключаются к сети. Можно сделать над залитым монолитом что-то типа палатки, установить внутри тепловую пушку и греть.

Тут важно обеспечить удержание влаги в бетоне, чтобы он, в процессе прогрева, не пересох, что также негативно влияет на качество и прочность, как и холод (при замерзании). Расход электроэнергии (при условии, что температура окружающего воздуха составляет около -20 градусов) составляет 100-120 кВт*ч на кубический метр.

Паропрогрев бетона в зимнее время

Когда температура окружающей среды на нуле или ниже, есть смысл задуматься о прогреве бетона паром. Данный метод особенно эффективен для тонкостенных конструкций. В опалубке с внутренней стороны делают каналы, через них пускают пар. Иногда делают двойную опалубку, а пар пропускают между двумя стенками.  Можно смонтировать трубы внутри бетона, а затем по ним пускать пар.

С использованием данного метода можно прогреть бетон до +50-80 градусов. Столь высокая температура и оптимальная влажность ускоряют в несколько раз процесс твердения. Так, за 2 суток при паропрогреве бетон набирает прочность, аналогичную твердению в течение недели в нормальных условиях.

Единственный недостаток данного метода – существенные затраты времени, финансов и усилий для его реализации.

Использование присадок при морозе

Сегодня очень распространено использование противоморозных добавок и особых химических ускорителей твердения бетона. Чаще всего в качестве этих добавок выступают нитрит натрия, хлористые соли, карбонат кальция и другие. Добавки существенно понижают температуру замерзания воды, активизируют гидратацию цемента (таким образом повышается температура застывания бетона).

Благодаря введению в состав смеси добавок можно избежать необходимости прогрева. Некоторые добавки способны повысить стойкость бетона к морозу настолько, что вопрос о том, можно ли заливать бетон при минусе, не стоит вообще: гидратация проходит даже при окружающей температуре -20 градусов.

Но, несмотря на все преимущества, присадки обладают и некоторыми недостатками.

О чем нужно помнить, вводя в бетон присадки:

  • Они пагубно влияют на арматуру – может начаться процесс коррозии, поэтому актуально вводить добавки лишь в неармированный бетон.
  • Добавки позволяют бетону набрать прочность, равную максимум 30% от проектной, а потом при оттаивании смеси (при плюсовой температуре) процесс набора прочности продолжается. В связи с этим, по СНиП, добавки нельзя вводить в бетон, работающий в условиях динамических нагрузок (молоты, вибростанки и т.д.).

Основные виды противоморозных добавок:

  1. Сульфаты

    – активно выделяют тепло, сопровождая процесс гидратации. Прочно связываются с труднорастворимыми соединениями, для снижения температуры замерзания смеси их использовать нельзя.
  2. Антифриз

    – уменьшает температуру кристаллизации жидкости, увеличивает скорость схватывания раствора, на скорость формирования структур не влияет.
  3. Ускорители

    – повышают растворимость силикатных компонентов цемента, они реагируют с продуктами гидратации, создают основные и двойные соли, которые понижают температуру замерзания жидкости в растворе.

Наиболее распространенные противоморозные добавки:

  • Карбонат кальция (поташ)

    – кристаллическое вещество, противоморозный компонент, который ускоряет схватывание и затвердевание. Понижает прочность бетонного монолита на 20-30%, поэтому его обычно сочетают с сульфидно-дрожжевой бражкой (тетраборатом натрия) в концентрации максимум 30%.
  • Тетраборат натрия (сульфатно-дрожжевая бражка)

    – смесь солей кальция, натрия, аммония либо лигносульфоновых кислот. Добавка используется в виде примеси к поташу, не дает бетону терять прочность.
  • Нитрит натрия

    – кристаллический порошок, ядовитое пожароопасное вещество, применяется при возведении многоэтажных зданий, легко растворяется, не разрушает арматуру, повышает скорость застывания в 1.5 раза.
  • Формиат кальция или натрия

    – используется с пластификаторами в объеме не более 2-6% от массы раствора. Добавляется в процессе замеса.
  • Аммиачная вода

    – раствор аммиака в концентрации 10-12%, не провоцирует корродирования металла, не дает высолов.

Бетонирование в условиях сухого жаркого климата

Бетон не любит не только мороза, но и жары. Когда температура воздуха повышается до +35 и выше, а влажность находится на уровне 50%, вода испаряется слишком быстро, что провоцирует нарушение водоцементного баланса. Гидратация замедляется либо прекращается вовсе, в связи с чем бетон нужно защищать от слишком быстрой потери влаги.

Для понижения температуры смеси используют охлажденную (либо разбавленную льдом) воду. Так устраняют быстрое испарение воды в процессе укладки смеси. Через определенное время смесь нагревается, поэтому важно обеспечить герметичность опалубки (чтобы вода не испарялась через щели). Опалубка также может впитывать влагу, в связи с чем для ограничения адгезии бетона и материала конструкции до заливки ее обрабатывают специальными составами.

Твердеющий бетон защищают от прямых ультрафиолетовых лучей – поверхность укрывают брезентом (мешковиной), каждые 3-4 часа осуществляют смачивание поверхности. Увлажнение может понадобиться все 28 суток набора прочности монолитом.

Часто для защиты бетона от жары используют такой метод: над поверхностью создают воздухонепроницаемый колпак из ПВХ пленки толщиной минимум 0.2 миллиметра.

Приготовленный по рецепту бетон способен схватиться, затвердеть и приобрести все проектные характеристики при окружающей температуре +20 градусов и влажности около 100%. В случае проведения работ на морозе или жаре необходимо позаботиться о мерах прогрева или охлаждения, которые будут гарантировать прочность и долговечность готовой конструкции.

секреты работы при разных температурах |

Температурные особенности

Когда строится дом, разумеется, хочется, чтобы процесс шел быстрее, не прекращаясь даже в зимнее время. Для того чтобы обосновать работу при минусовых температурах и понять, как реагирует на мороз кирпичная кладка, рассмотрим физические и технические нюансы кладки и способы «обойти» климат.

Нюансы зимней стройки

В строительстве кирпичных стен в классическом варианте предполагается использовать раствор. Чтобы не открывать Америку, можно воспользоваться обычным цементным раствором:

  • Песок (карьерный; речной – дорогой вариант).
  • Цемент (марка 400 – для любых работ).
  • Вода.

Среди трех компонентов цемента только вода препятствует зимней стройке. Это происходит потому, что кирпичи в кладке не связываются раствором при отрицательной температуре.

Когда температура падает ниже нулевой отметки, вода становится льдом. В результате между ингредиентами раствора не происходит нужной физической реакции.

Теоретически положить раствор, конечно, можно, но при этом он замерзнет до естественного состояния твердости, а следовательно, ни прочности кладки, ни связывания раствора не будет.

Таким образом, при понижении температуры, класть кирпичи по стандартным схемам работы невозможно. Однако существуют иные варианты состава растворов и зимних работ.

Свойства раствора

Кроме различных методов необходимы еще и химические добавки. В основном это специальные средства против холода.

При строительстве в швах создаются особые гнезда, затыкаемые пробками, причем постоянно проводятся измерения температуры. Нужно учесть, что кирпич, например, полнотелый, холод проводит довольно медленно, поэтому есть время, чтобы раствор успел схватиться.

Пока идет экзотермическая реакция, добавляющая тепла, раствор «прессуется» кирпичом снизу и сверху.

В результате мы получаем таблицу, в которой температуре раствора соответствуют показатели измерения воздуха.

  • 5 градусов — минус 10 градусов;
  • 10 градусов – минус 10-20 градусов;
  • 15 градусов – минус 20 градусов.

Метод замораживания

В этом случае, даже несмотря на отрицательную температуру, кладка кирпича ведется на открытом воздухе, раствор же при этом имеет достаточно высокую температуру.

Данный метод основывается на том, что в швах раствор замораживается и постепенно затвердевает весной ( частично – непосредственно в процессе кладки). Таким образом, постоянно происходит высвобождение тепловой энергии при химическом взаимодействии цемента и воды.

Важно! Этот способ позволяет строить стены выстой не более 15 м. При технической норме безопасности прочность можно рассчитать в соответствии именно с весенним периодом затвердевания цементного раствора.

Химические добавки

Другой способ – химические добавки. Они выполняют несколько функций:

  • Скорость замерзания воды уменьшается в несколько раз при минусовой температуре.
  • Раствор схватывается и твердеет быстрее, но своих качеств не теряет.

Основные добавки, которые можно использовать при наличии инструкции:

  • Поташа (сокращает срок затвердения раствора при показателях ниже минус 25 градусов). Когда раствор схватывается быстро, то теряет частично свои свойства, поэтому можно добавить брагу из дрожжей – 1%.
  • Нитрат натрия (не меньше 15 градусов).

Важно! Большинство современных добавок ядовиты, а следовательно, нужно соблюдать правила безопасности и работать исключительно в защитной одежде.

Способ термоса

С помощью этого метода возможно проводить работы при минусовых температурных показателях. Если при стандартном способе можно вести работы при температуре до минус 5 градусов, то при ее дальнейшем понижении требуются либо химические добавки, либо другие методы работы.

Способ термоса состоит в том, что цементный раствор выделяет при кладке тепло, достаточное для поддержания процесса хорошего затвердения. Кроме того, нужно учесть два условия:

  • Перед установкой кирпич подогревается. Для этого нужна обыкновенная паяльная лампа. Подогреву подлежат и полнотелый кирпич, и двойной силикатный М 150.
  • Кладку через несколько квадратных метров или рядов накрывает слой теплоизолятора.

Этот метод достаточно простой, поэтому если необходимо продолжать строительство, когда наступают холода, то даже новичку не составит труда его применять. Главное, все можно сделать самому, причем удобно и быстро.

Электроподогрев

Суть метода электроподогрева заключается в прикреплении нашивных электродов со стороны наружной стены. Через цементный раствор пропускается электрический ток, таким образом прогревая его.

Когда строительная смесь прогревается, кирпич получает тепло, в результате на стене образуется теплый островок. Таким образом, не изменяя физические свойства раствора, кладка постепенно застывает.

Совет! Когда необходимо использовать электрический ток при строительстве, важно не только обеспечить изоляцию, но и наличие прогретого основания.

Дополнительные секреты

Вопрос, какая температура оптимальна для кладки кирпича, приобретает актуальность в тех случаях, когда невозможно провести электричество либо когда нет химических добавок. Но при этом нередко зимой строительство вообще останавливается.

Особенно это важно в частном секторе, так как туда нужно провести инженерные сети и коммуникации. Оптимальная температура для работы – до минус 5-7 градусов, при дальнейшем ее понижении следует использовать названные выше методики.

Однако вопрос о температуре для кладки перестанет быть острым, когда есть обыкновенная соль. Если использовать ее, то работа продолжается при любой отрицательной температуре. Кроме того, этот эффективный метод экономически выгоден, потому что он недорог.

С другой стороны, в дальнейшем излишек соли может выступать из стены. В этом случае фасад потребуется неоднократно перекрашивать.

Вывод

Все эти методы помогают в строительстве фактически круглогодично. Вспомогательные сведения можно найти в размещенном видео к этой статье (также о том, как приготовить раствор при проведении стройки в зимнее время).

Кладка кирпича при минусовых температурах

Сегодня мы подготовили статью на тему: «кладка кирпича при минусовых температурах», а Анатолий Беляков подскажет вам нюансы и прокомментирует основные ошибки.

Кладка кирпича зимой при минусовой температуре: рекомендации специалистов, технологические особенности зимней кладки

Очень часто рабочим приходится сталкиваться с ситуацией завершения строительства в условиях трескучих морозов, что особенно актуально для северных регионов страны. Такая погода радует многих, но не заказчика и строителей, поскольку возведение здания необходимо заканчивать в срок, с должным качеством исполнения в любых условиях. Как же сделать качественную кладку кирпича, если за окном минусовая температура и длительного потепления не ожидается?

Мнение квалифицированных специалистов вселяет добрую надежду основательными утверждениями о возможности продолжения или завершения каменных работ в такой ситуации. Осуществление кладки кирпича возможно в любую погоду, при условии соблюдения специальных технологий и учёта определённых нюансов. Рассмотрим подробнее особенности кирпичной кладки в мороз.

Определяющая все проблемы трудность зимней кладки заключается в замерзании цементной массы, вернее воды, содержащейся в ней. Это нарушает нормальные процессы гидратации и прочность раствора теряет примерно четверть от требующейся нормы. Такое обстоятельство приводит к неполноценному сцеплению строительных элементов, что напрямую отражается на общей устойчивости здания. Она снижается, а это может повлечь неприятные, печальные последствия.

Нет тематического видео для этой статьи.

Видео (кликните для воспроизведения).

Кроме того, перепад температуры и влажность повлекут:

— разрушение структуры кирпичей от процесса замерзания влаги в них;

— образование тонкой ледяной корки на поверхностях соединяемых элементов;

— формирование многочисленных пустот в застывшем растворе после нормализации температуры.

Нахождение, а тем более проживание в таком доме становится опасным.

Внимание! Если грамотно соблюдать некоторые «зимние» принципы клади кирпича, то проблем с качественным строительством не возникнет и сооружение будет надёжным!

Цементный раствор, применяемый для «зимней» кладки кирпича, обладает незначительными отличиями от «летней» смеси. Пропорции сохранены те же, но добавляются специальные присадки. Эти добавки препятствуют замерзанию воды, обеспечивая необходимый уровень устойчивости к понижениям температуры. Выбирать такие модификаторы необходимо основательно, поскольку каждый из них обеспечивает толерантность к небольшому диапазону отрицательной температуры.

Посмотрите видео как делать замес кладочного раствора в мороз

Однако, использование присадок недопустимо в строительстве жилых построек, так как они содержат токсические соединения, очень вредные для человека. Поэтому препятствующие замерзанию добавки вносят в цементный раствор фундаментов или кладочную смесь для нежилых и вспомогательных строений. Каждый рабочий при этом должен пользоваться защитными средствами, приспособлениями и спецодеждой.

Некоторые строители, с целью экономии средств, вводят в раствор жидкое мыло. Этот компонент снижает общее количество воды в растворе. После оттаивания мыльный состав не влияет на гидратацию цемента, зато существенно уменьшается количество пустот, расслоений и растрескиваний кирпича.

Кроме применения противоморозных присадок существует ещё ряд действенных способов, позволяющих строить кирпичные здания в мороз. Ознакомимся с наиболее используемыми и доступными технологиями.

1. Электроподогрев раствора – предусматривает обустройство в создаваемой кладке системы металлических электродов, которые будут подогревать твердеющий раствор и кирпичи. В промежутках между ними будет создаваться контролируемое электрозамыкание с выделением достаточного количества тепловой энергии.

Технология строительства заключается в равноудалённом размещении (шахматный порядок) металлических прутов с шагом 21,0–23,0 см в каждом втором горизонтальном слое раствора. Затем, выступающие концы электродов соединяются в изолированную систему – один слой – один электрический полюс. Таким образом, получится равномерное чередование электрической подводки по всей площади стены, толщина которой будет определять величину подаваемого тока. Например, подключённое напряжение в 220 вольт будет разогревать стену толщиной в полтора метра до + 3о градусов. Следовательно, для нормального прогрева 50,0 сантиметровой стены нужно подвести около 74 вольт. Однако, точный расчёт должны проводить специалисты, с учётом всех особенностей и характеристик материалов.

Контакт будет происходить по раствору и влажным участкам кирпичей. Эти места начнут постоянно подогреваться, а тепло равномерно распространяться по площади всей кладки, образуя комфортный оазис для нормальной гидратации (затвердевания) фиксирующего состава.

Пояснение! Электроподогрев необходим лишь на время достижения 22% марочной прочности цементного раствора. Как правило, это 6–7 суток!

Метод имеет некоторые недостатки:

— нужен грамотный, точный предварительный расчёт всех параметров;

— энергетическая затратность, создающая немалые дополнительные финансовые потери;

— постоянный контроль за электродной системой и уровнем прогревания;

— максимально защищённый от поражения током, специально обученный персонал.

2. Кладка в термосах – технология основана на максимально длительном удержании собственного тепла, выделяемого при химических реакциях в цементном растворе, термоизоляционным покрытием. Его достаточно, чтобы вести кирпичную кладку в условиях минимального холода (до -5 градусов).

Чтобы обеспечить весомый температурный задел, непосредственно перед размещением каждый кирпич разогревается паяльной лампой, специальной газовой горелкой или аналогичными приспособлениями. Вид материала не является определяющим для работы. Можно так укладывать двойной силикатный, клинкерный облицовочный, «красный», обыкновенный полнотелый и другие разновидности кирпича.

Во время работы, через каждые три (можно через четыре) слоя, кладка закрывается теплоизолирующим материалом. Защищённые таким методом участки стены будут долго осуществлять самосогревание.

«Термосная» технология проста в исполнении, не нуждается в особенных знаниях, использовании защитных средств, дополнительных расходах и большом практическом опыте.

К минусам можно отнести лишь:

— возможность строительства при незначительном морозе;

— приобретение вспомогательного оборудования;

— малую скорость строительства, поскольку работник вынужден тратить время на достаточный прогрев каждого кирпича.

Хотя, можно подрядить специальных помощников и тогда последнюю пару недостатков можно предельно минимизировать.

Нет тематического видео для этой статьи.
Видео (кликните для воспроизведения).

3. Замораживание раствора – наиболее приемлемый, эффективный и экономичный метод зимней кладки, заключающийся в использовании специально подготовленного раствора. Он зимой замерзает, а весной, по мере оттаивания, схватывается и надёжно застывает с сохранением всех необходимых свойств.

Для выполнения кладки применяются особенные пластичные цементные растворы, параметральной марки не ниже М-10 без посторонних добавок.

Принцип способа основан на использовании в замесе тёплой воды и изменении значения марки в зависимости от наличествующей температуры. Последовательность такова:

— температура до -3-х градусов Целься – марка раствора остаётся без преобразований;

— среднесуточное значение до -20 С – марку нужно повысить на 1 ступень;

— если установились морозы ниже -20 С – марка цементного раствора увеличивается на 2 ступени.

Такая методика замены раствора нужна для более надёжной прочности «созревшей» кладки. Значение температуры используемого раствора имеет непосредственную зависимость от окружающей температуры.

Важно! Необходимо делать замес малыми порциями, чтобы он не успел остынуть и замёрзнуть за пределами кладки!

При рассматриваемом способе кладки требуется соблюдение некоторых условий:

— в месте состыковочного контакта стен устанавливаются связующие металлические полоски;

— после строительства каждого этажа необходимо прочно связывать между собой стены поперечными балками;

— на участках соединения, дополнительно построенных по методике «замораживания раствора» (новых), стен формируются осадочные швы;

— над оконными и дверными проёмами оставляется вспомогательный осадочный зазор;

— максимально допустимая высота стен составляет 15,2 м;

— требуется укрепление стен в поперечном направлении посредством специальных подкосов;

— при осуществлении кладки допустимо использовать только подогретый раствор, а также очищенные от грязи и наледи кирпичи;

— нужно применять согревающее (тепловое) оборудование.

Несмотря на множество преимуществ, методика требует существенных материальных и физических затрат. Кроме этого, постройка даёт неравномерную усадку – весной оттаивает раньше солнечная стена, затем боковые части и в конце – задняя (теневая) сторона. При скрупулёзном соблюдении технологии, усадка не превысит 2,0 мм на метр стеновой высоты, а что является допустимым параметром.

Совет! Для повышения эффективности метода, рекомендуется возвести крытую «времянку» из досок и полиэтиленовой плёнки. В ней размещается тепловая пушка, которая в морозную погоду будет предварительно подогревать кирпичи!

Разумеется, кладка кирпича в зимнее время нуждается в больших энергетических, физических и финансовых затратах. Если начавшаяся стройка не может подождать три месяца, то продолжить её можно с применением одной из вышеописанных методик при условии точного выполнения технологических нюансов. Главное – это соблюдение всех правил и норм, для гарантированного обеспечения безопасности всем будущим жильцам!

Обычно все строительные работы ведутся в теплое время и неспроста. Это связано с особенностями затвердевания раствора, сложностью проводимых работ. Ведь не всем по силам копать для траншеи под фундамент мерзлый грунт, да и вода на морозе замерзает. А этот компонент строительных смесей, в частности, она входит в состав цементного раствора.

Из-за ряда сложностей редко кто решается возводить жилье при минусовой температуре. Но, если строительство объекта неизбежно надо выполнять в зимнее время, то это выполнимо. Надо лишь придерживаться определенных правил и знать нюансы затвердевания раствора при разных температурах.

Качественная кирпичная кладка выполняется только при плюсовых температурах и нормальной влажности воздуха. Чем ниже показатель на градуснике, тем хуже твердеет цементный раствор, а при минусовых значениях этот процесс приостанавливается.

Как использовать кирпич строительный одинарный полнотелый м 150 можно узнать из данной статьи.

При низких температурах вода, содержащаяся в цементном составе, может замерзнуть и превратиться в лед. Поэтому ни о каком взаимодействии химических компонентов не может быть и речи.

Каков размер одинарного кирпича, указано в данной статье.

Если же реакция успела произойти до заморозков и раствор держит кладку, может оказаться, что он не затвердел, так как ему помешала все та же вода, превратившаяся в лед. Из-за ее формы он потерял свою привычную пластичность, и швы между кирпичами плохо уплотнились. После оттаивания и затвердевания цементного состава прочностные характеристики кирпичной кладки заметно понижаются.

Даже при низких положительных температурах время затвердевания раствора увеличивается в четыре раза, что уж говорить об отрицательных. Он просто схватывается и замерзает. Но с приходом теплого периода начинает размораживаться и терять свои прочностные характеристики. Если температура воздуха поднимается постепенно, то через неделю они у него восстанавливаются полностью. Естественно, их показатели будут ниже кладки, произведенной летом, но смогут оставаться на должном уровне.

На видео рассказывается, при какой температуре можно класть кирпич:

Каков расход цемента на кладку кирпича, можно узнать в данной статье.

Проблемы кладки кирпича в зимнее время:

  • состояние воды в растворе принимает форму льда, из-за этого он увеличивается в объеме на 10%, а при оттаивании опять уменьшается, вызывая этим усадку всей конструкции;
  • сложности при сохранении прочности кладки;
  • при нестабильной температуре, которая наблюдается в холодные периоды, есть вероятность, что по зданию пойдут трещины из-за создавшихся в растворе пустых пузырьков;
  • кирпич может покрыться инеем, этому способствуют все те же температурные изменения;
  • снижение качества кладки в сравнении с аналогичным показателем в летнее время;
  • потеря части вяжущих свойств из-за льда, образованного в растворе и инея застывшего по всей ширине кирпиче. При плюсовой температуре они начнут таять и сцепление между ними заметно ухудшится.

Эти и другие особенности надо учитывать, при решении выполнять кирпичную кладку зимой.

Как уже стало понятно главные опасения связаны с цементным раствором. Наиболее сильно подвержен температурным изменениям именно его состав. Поэтому сразу нужно оговориться, что для таких целей выбирается раствор, который имеет следующие особенности:

  • в нем должны содержаться противоморозные добавки. Они повышают температуру цементного состава и предупреждают его застывание. С их помощью застывание может происходить и при -50°С;
  • подвижность цементного раствора лежит в пределах 10-13 см по конусу;
  • бетонная смесь должна удобно укладываться и быть пластичной;
  • после укладки надо регулярно проводить проверку застывания раствора. Для этих целей в кладке делаются небольшие углубления, в которые периодически помещается градусник. По его показаниям контролируется температура смеси.

На видео рассказывается, можно ли класть кирпич при минусовой температуре:

Каков расход цемента на 1 куб кирпичной кладки, указано в данной статье.

Технология кирпичной кладки в зимнее время та же самая, что и в летнее. Она заключается в укладке кирпича на постель из цементного раствора, но вот способы ее выполнения совершенно разные. Для успешной кладки в зимнее время существует несколько методов:

  • устройство тепляка;
  • использование противоморозных добавок;
  • электроподогрев;
  • метод термоса;
  • замораживание.

Все эти способы обеспечивают надежную и прочную кладку кирпича. При более детальном их рассмотрении станет понятно, за счет чего это происходит.

О том какой размер у полуторного красного кирпича указывается в данной статье.

Это эффективный способ. Но он предусматривает проведение подготовительных работ. Для его выполнения необходимы рейки и обычный рулонный полиэтилен. С помощью реек вокруг начатого строительства возводится каркас, на который крепится выбранный теплоудерживающий материал и создается воздушное пространство.

Оно обогревается переносными печами, электронагревателями и другими обогревательными устройствами. За счет такого приема кирпич и раствор находятся в условиях с приемлемой температурой, хорошо скрепляются между собой и быстрее застывают. Но тепло внутри самодельного каркаса надо поддерживать несколько дней, из-за этого обязательно проводится регулярные проверки состояния обогревателя.

Как правильно использовать кирпич облицовочный полуторный, можно узнать прочитав статью.

Такой способ имеет один заметный нюанс – с помощью него сложно обогреть целый дом. Чаще всего его применяют для возведения только какой-то одной части кладки.

Их введение в раствор позволяет снизить температурный показатель замерзания воды в нем, поэтому при их применении он способен даже при морозе набрать нужную прочность.

В качестве добавок используются составы из хлористого натрия, калия, нитрата натрия и углекислого калия.

Последние два вида допускается использовать без последующего подогрева. На момент их использования температура цементной смеси должна быть не ниже 5°C. Если получилось, что раствор с добавками замерз, а его не успели использовать, то нельзя его разогревать горячей водой, лучше замесить новую порцию. Возведение кладки таким составом осуществляется до момента его схватывания с кирпичом.

Каков состав керамического кирпича, указано здесь.

Широко распространенный метод. Он заключается в укладке кирпича на подогретый раствор. После возведения кирпичной конструкции происходит остывание раствора, и он замерзает. Окончательное затвердевание цементного состава происходит весной при оттаивании. При этом оно сопровождается существенной усадкой построенной кирпичной конструкции и это может привести к разрушению зданий, которые имеют высоту более 15 метров.

Суть процесса заключается в следующем: на подготовленный для кладки участок наносится подогретый до высокой температуры состав. Поддержание его температурного режима осуществляется при помощи механизма подогрева цистерны.

После доводки цементной смеси до нужной температуры ее надо использовать очень быстро буквально в течение получаса. Укладка производится по классической технологии. Примечательно, что такой раствор обеспечит кирпичную конструкцию прочностью еще до его полного замерзания.

Каковы размеры огнеупорного шамотного кирпича, рассказывается в содержании данной статьи.

При этом методе необходимо придерживаться нескольких правил:

  • Температура раствора должна быть одинакова по всему периметру. Если это требование не выполнить, то при оттаивании дом деформируется, а со временем он может вообще обрушиться.
  • Этот метод можно применять при минимально допустимой температуре – 30°C.
  • Замерзший раствор нельзя разбавлять горячей водой. Во время замерзания кладки, выполненной из этого состава, на швах будут образовываться поры, в которых ранее находился лед, а это приводит к потере нужной прочности.

Иногда для надежного исполнения кладки все здание, возведенное методом замораживания, нагрев производится стационарными системами обогрева. Повышение температуры до 30°C приводит к тому, что кладка оттаивает за трое суток, и раствор начинает затвердевать. После этого стены сушат с помощью строительных вентиляторов.

При оттаивании отдельно стоящие конструкции, выполненные подобным образом, могут потерять свою устойчивость, чтобы избежать этого их необходимо зафиксировать временными опорами.

Простой способ, обеспечивающий затвердевание раствора, при котором создается нужная температура. При нем используется тепло самого кирпича. Чтобы использовать его кирпичи укладываются порциями, и каждая уложенная часть покрывается термоизоляцией. Такой прием не дает кирпичам потерять тепло и продлевает схватывание его с раствором.

Некоторые строители прогревают материал перед укладкой, и тогда тепло, выделяемое таким кирпичом, исключает застывание воды в растворе. Сразу после выполнения работ, возводимые стены утепляют подручными материалами способными сохранять тепло.

Способен помочь при возведении части стены, для его проведения требуются определенные знания и опыт работы с электрооборудованием. При кирпичной кладке в раствор горизонтально устанавливаются электроды, питание которых осуществляется от электросети. При нагревании они отдают свое тепло раствору и кирпичам.

Это приводит к нормальному затвердеванию цементного состава, но при условии, что все вертикальные швы такой кладки хорошо заполнены. Если нет специальных электродов, то применяется проволока. Используют ее в диаметре от 0,3 до 6 мм. Выбор этого параметра зависит от источника тепла и предполагаемой схемы прогрева.

Расход электроэнергии на 1 м 3 может доходить до 175 кВт/ч, из них 75% уходит на обогрев кирпича, а это, по сути, пустая трата, ведь следует тщательней прогревать раствор.

Для обогрева такой кладки применяются нефтегазовые калориферы и электрообогреватели. Стержневые электроды должны обеспечивать температуру не ниже +10°С. Их укладывают с шагом в 20 см, к ним подводят напряжение равное 40-60 В. Оно обеспечит нужный обогрев и кристаллизация цементной смеси значительно ускоряется, в среднем на 20%. Это способ широко используется, но потребляет много электроэнергии.

Какой бы способ ни был выбран, главное, сразу подготовить все нужные материалы и оценить предполагаемые затраты. Раствор следует готовить небольшими порциями, так как потом после его затвердевания нельзя будет его развести. С помощью таких методов даже зимой можно обеспечить нормальную кирпичную кладку и построенный таким образом дом будет ничуть не хуже, чем летний вариант.

Варианты кладки кирпича при отрицательных температурах

Если начато строительство дома, то очень сильно хочется, чтобы закончилось оно побыстрее. Настолько сильно, что и в мороз готовы работать, обрабатывая стены или оборудуя крышу. Вопрос в том, насколько эти желания соответствуют возможностям.

Кирпичная кладка зимой требует не только мастерства каменщика, но и наличия определенного инструментария.

Поведение кладочного раствора при минусовой температуре

В классическом варианте для кладки обязателен цементный раствор. Его главные составляющие: цемент, песок и вода. И если первым двум компонентам абсолютно без разницы, когда их смешивают — зимой или летом, то с водой дело обстоит иначе.

Таблица показателей прочности растворов с добавками при отрицательных температурах.

Вода при отрицательных температурах замерзает. Будет замерзать она и в приготовленном растворе, превращаясь в лед и значительно снижая его вяжущее свойства, поскольку обмена влагой между раствором и кирпичом практически не будет.

Но это еще не все беды: замерзая, вода будет расширяться в объеме, а вместе с ней будет расширяться и раствор. Объем такого раствора увеличивается приблизительно на 9%, но прочность примерно на столько же уменьшится, так как раствор станет более рыхлым. Чем ниже минусовая температура, тем быстрее будет замерзать в растворе вода, тем больше прочности потеряет кирпичная кладка.

Причем до полного своего замерзания она будет перемещаться из более теплых в более холодные зоны, образуя вокруг уложенного кирпича ледяную корку, тем самым не позволяя полностью уплотниться шву. Прочность такой кладки при сильных морозах может быть почти нулевой.

При наступлении тепла вода оттаивает и возвращается в свое обычное состояние, размягчая затвердевший раствор. Но первоначальная структура раствора после оттаивания восстанавливается не полностью, поэтому надежды на возобновление его вяжущих свойств после оттаивания воды практически нет. В зависимости от марки цемента и температуры, при которой выполнялись работы, положенная зимой кирпичная кладка может потерять до половины своей расчетной прочности.

Схема кирпичной кладки.

Чтобы избежать негативных последствий при кладке кирпича на морозе, разработано несколько способов, позволяющих раствору сохранять свои вяжущие свойства на срок, достаточный для того, чтобы кладка схватилась:

  • кладка замораживанием;
  • противоморозные добавки;
  • кладка в термосах;
  • электроподогрев.

Каждый из этих способов имеет свои особенности и свой предел температуры, ниже которого кладку проводить нельзя.

Фактически это обычная кладка кирпича, только выполняющаяся на подогретом растворе. Для такой кладки нужно использовать только очищенные от снега и льда кирпичи.

Для приготовления раствора в зимний период следует использовать теплую воду.

Процесс выполнения этой кладки имеет свою специфику. Главное при такой кладке — успеть уложить кирпич до замерзания раствора. Раствор лучше всего готовить в обогреваемом помещении, а на строительную площадку доставлять уже подогретым.

Если это невозможно из-за больших расстояний, то раствор можно приготовить на месте используя нагретую до 80ºС воду или же подогретый до 60ºС песок. Готовить такой раствор в больших количествах занятие бессмысленное, поскольку он застынет неиспользованным, а разогреть его обратно, добавляя горячую воду, не получится. Вода только добавит раствору заполненных льдом пор, уменьшая тем самым и без того невысокую прочность. При приготовлении раствора в помещении его еще можно спасти, возвратив обратно в тепло, а если нет такой возможности, то раствор придется выбросить.

Раствор наносится только на один кирпич, укладка все время ведется вприжим. При выгонке последнего ряда одновременно с укладкой кирпича заполняют раствором и вертикальные швы. Такая кладка изначально может быть даже прочнее летней кладки, поскольку прочность она набирает за счет замерзания кладочного раствора, а не за счет его затвердевания.

Примеры кладок из кирпича.

Однако по мере оттаивания такая кладка теряет до 20-30% расчетной прочности. В дальнейшем на протяжении месяца этот показатель будет уменьшаться, поскольку в оттаявшем растворе будет происходить уже обычный процесс набора прочности. Окончательная прочность такой кладки будет 80-95% от обычной, что можно считать вполне удовлетворительным результатом.

Но у такой кладки, помимо недобора прочности, есть еще один негативный момент. При оттаивании раствора такая кладка неизбежно дает усадку. При правильно выдержанной технике кладки усадка будет не больше 2 мм на 1 м высоты, что серьезного вреда зданию не принесет. Но при выполнении кладки усадку нужно учитывать изначально, делая проемы на 5 мм больше, чем при обычной кладке. При усадке этот зазор исчезнет, а целостность конструкции останется ненарушенной.

Но в этом процессе есть один важный нюанс. Осадка здания происходит по мере оттаивания кладки, т.е. сначала оттаивает и опускается южная сторона задания, затем — восточная и западная, и последней — северная. Если здание отапливается изнутри, то осадка будет идти от внутренней стороны стен к наружной, причем в местах больших нагрузок на стену она будет происходить быстрее. Для самих кирпичных стен это небольшая проблема, а вот установленным в них дверным и оконным коробкам, а также возведению крыши грозит серьезная деформация.

Чтобы обезопасить такую кладку от возможных подвижек в период оттаивания, в ее углы и в места связки перестенков усиливают заанкерированными арматурными стержнями. Если стены или перестенки тонкие, их с двух сторон подпирают временными распорками. Дверные и оконные коробки дополнительно усиливают деревянными или железными стойками. После оттаивания временные крепления снимают, но не раньше чем через 12 суток после его окончания.

При использовании этого способа в готовящийся раствор добавляют химические добавки. При минусовых температурах в растворе с такими добавками скорость замерзания воды замедляется в несколько раз, а сам раствор быстрее схватывается. Сам же раствор нисколько не теряет при этом своих качеств.

Но подавляющее большинство таких добавок ядовиты, поэтому работать с ними без надежных средств защиты нельзя. Да и с защитными средствами нужно соблюдать предельную осторожность. Наиболее часто в раствор добавляют нитрит натрия или поташ.

Для того, чтобы понизить температуру замерзания в растворе, обязательно применяют противоморозные добавки.

Если температура воздуха не опустилась ниже минус 15ºС, то лучше использовать раствор с добавкой нитрита натрия, добавив его в количестве 5% от массы используемого для приготовления раствора цемента. Работать с таким раствором можно от 1,5 до 3 ч, в зависимости от температуры воздуха.

При морозах ниже 15ºС, но не больше 30°С в раствор добавляют поташ. Добавляют его от 5 до 10% от массы использованного цемента. Чтобы раствор медленнее схватывался, в него добавляют сульфитно-дрожжевую бражку. Но даже с ее использованием время пригодности к работе у такого раствора не превышает 1 ч. Однако растворы с добавлением поташа вызывают коррозию силикатов, поэтому такой раствор нельзя использовать при кладке силикатных кирпичей.

Понизить температуру замерзания раствора может и добавление дешевой поваренной соли (NaCl), поскольку она имеет в своем составе натрий. Но ее использование неизбежно приведет к появлению на стенах белого налета, так называемого высола, избавиться от которого порой труднее, чем качественно выгнать кирпичную кладку. Поэтому использовать такую добавку можно только в кладке хозяйственных построек, внешнему виду которых не придают большого значения.

Термос как метод кладки основан на изменении методики работы. Он опирается на тот общеизвестный факт, что цементный раствор всегда выделяет определенное количество тепла. В обычных условиях этого тепла достаточно, чтобы без особых проблем вести кирпичную кладку при температуре в 3-5ºС.

Чтобы раствор для кладки не остыл слишком быстро, рекомендуется использовать термоизоляционное покрытие.

Чтобы отодвинуть вниз указанный порог температуры, непосредственно перед установкой кирпич разогревается. Причем этот способ подходит практически для любого вида кирпича — от обыкновенного полнотелого до двойного силикатного и клинкерного облицовочного. В бытовых условиях чаще всего для подогрева используют обыкновенную паяльную лампу. Можно использовать и газовую горелку, но при низких температурах сжиженный в баллонах газ может плохо гореть.

Через каждые 3-5 рядов уложенная этим способом кладка накрывается теплоизоляционным слоем. Укутанная таким образом кладка из подогретого кирпича еще долго будет греть саму себя. Такой способ прост в исполнении, не требует специальных техник и защитных средств, поэтому с ним легко справится каждый мастер-«самоделкин», если по каким-то причинам ему придется выполнять кладку на морозе. Единственное, что без разогревающего кирпичи помощника работа будет двигаться очень медленно.

Подогрев кладки используют тогда, когда кладку способом замораживания осуществить невозможно, а при использовании противоморозных добавок выгоняемая конструкция не сможет быть достаточно прочной.

Схемы различных видов электропрогрева: а — кирпичной стены, б- кирпичного столба: 1 — электрическая сеть, 2- пластинчатые электроды, 3- отпайки, 4- провода, 5 — стальная сетка.

Зимняя кладка кирпича с использованием электроподогрева предусматривает создание в выполняемой кладке электрического поля. Для этого в швы кладки укладываются полосовые электроды. Довольно часто вместо них выбирают более простой вариант, используя в качестве электродов металлическую армирующую сетку.

К сетке или электродам от сети в 220В подключается электрический кабель. Электрический ток, проходя по электродам, передается влажному раствору и нагревает его до температуры в 30-35º. От нагретого раствора тепло передается уложенным кирпичам, создавая на время среди зимы внутри стены маленький теплый оазис.

Электроподогрев оставляют включенным до тех пор, пока раствор не наберет минимум 20% от марочной прочности. При использовании электроподогрева получается, что каждый последующий кирпич укладывается на подогретое основание. Кладка в таком оазисе может спокойно застывать, при этом раствор в ней при включенном электрическом поле не замерзает.

Но этот метод требует от исполнителей во время работы строго соблюдать правила безопасности при работе с электрическими проводами. Изоляция электрического кабеля должна быть безукоризненной, а работы нужно выполнять в резиновых сапогах и перчатках.

Помимо электроподогрева, для кладки при минусовых температурах используют и другие способы: парообогрев и воздухообогрев. Оба эти способа требуют дополнительного устройства ограждения — тепловой рубашки, которая заключает в своеобразный кокон часть кладки.

Парообогрев осуществляется с помощью подающегося на кладку теплого пара, а воздухообогрев — с помощью нагнетающего теплый воздух калорифера. Но оба способа слишком сложны в исполнении и слишком дорогостоящие, поэтому используются в основном при строительстве промышленных объектов.

Частные застройщики их почти не используют, предпочитая способы попроще. Выполняя кирпичную кладку при минусовых температурах, независимо от того, какой способ вы выбрали, всегда нужно помнить две вещи. Во-первых, все выполненные в зимнее время кладки теряют определенный процент своей прочности, поэтому для компенсации этих потерь выполнять их нужно на растворах на 1 или даже 2 марки выше проектной.

Во-вторых, во время зимних кладок нужно намного тщательнее, чем в летнее время, контролировать качество укладываемого кирпича.

После замерзания раствора исправить что-либо в кладке будет уже невозможно.

Особенно это касается кладок, выполняемых методом замораживания, где раствор замерзает через 20-30 минут после его укладки.

Кладка при низких температурах — вещь утомительная и неприятная в чисто физиологическом плане. Ведь если объемы кладки большие, то приходится работать целый день на морозе, рискуя серьезно заболеть. Все перечисленные способы греют кладку, но не работающего каменщика. Поэтому, если есть малейшая возможность перенести кладку до наступления тепла, то лучше так и поступить.

Все равно уложенная зимой кладка должна оттаять и пройти довольно длительный процесс набора прочности, так что много времени от такой задержки вы не потеряете. Зато свои нервы, силы и, что немаловажно, здоровье сбережете.

Автор статьи: Анатолий Беляков

Добрый день. Меня зовут Анатолий. Я уже более 7 лет работаю прорабом в крупной строительной компании. Считая себя профессионалом, хочу научить всех посетителей сайта решать разнообразные вопросы. Все данные для сайта собраны и тщательно переработаны для того чтобы донести в удобном виде всю требуемую информацию. Однако чтобы применить все, описанное на сайте желательно проконсультироваться с профессионалами.

✔ Обо мне ✉ Обратная связь Оцените статью: Оценка 3 проголосовавших: 22

Можно ли заливать фундамент при минусовой температуре?

Методы строительства фундаменты при минусовой температуре. Как создать благоприятные условия при заливки бетона в мороз и стоит ли начинать работы.

Методы строительства фундаменты при минусовой температуре. Как создать благоприятные условия при заливки бетона в мороз и стоит ли начинать работы.

Фундамент – основа дома, поэтому его закладка требует предельной внимательности и соблюдения определенных норм. Нужно учитывать все факторы, в том числе и погодные условия. В данной статье вы найдете информацию о том, при какой температуре воздуха можно заливать фундамент, чтобы он не терял прочность и не изменялся со временем.

Как известно, именно от фундамента и от того, как он заложен, зависит дальнейшая эксплуатация здания. Именно поэтому к его закладке подходят со всей ответственностью. Считается, что более благоприятный период для бетонных работ является теплое время года. Однако, строительство собственного дома – дело трудоемкое и требует много времени, оно может затянуться надолго до первых холодов. Как быть в такой ситуации?

Безусловно, по всем строительным нормам и правилам заливать бетон при минусовой температуре нежелательно. Одна из причин того является то, что бетон может разрушаться при минусовой температуре, так как вода, которая входит в состав цемента начинает замерзать, потом образуются трещины. Помимо этого, при неблагоприятных температурных условиях процесс твердения бетонной смеси останавливается. Однако, существует исключение — морозостойкий бетон.

Все мы знаем, что наша страна большая, и некоторые районы и области расположены там, где температура воздуха чаще всего минусовая. Тогда как быть жителям, которые хотят построить дом? Современные технологии разработали для таких случаев некоторые приемы, позволяющие им заливать бетон без нарушения естественных процессов твердения.

Заливка бетона в условиях мороза

Прежде чем залить фундамент при минусовой температуре, необходимо создать благоприятные условия, которые не будут способствовать замерзанию бетонной смеси. Вот некоторые советы для создания таких условий:

  1. Следует повысить температуру бетонной смеси за счет подогрева до того момента, пока она не достигнет критической прочности;
  2. Обогреть изнутри с помощью электроэнергии;
  3. Обогреть снаружи с помощью электричества или действия пара;
  4. Использование теплоизоляционной опалубки с применением утеплителя;
  5. Введение специальных компонентов в бетонный раствор, которые препятствуют возникновению застыванию.

Каждый из представленных методов имеет свои особенности, поэтому, чтобы подобрать правильный метод, следует обратить внимание на устройство подземной части строения.

Подогреваем фундамент

Для подогрева бетона при заливке фундамента смесь готовят на основе воды с температурой от 60 до 90 градусов. Следует учесть, что такой способ можно использовать только при температуре выше -15 градусов.

Обогрев изнутри и снаружи

Внутренний разогрев подошвы заключается в следующем. В соответствии с явлением кондукции (передача тепла от теплого холодному) обогревается только часть будущей постройки. И эта часть – бетонный фундамент. Обогрев осуществляется за счет электрического тока. Наружный обогрев можно сделать с помощью специальной передвижной опалубки, имеющей нагревательные элементы, которые в свою очередь за счет электроэнергии и действия пара выделяют тепло.

Минусы этих способов заключаются в том, технология обогрева весьма сложная, необходима, прежде всего, консультация специалиста. Более того, чтобы осуществить такой обогрев потребуется значительная сумма денег, т.к. цена довольно высокая. Однако применять данный способ разрешается даже при -25 градусах.

Теплоизоляция конструкций

Существует и более простой метод обогрева. Утеплить конструкцию можно с помощью опалубки или же сыпучим, листовым материалом. В данном случае будет работать принцип термоса: необходимое количество тепла будет выделяться при твердении цементного раствора, которого достаточно для того, чтобы обогреть конструкцию. Однако при сильно низких температурах этот метод перестает функционировать, а значить использовать его нежелательно. Но есть выход из положения: возможно его использование совместно с другим методом, что значительно улучшит результат. Кроме всего прочего, необходимо утеплить и защитить сам фундамент от возможных осадков: после того, как закончите заливку, покройте его слоем опилок.

Примеси для поддержания температуры бетона

Этот способ представляет собой введение в цементную смесь вместе с подогретой водой специальных добавок. Они значительно замедляют ее твердение. Добавки изготовлены на основе хлоридов калия и натрия или соли. В раствор необходимо добавить от 2 до 15 процентов компонентов (количество зависит от погоды и состава самого цемента).

Однако прежде чем применять тот или иной пластификатор следует учесть, что не все сочетаются с той или иной арматурой. Поэтому перед тем как добавить их в цементный раствор нужно внимательно изучить инструкцию. Следует помнить, что, если применяются добавки в смеси, не следует исключать прогревание смеси и утепление опалубки.

Преимущества работ при отрицательных температурах

Несмотря на то, что погодные условия с плюсовой температурой являются наиболее благоприятными для закладки фундамента, минусовая температура также имеет свои преимущества:

  1. Если работы идут на хрупких грунтах, то при тепле они рассыпаются, а в холод сохраняют свою форму, что значительно упрощает строительство;
  2. Возможны работы в суровых природных условиях, в тех районах, где теплый период очень короткий;
  3. Экономия денежных расходов на строительные материалы, так как зимой спрос снижается, соответственно цены уменьшаются.

Закладка фундамента в холодное время года весьма проблематична и имеет много своих особенностей и недостатков. Вы сможете сэкономить на материалах, но осуществить сам монтаж будет сложно и затратно, так как вам понадобится больше рабочих рук для того, чтобы вырыть котлован или траншеи, так как грунт мерзлый.

Более того, строительство будет продвигаться медленными темпами, а поэтому вам понадобиться дополнительное место для рабочих. Несмотря на то, что на многие материалы делают скидки, цена качественного бетона остается неизменной.

Итак, в данной статье мы вам рассказали о том, можно ли заливать фундамент при температуре ниже 0º и как это делать.

Вывод: возведение фундамента возможно – следовать рекомендациям, контролировать процесс закладки. Современные технологии упростят рабочий процесс.

При какой температуре можно заливать бетон?

Прочность фундамента строения определяется качеством раствора, соблюдением последовательности его укладки и погодными условиями в конкретной местности. Поэтому необходимо выяснить, при какой температуре можно заливать бетон в теплый и холодный сезон.

Особенности набора прочности бетонными конструкциями

Чтобы уточнить, при какой температуре воздуха можно заливать цементную смесь, нужно разобраться с процессом отвердевания. В готовом растворе происходит реакция между компонентами цемента и воды – гидратация. Процесс протекает в два этапа:

  • схватывание при участии алюминатов СЗА. Внутри бетона генерируются кристаллы-иголки, связывающиеся друг с другом. Через 6-10 часов образуется своеобразный скелет смеси;
  • твердение с участием клинкерных минералов C3S и C2S. Во время твердения бетона формируется силикатная мелкопористая масса из мелких кристаллов.

Интересно знать! При низких температурах вода в фундаменте становится льдом, что приводит к окончанию твердения и схватывания.

Опасность влияния минусовых температур на состояние смеси

Скорость реакций гидратации и набора прочности бетоном привязаны к температуре окружающей среды. При ее понижении с +20 до +5 градусов время твердения увеличивается в 5 раз. Процесс застывания проходит еще медленнее, если на улице похолодало до нуля.

Замерзание воды при отрицательной температуре приводит к ее расширению. Далее происходит повышение давления внутри смеси, которое становится причиной распада кристаллической решетки. Последствие реакции – разрушение фундамента и ухудшение свойств монолитности из-за обволакивания льдом заполнителей.

Важно! После оттаивания жидкости процесс отвердевания восстанавливается, но качество бетона будет хуже – арматура отслаивается, а монолит растрескивается.

Какая температура воздуха является приемлемой для раствора?

Специалисты выяснили, при какой оптимальной температуре воздуха следует и можно заливать готовый бетон. Работы по строительству фундамента лучше проводить в промежутке от +5 до +15°. Уличный температурный режим в пределах от +5 до минус 3° предусматривает, что свежеуложенный бетон марки М200 весом 240 г/м3 должен быть не ниже +5 градусов.

На заметку! При использовании меньшего количества цемента оптимальная внутренняя температура состава равняется  +10°.

Показатели морозостойкости различных марок бетона

Чтобы выяснить, до какой самой низкой минусовой температуры на улице можно строить фундамент и заливать бетон, необходимо разобраться в его морозостойкости. Данная характеристика влияет на количество циклов заморозки и оттаивания смеси без потери ею не более 5 % прочности.

  Термошайбы для крепления поликарбоната

ГОСТом 10060-2012 регламентированы 5 групп морозостойкости производимых марок бетона:

  • F50 – низкая устойчивость к замерзанию свойственна смесям М100 и М150, поэтому их применяют для внутренних работ;
  • F100 – марки бетона М200 и М250 отличаются нормальной устойчивостью, но подходят только для строительства домов в теплом или умеренном климате;
  • F150-300 – составы с маркировкой М300, М350 и М400 актуальны при постоянных низких температурах и на почвах с большой глубиной промерзания;
  • F300-500 – такой показатель морозустойчивости у марок М450, М500, М550 и М600, рекомендованных для работ в условиях северных областей.

Важно! Составы F500-1000 не используются для частного строительства, они подходят только для промышленных зданий, исследовательских и военных комплексов.

Технология и особенности заливки в осеннее время

При какой средней летней температуре начинать строительство? Теплое время года – от +15 до +30 градусов подходит для строительных работ. Заливка бетона летом допустима. Единственное условие – защита свежеуложенного монолита от дождя.

Выбор подходящего времени

В осеннее время погода отличается непредсказуемостью, поэтому важно знать, при какой температуре можно заливать бетон осенью.

Оптимальная температура воздуха составляет от +20 до +5°, поэтому начинать устройство основания рекомендуется в сентябре-октябре до заморозков.

В процессе обустройства фундамента важно учитывать, до какой отметки на градуснике нужно выполнить работы перед похолоданием. Она должна равняться +10 градусов по Цельсию. Бетонная масса набирает прочность на протяжении 1 месяца.

Перед заморозками рекомендуется сделать укрытие, а в первые двое суток – защитить смесь пленкой от дождя.

Совет! Перед тем, как заливать фундамент осенью, посмотрите прогноз погоды.

Факторы, влияющие на схватывание теста в осенний период

Заливка монолита будет качественной, если учесть несколько моментов:

  • температура воздуха. При каких показателях температуры можно заливать бетон осенью, чтобы начать строить дом? Нормальный показатель – плюс 16°. В этот период раствор затвердевает медленно, что обеспечивает качество постройки. Заморозки припадают на конец октября, поэтому лучше заняться строительством в середине сентября;
  • характеристики влажности. Сырая погода и влажный грунт способствуют процессу отвердевания. Свежеуложенный раствор не нужно регулярно сбрызгивать водой, а медленное высыхание обеспечивает повышение прочности;
  • наличие осадков. Если вы разобрались, при каких оптимальных температурах можно заливать основание, то нужно учесть и наличие дождя. Переувлажнение монолита приводит к вымыванию цементного молочка;
  • уровень грунтовых вод. На болотистых участках осенью меньше воды, что позволяет сделать свайное основание. Проверить, поднялась ли вода, можно путем выкапывания траншеи. Если в ней поднялась вода, фундамент заливать нельзя.

Важно! При несоответствии хотя бы одного фактора конструкция потеряет прочность.

Процесс работ в зимнее время

Основное условие, при котором получится уложить бетон зимой, – температура на улице до -3 градусов. В условиях ее понижения есть риски перемерзания цементного теста. Если вам интересно, при каких максимально низких наружных температурах допустимо заливать бетон с обогревом, то эта величина – от +5 градусов.

  Где покупать строительные и отделочные материалы?

Строительная практика отмечает две технологии работ  – использование морозостойких составов и искусственное повышение устойчивости теста к холодам.

Правильный замес смеси

Цемент марки М400 в морозных условиях набирает более 30 % своей максимальной прочности.

Раствор готовится в стандартных пропорциях:

  • 1 часть цемента;
  • 2,5 части песка;
  • 8-10 частей воды.

При известковании количество компонентов изменяется:

  • 1 часть цемента;
  • 2,5-4 части песка;
  • 1,3:10 извести;
  • 8-10 частей воды.

Для приготовления марки бетона М400 также используют пластификаторы и антифризы.

Прогрев цементного теста

При какой минимальной температуре можно заливать бетон с подогревом монолита, вы уже разобрались. Строители рекомендуют в процессе замеса повышать и температуру раствора до 35-40 ° путем разогрева воды до 90 °,  щебня и песка – до 60 °. Сухой цемент не греют, а оставляют в помещении до набора комнатной температуры.

Вода прогревается в железной емкости, а добавки при помощи обдува воздухом. Для этого внутрь кучек стройматериалов от печи протягивается трубопровод. Укладку после нагрева осуществляют за один раз, подавая смесь непрерывно.

Совет! Если организуется доставка бетона на объект в зимнюю погоду, уточните, прогревает ли поставщик материал в специальной печи.

Можно ли искусственно повысить морозостойкость раствора?

Чтобы ускорить работы и предотвратить деструкцию фундамента допускается использовать антиморозные средства, выполнять прогрев бетона или его утепление.

Виды добавок

При соблюдении дозировок специальных продуктов легко предусмотреть, при какой предельной отрицательной температуре заканчивать стройку. Допустимо продолжать работы до -25 градусов. Средства классифицируются в зависимости от воздействия на смесь.

Присадки

Специальные жидкие продукты для гидратации раствора в условиях минусовой температуры. Используются вместе с подогревом для ускорения реакций отвердевания и схватывания.

Антифризы

Средства, повышающие активность цементного теста в любых условиях:

  • поташ или вещества на основе солей монокарбоновых кислот. Повышают температурный диапазон работы с бетонным составом до -30 градусов, ускоряют отвердевание состава. Армирующий каркас не подвергается коррозии, на поверхности монолита нет высолов;
  • хлорид натрия – используется для пластификации смеси из портландцемента, исключает загустение. Стальная арматура может ржаветь;
  • нитрит натрия – подходит для всех типов цементов, кроме глиноземных. После добавления продукта со смесью можно работать при низких температурах, но до -15 градусов;
  • формиат натрия – предусматривает использование пластификаторов. Без них в монолите из-за скопления солей появляются пустоты.

На заметку! Антифризы исключают нагревание конструкции.

Ускорители схватывания

Отличаются быстрым выделением теплоты, поэтому температура воды остается стабильной и монолит греется сам.

Важно! При несоблюдении дозировки веществ есть риски коррозии армирующего каркаса.

Способы подогрева

Прогрев бетона актуален, если требует залить фундамент малоэтажного здания. Если интересуетесь, до какой максимальной отметки можно повысить температуру, этот показатель составляет 15-20 градусов. Антифризовые смеси начинают вводить при температуре от -15 градусов. Сейчас мы кратко будем рассматривать варианты электрообогрева бетона:

  • по всей площади строения устанавливается каркас из деревянного бруса, на котором организуется пленочный шатер. Внутри конструкции устанавливаются пушки на газе или электричестве. После подъема температуры устройства поддерживают ее на протяжении цикла застывания бетона;
  • обмотка армирующего каркаса греющим кабелем до того, как вы начнете заливать фундамент. Электрика включается в сети после укладки смеси. Помимо кабеля можно использовать нихромовые спирали или ТЭНы.

Важно! В условиях сильных холодов и промерзания грунтов методика неэффективна.

Особенности укрытия и утепления

Используя этот способ, по достижению 3-х – 7-ми градусной уличной температуры можно заливать бетон.

  Ячеистый бетон: производство, преимущества, недостатки

Чтобы защитить свежеуложенный бетон в условиях заморозков, организуется специальное укрытие. Закрыть будущий фундамент утеплителем можно так:

  1. Заливка раствора в опалубку и его контроль до момента схватывания.
  2. Засыпка в ленту смоченных водой опилок слоем на 20 см.
  3. Закрытие материала отрезом пленки шириной 1,5 м.
  4. Укладка сухих опилок – слой 50 см.
  5. Фундаменты для столбов засыпают сухой листвой и накрывают полиэтиленом.

На заметку! Сухой материал защитит монолитное основание от холода, а влажный – исключит его перегревание.

Выполнение утепления опалубки

Укладка утеплителя актуальна, если прогревался свежеуложенный бетон. Технология теплоизоляции опалубки имеет несколько особенностей:

  • начало работ до заморозков;
  • укладка рулонного или пленочного теплоизолятора на поверхность опалубки;
  • выполнение электрического обогрева – возводится шатер и устанавливаются пушки;
  • прикрытие бетонной смеси после заливки опилками, соломой, пенополистиролом.

Совет! Прикрывайте все выступающие части монолитной конструкции.

Перед строительством монолитного основания нужно учитывать, при какой минимальной температуре без рисков можно заливать бетон осенью или зимой. В случаях ее понижения можно перенести сроки работ или осуществить подогрев конструкции. Использование антиморозных добавок, применение электрического оборудования или теплоизоляции допускается, когда нет возможности отсрочить заливку.

Рекомендуем посмотреть видео по теме

Источник: https://nastroike.com/stroitelnye-materialy/pri-kakoj-temperature-mozhno-zalivat-beton-v-razlichnoe-vremya-goda

При какой температуре можно заливать фундамент — особенности выполнения работ

Работы по возведению фундаментной основы считаются немаловажным строительным этапом.

Основной фактор, оказывающий влияние на окончательный результат – температурный режим воздуха и качественные характеристики бетонной смеси.

Сегодня рассмотрим, при какой температуре можно заливать фундамент, чтобы основание под будущее сооружение отличалось надежностью и продолжительным эксплуатационным периодом.

Влияние температуры на характеристики бетона

Все знают, что раствор быстрей застывает, если стоит теплая погода, а вот жара может оказать пагубное влияние на свежезалитый бетон.

При температуре в пределах 5 – 15 градусов выше нуля схватывание состава происходит естественным образом, при этом бетон выделяет тепло в окружающую его среду. Но в жаркие дни этого не происходит.

В подобных условиях бетонный каркас начинает свое формирование при еще увеличенном объеме материала. При потере температуры поверхность постепенно оседает, а сформированная кристаллическая структура данному процессу создает препятствия. В конечном итоге, из-за созданного внутри напряжения, фундамент покрывается трещинами на четвертый – двенадцатый час с момента окончания заливки.

Для того, чтобы фундамент сохранял целостность при двадцати пяти градусах тепла и выше, необходимо для приготовления бетона применять портландцемент быстрого твердения, спустя пять – шесть часов от окончания бетонирования поливая водой и затеняя подручными материалами.

Замедление гидратации достигается вводимыми пластификаторными и модифицирующими добавками. Появляющиеся трещины говорят о том, что необходимо выполнить повторную трамбовку.

Оптимальная температура для заливки фундамента

Запланировав строительство основания, следует учесть температурные условия, марку цементного материала и его качественное состояние. Особое внимание уделяется специальным добавкам, снижающим температурный показатель кристаллизации воды, и поддержке должного режима во время застывания бетонной смеси.

Залитый раствор схватывается в течение двадцати четырех часов, после этого на протяжении четырех недель набирает необходимую прочность.

Стандартная температура, при которой формируется основание – от трех до двадцати пяти градусов тепла.

Заливка при минимальной температуре

Чтобы правильно выдерживать бетонный раствор до критических уровней прочности, следует знать особенности существующих для этого способов, их достоинства и недостатки.

Отметим, что определенные методы применяются в комплексе с некоторыми аналогами, в большинстве случаев с предварительным подогревом бетонного раствора.

Условия, способствующие для правильного твердения, должны создаваться снаружи здания. Заключаются они в выдерживании определенной температуры вокруг бетона.

И все же, можно ли заливать фундамент при минусовой температуре? Проблема в том, что в такой работе при отрицательных температурах основная проблема связана с медленным застыванием бетонного раствора.

Если заливка осуществляется при нулевой температуре, процессы, происходящие в растворе во время его застывания, просто прекращаются. Влага, оставшаяся внутри фундаментного основания, существенно увеличивает свои объемы, разрывая поверхность.

Чтобы избежать подобных негативных проявлений, строители пользуются определенными технологическими приемами:

  • определенные компоненты растворной смеси и опалубочная конструкция прогреваются;
  • внутри конструкции прокладывается специальный провод, осуществляющий подогрев;
  • вокруг фундаментной основы монтируются обогревательные устройства;
  • в бетонный раствор вводятся специальные противоморозные добавки, ускоряющие застывание или понижающие температуру, при которой вода начинает замерзать.

Если придется заливать бетон под фундамент зимой, рекомендуется сократить количество используемой для замеса раствора воды.

Необходимо быть готовым к тому, что перечисленные способы существенно повлияют на бюджет строительных работ в сторону его увеличения. Подобные методы, как следует из отзывов, редко используются начинающими застройщиками.

Особой популярностью пользуется метод зимнего бетонирования, предусматривающий снижение количества воды и цементного материала в смеси. Но в этом случае компоненты необходимо смешивать в строгих пропорциях.

В подобных ситуациях применяют быстротвердеющий цементный состав, готовя раствор определенным образом:

  • две части воды подогревают до семидесяти градусов;
  • выполняется смешивание с песком или щебенкой;
  • подается в бетоносмеситель цемент, заливается оставшееся количество воды.

Перед заливкой бетона из опалубки удаляют лед, выполняют подогрев подстилающей подушки. Конструкция ленточного или иного фундамента укрывается полиэтиленом, чтобы тепло возле фундамента сохранялось максимально долго.

Зная, до каких температур можно заливать фундамент, все равно необходимо уточнить прогноз погода. Вполне возможно, что придется продумать систему подогрева. Кроме того, даже при отрицательных температурах воздуха понадобится устраивать гидроизоляцию.

Существует много причин, по которым в холодный сезон заливают бетон на фундамент. Но в подобных работах имеются некоторые преимущества, которые рекомендуется учесть:

  • без предварительного прогрева раствора можно бетонировать фундамент в части объекта, находящейся ниже поверхности земли. В теплую погоду рыхлая земля осыпается, но при морозе бетон можно лить спокойно, потому что грунт будет удерживать форму;
  • разобравшись, какая температура для заливки фундамента в зимний сезон лучше, вы неплохо сэкономите на стоимости материалов, на которые в это время года цены не повышаются.

Для тех, кто интересуется, как залить фундамент зимой при минусовой температуре, отметим наличие определенных недостатков. В первую очередь вас ожидает трудоемкий процесс устройства котлована, потому что грунт промерзнет и будет плохо поддаваться выемке. Кроме этого, работы будут вестись низкими темпами, вас ожидают дополнительные расходы на обогрев.

Приняв во внимание все особенности, каждому застройщику придется решать самому, при какой температуре нельзя заливать фундамент.

Помогут ли добавки

Специалисты утверждают, что не стоит в зимнее время заливать фундамент без использования в растворе специальных присадок. Считается, что подобные добавки решают все проблемы, так как этот способ наиболее прост для бетонирования при минусовой температуре, особенно – ночью.

Как уверяют застройщики, используя добавки, можно залить фундамент в минусовую температуру, не организуя подогрев. Но если работать комплексно, то за счет обогрева вы снизите денежные затраты.

Если минимальная температура для заливки фундамента вызывает у вас сомнения, воспользуйтесь одним из видов добавок:

  • веществами и соединениями, снижающими точку промерзания воды. С их помощью достигается нормальное застывание при отрицательном температурном режиме. В подобную группу входят поташ, кальциевый и натриевый хлориды, натриевый нитрит, сочетания таких компонентов и подобные им вещества. Тип добавки определяется с учетом того, до какой минусовой температуры разрешается выполнять бетонирование;
  • компонентами и соединениями, ускоряющими твердение. Среди них выделяют патош, модификаторные добавки на кальциевом хлориде и мочевине и т. п.

Присадки вводятся в количестве двух – десяти процентов от веса цементного материала. Объем их подбирается с ориентированием на температурный режим, необходимый для затвердевания искусственного камня.

При какой температуре зимой следует добавлять присадки? Строители используют их при минусовой температуре до 25 градусов.

Но частным застройщикам не следует прибегать к подобным экспериментам, так как в реальности такие добавки используются лишь при первых ночных заморозках либо с наступлением весны, когда фундамент необходим к конкретному периоду, а других вариантов для его устройства не существует.

Что происходит, если не выдержан температурный режим

Если вы сомневаетесь, при какой температуре лучше заливать бетонную смесь, проконсультируйтесь с опытными строителями. В случае несоблюдения существующих требований, предъявляемых к бетонированию в определенное время года, с бетонной основой здания могут произойти изменения негативного характера:

  • появятся трещины. Как правило, они образуются при температуре, превышающей двадцать градусов тепла., если не контролировать равномерность высыхания влаги и процесс набора твердости. Как правило, залитое основание укрывается пленкой и периодически увлажняется;
  • внутри фундамента образуются микротрещины. При какой температуре весной и при какой осенью это случается? Если воздух не прогрелся выше трех градусов тепла, вода начинает преобразовываться в лед, увеличивая объем. Потом она высыхает, оставляя после себя микроскопические трещины, способствующие разрушению бетонного основания;
  • наблюдаются смещения. При использовании для замеса бетонной массы промерзшего песка или гравия, в массу попадают кусочки льда, образующие пустотные участки. От воздействия максимальной нагрузки фундаментное основание смещается;

  • повышается натяжение. Сваренный при отрицательной температуре араматурный каркас будущей фундаментной основы в теплую погоду расширится в объеме и создаст повышенное напряжение для конструкции, приводящее к аварийным ситуациям.

Источник: https://betonov.com/fundament/stroitelstvo/pri-kakoj-temperature-mozhno-zalivat-fundament.html

Бетон минусовая температура. Можно ли заливать? Не замерзнет?

Параллельно учёными предпринимались попытки создать бетон, температура схватывания которого была бы ниже нуля градусов. Но поскольку выигрыш во времени строителей не устраивал, продолжался поиск альтернативного утепления (подогрева) бетона при минусовых температурах.

Приемлемая температура смеси

В ходе исследований учёные определили, какая температура бетона наиболее оптимальна для получения качественных конструкций. Её значения находятся в интервале между +5 и +15 градусов. Пограничные показатели, которые прорабатывались исследователями, – минус 20 и плюс 45 град.

При значениях наружного воздуха от +5 до -3 град. температура свежеприготовленного продукта не допускается ниже +5 град. Эти показатели подходят для цементной массы в 240 кг/куб. м (при марке М200 и больше). Если цемента используется меньше, температурный показатель смеси должен соответствовать +10 град.

или выше.

  • Способы повышения температуры схватывания бетона
  • При необходимости в зимний период заливать бетон температура смеси может быть повышена следующими способами:
  • * за счет применения подогретой воды;
  • * при помощи ввода в смесь морозостойких добавок;
  • * с помощью электроподогрева;
  • * методом пропаривания бетонных конструкций в стационарных условиях в специальных автоклавах до набора прочности 80-85%;
  • * с помощью электропрогрева бетонного монолита, имеющего в своём составе арматуру. При этом коммутация электродов производится по всей площади соприкосновения арматуры с бетоном при подключении тока небольшого напряжения;
  • * путём использования тепловых пушек с ограждением бетонной смеси.

Зависимость качества бетона от наружного воздуха

Меняется ли прочность бетона от температуры снаружи? Конечно. При работе со стройматериалом в зимний сезон химическая реакция, сопровождающая набор прочности, затухает. Следовательно, при отрицательных температурах затвердение прекратится. «Спасут» смесь добавки в виде различных солей, способные остановить образование льда.

Бывает ситуация, когда продукт начал схватываться, но потом замёрз. В этом случае после оттаивания он затвердеет только при отсутствии внутренних повреждений замерзающей водой. Специалисты допускают одноразовый цикл заморозки-оттаивания при соблюдении условия: температура смеси в течение трёх суток не должна опускаться ниже +10 градусов.

Если знать определённые требования, то зимой бетонирование можно произвести не хуже, чем в самый благоприятный период. Первое условие – грамотная доставка материала. Наилучший вариант – использовать доставку бетона миксером. Второе – соорудить утеплённую опалубку, ещё лучше позаботиться об обогреве бетонированной площади.

Говоря о том, при какой температуре заливать бетон в летний период, следует отметить факт понижения прочности продукта при +30 градусов.

Практическим выходом из положения является увлажнение поверхности бетона водой. В летний период из-за испаряющейся влаги бетон делают более жидким.

И конечно же следует сообщить при какой температуре заливать бетон зимой  – рекомендуется выполнить все работы до -15С.

Реагируя на воздействие температуры, бетон летом схватывается более равномерно в сырую и прохладную погоду. А если работы производятся в дождливый период, то устойчивость материала к влаге повышают специальным цементом.

Чтобы раствор не размыло, площадку накрывают полиэтиленом. Однако в сильные дожди вести бетонные работы под открытым небом не рекомендуется.

Если строительство начинается в новой климатической зоне, то специалисты советуют испытать бетон на прочность в лабораторных условиях или на стройплощадке.

Влияющая на бетон температура воздуха – не единственный фактор воздействия на данный материал. Качество продукта зависит от влажности окружающей среды, солнечной радиации, скорости ветра и способов ухода за уложенной смесью.

А теперь, коротко:

– При какой температуре можно заливать бетон? (на улице/ в фундамент/ зимой и летом)?
Оптимальная температура – от 5 до 20 градусов C выше ноля. С использованием добавок и прогревом бетона в зимний период до минус 20 градусов С.

– До какой температуры можно заливать бетон зимой? Можно ли заливать при минусовых температурах?
Работать с бетоном можно и в зимнее время. Необходим заводской раствор хорошего качества, противоморозные добавки в определенных пропорциях. Также необходимо использовать способы защиты и нагрева бетона – укрытие от снега, нагрев тепловым пушками, электродами и др.способами.

– Зависит ли прочность бетона от температуры?
Да, зависит. Чем больше температура не соответствует оптимальной, тем больше страдают показатели бетона. Смотрите график выше.

– До какой температуры можно заливать бетон без добавок?
Рекомендуется использовать добавки при среднесуточной температуре ниже +5  °С

Заливка бетона зимой возможна. Приобретайте качественный бетон и всё пройдет удачно, ваша постройка выдержит любые температуры!

Дополнительные вопросы вы всегда можете задать нашим специалистам по телефону 8(495)7214695.

Помогите сделать наш сервис лучше, поделитесь ссылкой в соц. сетях:

Источник: https://mosbetone.ru/stati/vozdejstvie-temperatury-na-beton/

Температурный режим при заливке бетона

Чтобы готовое изделие из бетона, после заливки, набрало необходимую проектную прочность и прослужило долгие годы, необходимо соблюдать температурный режим во время твердения.

Оптимальная температура для твердения бетона +20С, при которой бетон набирает прочность за 28 суток. Но что делать, если вы заливаете фундамент осенью, когда температура воздуха чуть выше нуля? Современные технологии позволяют справиться с этой проблемой.

Более того, при соблюдении определённых мер, бетонные работы можно производить даже зимой.

Процесс набора прочности бетонных конструкций

Чтобы ответить на вопрос: «При какой температуре можно заливать бетон?», необходимо понять, что происходит с бетоном во время твердения. После приготовления бетонной смеси в ней начинает происходить химическая реакция между водой и цементом. Этот процесс называют гидратацией цемента, которая проходит две стадии:

При схватывании в реакции участвуют алюминаты (С3А). В результате образуются иглообразные кристаллы, которые связываются между собой. Спустя 6 — 10 часов из этих кристаллов образуется подобие скелета.

С этого момента начинается твердение бетона. Здесь уже вступают в реакцию с водой клинкерные минералы (C3S и C2S) и начинает формироваться силикатная структура. В результате этой реакции образуются мелкие кристаллы, которые объединяются в мелкопористую структуру, что по сути и является бетоном.

Влияние отрицательной температуры на твердение бетона

Скорость течения гидратации сильно зависит от температуры. Снижение температуры с +20С до +5С увеличивает время твердения бетона до 5 раз. Но особенно резко замедляется реакция при дальнейшем снижении до 0С. А при отрицательной температуре гидратация прекращается, т.к. вода замерзает. Как известно, вода при замерзании расширяется. Это приводит к увеличению давления внутри бетонной смеси и разрушению сформировавшихся связей кристаллов. Как следствие происходит разрушение структуры бетона. Также образовавшийся лёд обволакивает крупные элементы заполнителей смеси (щебень, арматуру), разрушая их связи между цементным тестом. Это приводит к ухудшению монолитности конструкции.

При оттаивании воды процесс твердения возобновляется, но уже при деформированной структуре бетона. Что может привести не только к отслоению арматуры и больших элементов заполнителя бетонной смеси, но и к трещинам. Естественно, прочность такой бетонной конструкции будет гораздо меньше расчетной.

Следует заметить, что чем раньше бетон подвергся замораживанию, тем меньше будет его прочность.

Бетонирование зимой

Так как низкая температура значительно снижает скорость твердения, а мороз губительно сказывается на конструкции в целом, значит бетон надо согреть. Причем необходимо обеспечить равномерный прогрев. Минимальная температура для заливки бетона должна быть выше +5С. Если температура внутри смеси будет больше температуры снаружи смеси, то это может привести к деформации конструкции и образованию трещин. Прогревают бетон до момента набора критической прочности. При отсутствии данных в проектной документации о значении критической прочности она должна быть не менее 70% от проектной прочности. Если установлены требования по показателям морозостойкости и водонепроницаемости, то критическая прочность должна быть не менее 85% от проектной.

При заливке бетона в минусовую температуру используют разные технологии прогрева бетона. Чаще всего применяют способы:

  • Термоса
  • Электронагрева
  • Паропрогрева

Метод термоса

Данный метод используется при массивных конструкциях. Он не требует дополнительного обогрева, но температура укладываемой смеси должна быть более +10С. Суть данного метода состоит в том, чтобы уложенная смесь, остывая, успела набрать критическую прочность. Химическая реакция твердения бетона является экзотермической, т.е.

выделяется тепло. Поэтому, бетонная смесь подогревает сама себя. При отсутствии теплопотерь бетон может разогреться до температуры более 70С. Если опалубку и открытые поверхности защитить теплоизолирующим материалом, снизив таким образом теплопотери твердеющего бетона, вода не замерзнет и бетонная конструкция будет набирать прочность.

Для реализации метода термоса не требуется дополнительного оборудования, поэтому он является экономичным и простым.

Электронагрев бетонной смеси

Если в установленные сроки нельзя обеспечить набор критической прочности методом термоса, то прибегают к электронагреву. Разделяют три основных способа:

  • прогрев электродами
  • индукционный нагрев
  • использование электронагревательных приборов

Способ прогрева электродами заключается в следующем, в свежеуложенную смесь вводят электроды и подают на них ток. При протекании электрического тока электроды нагреваются и обогревают бетон. Следует отметить, что ток должен быть переменным, т.к. при постоянном токе происходит электролиз воды с выделением газа.

Этот газ экранирует поверхность электродов, сопротивление тока возрастает и нагрев существенно снижается. Если в конструкции используется железная арматура, то её можно использовать в качестве одного из электродов. Важно обеспечить равномерность прогрева бетона, и осуществлять контроль температуры.

Она не должна превышать 60С.

Расход электроэнергии при данном способе варьируется в пределах 80 – 100 кВт*ч на 1 м3 бетона.

Индукционный прогрев используется редко, в силу сложности реализации. Он основан на принципе бесконтактного нагрева электропроводящих материалов токами высокой частоты. Вокруг стальной арматуры обматывают изолированный провод и пропускают через него ток. В результате появляется индукция и происходит нагрев арматуры.

Расход энергии при индукционном прогреве составляет 120 – 150 кВт*ч на 1 м3 бетона.

Ещё один из способов электронагрева бетона – это применение электронагревательных приборов. Существуют греющие маты, которые раскладываются на поверхности бетона и включаются в сеть.

Так же можно соорудить над бетоном подобие палатки и уже внутри поставить электронагревательные приборы, например тепловую пушку.

Но в данном случае необходимо позаботиться об удержании влаги в бетоне, не допустить преждевременного высыхания.

При температуре окружающего воздуха -20С расход электроэнергии, при данном методе, будет составлять 100 — 120 кВт*ч на 1 м3 бетона.

Паропрогрев бетона

Прогрев бетона паром является весьма эффективным и рекомендуется для тонкостенных конструкций. С внутренней стороны опалубки создаются каналы, через которые пропускают пар. Можно сделать двойную опалубку и пропускать пар между её стенками.

Так же можно проложить трубы внутри бетона, и пропускать пар по ним. Бетон этим способом нагревают до 50 – 80С. Такая температура и благоприятная влажность ускоряет твердение бетона в несколько раз.

Например, за двое суток, при данном методе, бетон набирает такую же прочность как при недельном твердении в нормальных условиях.

Но у этого метода есть существенный недостаток. Требуются внушительные затраты на его организацию.

Использование присадок

Ещё одним способом зимнего бетонирования является использование химических ускорителей твердения и противоморозных добавок. К ним относятся хлористые соли, нитрит натрия, карбонат кальция и др.

Эти добавки понижают температуру замерзания воды и ускоряют гидратацию цемента. Их использование позволяет обойтись без прогрева бетона.

Некоторые добавки повышают морозостойкость бетона, тем самым гидратация происходит даже при -20С.

Использование присадок обладает рядом недостатков. Их наличие в смеси пагубно сказывается на арматуре, начинается процесс коррозии. Поэтому использовать их можно только в неармированной конструкции.

Также, при использовании противоморозных добавок, в зимний период, бетон наберёт прочность не более 30%. При наступлении плюсовой температуры произойдет оттаивание и дальнейший процесс набора прочности.

Поэтому в бетоне, работающем при динамических нагрузках (фундамент под вибростанки, молоты и т.д.), использовать добавки нельзя.

Бетонирование в условиях сухого жаркого климата

Наряду с холодом бетон боится жары. Если температура окружающего воздуха превышает 35С и влажность менее 50%, то это способствует повышенному испарению воды из бетонной смеси. В результате водноцементный баланс нарушается и процесс гидратации замедляется или вовсе прекращается. Поэтому необходимо применять определённые меры по защите смеси от потери влаги. Можно понизить температуру свежеприготовленной смеси, если использовать охлаждённую воду, либо разбавить воду льдом. Этот нехитрый способ позволит избежать значительной потери воды при укладке смеси. Но через некоторое время смесь нагреется, поэтому следует позаботиться о дальнейшей герметичности конструкции. Опалубка должна быть герметичной, чтобы избежать потерь влаги через трещины. Впитывающую поверхность опалубки необходимо обработать специальным составом, ограничивающим сцепку с бетоном и поглощение влаги из него.

Необходимо оградить твердеющий бетон от воздействия прямых солнечных лучей. Для этого поверхность бетона укрывают мешковиной или брезентом. Через каждые 3 — 4 часа необходимо производить смачивание поверхности. Причём период увлажнения может достигать 28 суток, т.е. до полного набора прочности.

Одним из способов защиты при дефиците воды является возведение над поверхностью бетонной конструкции воздухонепроницаемого колпака из плёнки ПВХ толщиной не менее 0,2 мм.

Заключение

При +20С бетон набирает прочность за 28 суток. Бетонная смесь, без использования методов нагрева или охлаждения, твердеет при температуре от +5С до +35С. Но время набора проектной прочности будет разным. Чем выше температура смеси, тем быстрее она твердеет. Для заливки бетона выходящего за рамки указанной температуры, необходимо использовать определённые методы.

При отрицательных температурах надо прибегать к методам нагрева на протяжении всего срока набора критической прочности. Необходимо чтобы нагрев смеси был равномерным, без больших перепадов температуры в центре и на периферии. Так же необходимо осуществлять постоянный контроль за температурой.

Если же температура выше +35С, то необходимо принимать меры по охлаждению смеси в момент приготовления, транспортировки и укладки. Это делается для предотвращения потери воды и, как следствие, нарушению водноцементного баланса, что негативно сказывается на прочности бетонной конструкции. После укладки необходимо либо увлажнять бетон, либо обеспечить герметичность конструкции.

Источник: https://betonshchik.ru/poleznoe/pri-kakoj-temperature-mozhno-zalivat-beton.html

До каких минимальных температур можно заливать бетон? Правила цементирования на улице!

На окончательный результат процесса бетонирования влияет множество факторов, главным из которых выступают оптимальные температурные показатели. Поэтому стоит изучить, при какой температуре можно заливать бетон, а какая из них пагубно скажется на стойкости полученной конструкции.

Для этого, подробно рассмотрим данное преобразование в различных условиях.

Свойства заливки бетона: влияние сезонных условий на процесс

Основным поприщем использования бетона является заливка фундамента строительных объектов. На завершающем этапе монтажа – схватывание и твердение раствора, показания термометра играют огромную роль. От них зависит временной диапазон окончательного результата и срок эксплуатации полученного залива.

Благоприятной положительной температурой для заливки служит диапазон 3-25 градусов. В связи с этим, строительство объектов популярно весной или летом.

При низкой или отрицательной температуре, т.е. в осенний и зимний период, бетонирование осуществляется также, но во время действий используются специальные технологии, которые поддерживают нужный уровень тепла.

Варианты увеличения температуры бетонной смеси в зимний период:

  • Подогрев воды;
  • Внедрение морозостойких примесей;
  • С помощью электрического подогрева;
  • Использование тепловых пушек с ограждением бетонной смеси;
  • Методика пропаривания бетонных конструкций при помощи специальных автоклав по достижению прочности 80-85%;
  • Подогрев арматуры, если она присутствует в бетонной примеси, путём электроподогрева.

Важно! Льют бетон зимой при наружной температуре не выше 15 градусов со знаком «минус». В процессе, нужно обязательно использовать добавки, устойчивые к морозам и применять способы подогрева бетона при отрицательных температурах, а также правильно вести уход за ним.

Влияние морозоустойчивых примесей на заливку бетона зимой

Быстрота застывания раствора, зависит от марки цемента и добавки к ней.

Рассмотрим самые распространённые морозоустойчивые модификаторы и возьмём среднестатистический показатель выдержки бетона для любой марки цемента при минусовой температуре:

  1. Хлористые соли: при -5 градусах – около 4-х суток, при -10 – до 7 суток, при -15 – до 2-х недель.
  2. Нитрит натрия: при -5 градусах – до 6 суток, при -10 – около 9 дней, при -15 – до 10 календарных дней.
  3. Поташ: при -5 градусах – 2-е суток, при -10 – около 5 дней, при -15 – 8 календарных дней, при -20 – 9 суток, при -25 – до 12 дней.

Задача химических примесей – снизить температуру замерзания жидкости в бетонной смеси.

На примере поташи рассмотрим, как рассчитывается введения химиката в жидкий бетон при минусовых температурах.

Примечание. Введение химических элементов осуществляется при дозировке 2 – 15 процентов от веса цемента в общую смесь.

Если температура бетона 10-15 градусов со знаком «минус», то необходимое количество пошата – 10 процентов от массы, при показаниях (минусовых) 21-25 градусов берут 15 процентов.

Примечание. В зимний период, при наличии добавки в бетоне, работать со смесью без прогрева можно при температуре не ниже минус 5 градусов.

Вопрос о том, при какой температуре можно заливать бетон, неактуален в холодные времена, так как в течение суток она может варьироваться в пределах 5-15 градусов ниже нуля, а постоянное замерзание/размораживание для бетонирования опасно.

Если же бетон замерзает, то консистенция перестаёт твердеть, так как вода превращается в лёд. Такое литьё придётся переделывать, в связи с тем, что даже если удастся отогреть основание, замёрзшая вода увеличивается в объёме и разрывает связи в бетоне, что приводит к неоднородности залитой поверхности.

Поэтому, прежде чем начинать работу, необходимо изучить все тонкости процесса заливки в мороз. Сюда относят: выбор высококачественного цемента и морозостойких добавок к нему, а также надлежащий уход за бетонной поверхностью.

Температурный режим бетонной смеси: влияние погодных условий

Рассмотрению предлагается список оптимальных температур бетона, при которых получаются наиболее качественные конструкции:

  • Благоприятные (со знаком «+») в диапазоне 5-15 градусов;
  • Граничные показатели: минус 20 и +45 градусов;
  • Не ниже +5 градусов – при показаниях наружного воздуха от +5 до -3 для марок цемента М200+, а при меньшей маркировке – смесь должна быть от +10 градусов.

Температура заливки бетона в летний период при +30 градусах понижает прочность поверхности. В связи с этим залитый участок обрабатывают водой (процесс увлажнения).

Учитывая этот факт, летом бетон разводят до более жидкой консистенции. При числовых показаниях 5-15 градусов со знаком «+» бетон, за счёт отдачи тепла окружающей среде, остужается самостоятельно.

Важно! Зимой все работы рекомендуется выполнять при минимальной температуре: до «минус» 15 градусов.

В сезон дождей, сырая погода в сочетание с прохладой, является наиболее оптимальной: бетон равномерно схватывается и есть возможность повышения устойчивости его к воде специальным цементом. Раствор от размытия спасёт накрывание рабочей площадки полиэтиленом.

Важно! При сильных затяжных дождях, на открытых уличных площадках, бетонные работы не осуществляются.

При какой температуре можно цементировать на улице в зимний сезон или осенний, когда показатели термометра уходят в минус?

Как оговаривалось выше, в любой мороз можно бетонировать, но для этого использовать один из методов подогрева. Наиболее популярным и бюджетным считается заблаговременное нагревание необходимых материалов для раствора, который при заливке должен быть 35-40 градусов.

Важно! Цемент не подвергается процессу подогрева.

Суть процесса:

  • Нагревается песок и щебень до 60 градусов;
  • Вода до 90 градусов;
  • Цемент помещают на время в тёплое помещения. Он должен стать комнатной температуры;
  • Все компоненты смешивают.

Совет. Сухой цемент греть нежелательно, так как огромная вероятность потери его активности. Вследствие чего, он станет непригодным.

Источник: https://DachaDoma.ru/stroitelstvo-i-remont/pri-kakoj-temperature-zalivat-beton.html

Противоморозные добавки в бетон и раствор

В зимнее время при низкой температуре воздуха строительство монолитных, железобетонных или бетонных конструкций значительно усложняется. Вода, которая входит в состав любого цементного раствора, замерзает и практически полностью останавливает процесс твердения бетона. После наступления теплой поры все процессы гидратации цемента возобновляются, при этом бетон, замерзший на начальных этапах строительства, будет иметь плохую прочность и сильную теплопроводность. Это можно объяснить тем, что вода во время кристаллизации сильно расширяется, делая структуру бетона более рыхлой. Чтоб избежать таких последствий строители используют специальные противоморозные добавки, способные противостоять замерзанию воды при минусовой температуре.

 

Противоморозные добавки в цементный раствор

Цементный раствор с такими добавками может использоваться в строительстве различных монолитных зданий, конструкций, а так же в изготовлении железобетонных элементов на строительной площадке. В наше время имеется множество видов противоморозных веществ. Самыми востребованными считаются электролитные добавки (ХК, НК, НН1, ННК, ННХК, П), а так же их соединения (ННХК+М, НК+ХН, НК+М и др.). Все они осуществляют не только противоморозное воздействие, но и ускоряют процесс затвердевание цементного раствора.

Противоморозные добавки в бетон

На строительном рынке имеется множество других добавок в бетон таких как:

  • NаNO2 Нитрит натрия (НН). Выпускается в виде белых кристаллов либо жидкости.
  • СО(NН2)2, Карбамид (М). Имеет так же название мочевина. Производится в виде бесцветных кристаллов.
  • Соединения мочевины и нитрата кальция (НКМ)
  • NaCOOH Формиат натрия (ФМ). Имеет вид белого порошка.
  • Соединение (УПДМ), в которое входят нитрохлорактинид, ацетилацетон и ацетоуксусный эфир, выпускается в виде жидкости темно-коричневого цвета. Может использоваться при температуре воздуха не ниже -25 град.С.
  • Асол-К. Производится из раствора поташа и специальных модификаторов. Способен выдерживать низкую температуру до -10 град.С. При плюсовой температуре ускоряет процесс твердения бетона.
  • Гидрозим (50%)считается высококачественным антифризом для бетонных смесей и др. растворов. Обеспечивает гидратацию бетона при температуре не ниже -15 град.С.
  • Аммиачная вода. Изготавливается из обычной воды и газа Nh4. Способна выдерживать сильные морозы до -30 град.С.
  • Гидробетон (С-3 М-15) имеет пластифицирующие свойства. Используется при температуре не ниже -15 град.С.

Среди всех этих добавок можно выделить формиат натрия способный выдерживать низкую температуру до -15 град.С.

Формиат натрия

Данное вещество как указано выше имеет вид кристаллизированного белого порошка с хорошей растворимостью в воде. Изготавливается эта добавка из натриевых солей муравьиной кислоты. Основное действие формиата натрия направлено на снижение температуры замерзания воды в растворе, а так же на продление гидратации бетона.
Такая добавка не имеет пластифицирующих свойств и может создавать напряжение в структуре бетона из-за кристаллизации солей. Чтоб этого избежать, необходимо использовать дополнительный пластификатор С-3, который может выпускаться как в виде порошка, так и жидкости.

Расход противоморозной добавки

Для изготовления раствора с противоморозной добавкой (ФН +С-3), используют теплую воду. В нее добавляют определенное количество формиата натрия и пластификатора. Количество добавки выбирают в зависимости от погодных условий:

  • Если температура воздуха в регионе колеблется в пределах 0 -5 град.С., расход противоморозной добавки будет равняться 2-3% от общей массы цемента.
  • При температуре 0 -10 град.С. необходимо использовать добавку в количестве 3-4% от массы цемента.
  • 4-6% формиата натрия (от массы цемента) способны поддерживать гидратацию бетона при температуре -15 град.С.

Пластификаторы С-3 не зависимо от температуры воздуха всегда используются в количестве 0,8-1% от массы цемента.
Для каждого противоморозного вещества расход будет разным. Он будет зависеть не только от свойств добавки, но и от температуры воздуха. Дозировку всех противоморозных добавок можно посмотреть в специальной таблице.    

Видео об особенностях зимнего бетонирования   

Цементный раствор

— обзор

16.2.1 Характеристики закачки

Чтобы закачать цементный раствор в скважину и поместить его в затрубное пространство между обсадной колонной и пластом или на желаемую глубину, для обычных скважин требуется не менее 3 часов (≈ 10 000 футов), а для глубоких скважин требуется дополнительное время. Следовательно, суспензия должна оставаться жидкостью с низкой вязкостью в течение этого времени и должна быстро затвердеть при помещении в ствол скважины. Операции на нефтяных платформах дороги, а отказы могут быть дорогостоящими.По этой причине каждый цементный состав предварительно тестируется в лаборатории перед использованием в полевых условиях, чтобы гарантировать его надежность.

Предварительные испытания проводятся с помощью консистометра (рис. 16.2), в котором чаша для цементного раствора помещается в масляную ванну. Температура и давление масла могут быть повышены или понижены за счет контролируемого джоулева нагрева и сжатия, что позволяет создавать профили температуры и давления в забое скважины.

■ Рис. 16.2. Типичный консистометр в сборе.

В типичном консистометре, таком как показанный на рис.16.2, температуру и давление можно изменять от окружающих условий до 400 ° F (215 ° C) и 21000 фунтов на квадратный дюйм (147 МПа), но доступны консистометры с более высокими температурами и давлениями. Подключив чиллер к консистометру, можно моделировать температуру замерзания.

Чаша для суспензии оснащена вращающейся лопастью. Он вращается с постоянной скоростью (150 об / мин). Сопротивление лопасти измеряется предварительно откалиброванным потенциометром. Консистенция, которая является функцией нелинейной вязкости суспензии, измеряется в единицах Бердена (Bc).Температура и давление в забое скважины и Bc регистрируются самописцем, а также часто на компьютере.

Считается, что полностью затвердевший цемент имеет консистенцию 100 Bc. Чтобы избежать полного схватывания цемента и его сцепления с чашей для суспензии и лопастью, испытание проводят только до 70 Bc.

Согласно API Spec. 10, блендер Waring только с двумя скоростями используется для смешивания суспензии. В блендер добавляют воду, а затем добавляют цементный порошок в течение первых 15 с, после чего блендер работает в течение 20 с на более низкой скорости.Смешивание продолжается с более высокой скоростью в течение следующих 35 с, так что общее время этой операции превышает 1 мин. Полученная суспензия переносится в чашку консистометра до тех пор, пока эта чаша с лопастной лопаткой не будет полностью заполнена. Затем чашу закрывают и опускают в камеру давления. Ячейка закрывается заглушкой, позволяющей вставить термопару в ось лопасти; в противном случае вся сборка запечатана. Необходимые профили давления и температуры программируются в соответствии со спецификациями, приведенными в Таблице 16.1. Ожидается, что удовлетворительный состав цемента достигнет 70 Bc за 3–5 часов. Загустевшая суспензия с этим Bc переносится в камеру отверждения, в которой поддерживаются забойные температура и давление, и определяется время ее затвердевания.

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 против гипертонии
        • 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

Нанокремнеземы как ускорители цементирования нефтяных скважин при низких температурах | SPE Drilling & Completion

Ускорители являются важными цементирующими добавками в глубоководных скважинах, где низкие температуры могут увеличить время ожидания цементирования (WOC), потенциально увеличивая стоимость операций.Ускорители схватывания цемента, традиционно используемые для сокращения времени WOC, представляют собой неорганические соли, такие как хлорид кальция (CaCl 2 ). Известно, что эти ускорители обладают потенциально отрицательным побочным эффектом увеличения проницаемости затвердевшего цемента. С другой стороны, нанокремнеземы могут быть более выгодными по сравнению с обычными ускорителями схватывания цемента, поскольку они снижают проницаемость и повышают механическую прочность материалов на основе цемента. По этой причине известно, что нанокремнеземы являются особенно хорошими кандидатами в качестве материалов для замены традиционных солевых ускорителей.

В этом исследовании изучается возможность использования нанокремнезема различных размеров и размеров в качестве ускорителей гидратации цемента в условиях низких температур 59 ° F (15 ° C). Активности нанокремнезема здесь определены через их сравнительные преимущества по сравнению с традиционными ускорителями, а также через преимущества и недостатки различных нанокремнеземов, обусловленные их различными размерами и формами. Хотя известно, что гидратация цемента для нефтяных скважин ускоряется добавлением нанокремнезема, влияние формы частиц нанокремнезема на кинетику гидратации цемента ранее не исследовалось.Эксперименты по изотермической калориметрии, проведенные в этом исследовании, показывают, что как меньшие размеры частиц нанокремнезема увеличивают ускорение схватывания цемента, так и более высокие пропорции нанокремнезема.

Также исследовано влияние плотности суспензии на относительные достоинства CaCl 2 и нанокремнезема. В суспензиях обычного веса эффективность ускорения нанокремнезема ниже, чем у CaCl 2 , особенно в раннем возрасте (≤ 3 дня). В легких суспензиях эффективность ускорения нанокремнезема может быть намного выше, чем у CaCl 2 , особенно с учетом средне- и долгосрочных свойств (≥ 2 дней).Меньшие размеры частиц и более высокое соотношение сторон усиливают ускоряющий эффект нанокремнезема. Также было исследовано развитие прочности на сжатие легких цементов для нефтяных скважин с ускорителями и без них. Легкие цементы, ускоренные с помощью нанокремнезема, показали 7-дневную прочность на сжатие до 136% выше, чем у цементов, ускоренных с помощью CaCl 2 .

Недорогая система цементного раствора с низкой плотностью, подходящая для неглубокого неконсолидированного пласта

Мелкий рыхлый пласт на морском нефтяном месторождении характеризуется большой пористостью, низкой температурой и слабым пластом и часто сталкивается с такими проблемами, как низкая плотность и низкая прочность цементного раствора на сжатие, среди прочего, что создает серьезные проблемы для строительства.Для цементирования необходимо использовать высокоэффективную систему цементного раствора с низкой плотностью, чтобы обеспечить безопасность последующего бурения и добычи на месте, а также снизить стоимость цементного раствора для эффективной разработки нефтяных и газовых месторождений. На основе этих проблем, в соответствии с принципом градации частиц, была разработана смесь с высокой скоростью накопления и низкой плотностью, состоящая из пяти типов минеральных материалов, т.е. искусственных микрошариков, плавающих шариков, микрокремния, летучей золы и шлака. благодаря большому количеству экспериментов в помещениях, и был разработан ряд недорогих систем с цементным раствором с низкой плотностью; Эти системы подходят для неглубоких рыхлых пластов морских нефтяных месторождений.Система цементного раствора соответствует требованиям операции цементирования, проводимой при различных температурах и давлениях. Диапазон плотности 1,4–1,7 г / см 3 , который можно регулировать. Цементный раствор стабилен и обладает хорошей текучестью. Время загустевания соответствует требованиям для цементирования конструкции. Кроме того, прочность на сжатие цементного теста высока, а прочность на сжатие цементного теста превышает 12 МПа в течение 24 часов и 14 МПа в течение 48 часов отверждения при 50 ° C, что максимизирует экономические преимущества.Результаты исследований обеспечивают техническую поддержку для безопасной и эффективной разработки морских нефтегазовых месторождений.

1. Введение

Система цементного раствора имеет низкую прочность на сжатие, медленное развитие и низкое качество цементации на второй границе раздела фаз, а также другие проблемы, вызванные высокой пористостью, плохой степенью цементирования и низкой температурой рыхлого пласта песчаника в морское месторождение нефти [1]. Для улучшения качества цементирования скважин и обеспечения безопасного строительства нефтяного месторождения всегда используются высокоэффективные высококачественные осветляющие добавки (например, стеклянные шарики) и добавки, что также приводит к значительному удорожанию цементирования скважин; Кроме того, из-за низких цен на нефть срочно необходимы методы, снижающие стоимость цементирования скважин.

Существуют три относительно зрелые технологии для приготовления цементного раствора с низкой плотностью: (1) Увеличение отношения жидкости к твердому за счет добавления вязких твердых неорганических веществ, органических материалов с высокой водопоглощающей способностью и легких наполнителей, таких как как бентонит, диатомит и вспученный перлит (2) Добавление стеклянных шариков и других подобных материалов для замены некоторого количества цемента на основе более низкой плотности самого материала для уменьшения плотности, например летучая зола, плавающие шарики, стеклянные шарики, керамические шарики и другие материалы [2] (3) Использование пеноцемента, в котором газ, обычно азот, механически или химически вводится в цемент для уменьшения плотности цементной суспензии [3]

Плотность общего система с низкой плотностью имеет минимальный предел.Например, минимальная плотность бентонита, диатомовой земли, летучей золы и цементных растворов с плавающими шариками составляет 1,60 г / см 3 , 1,50 г / см 3 , 1,55 г / см 3 и 1,38 г / см 3 соответственно; если эти значения уменьшаются, цементный раствор показывает плохие характеристики, особенно прочность на сжатие [4, 5]. В настоящее время использование микрошариков в качестве осветляющей добавки на морских нефтяных месторождениях Китая отвечает требованиям по цементированию скважин, но их стоимость слишком высока.Использование летучей золы, бентонита и шлака в качестве осветляющих добавок значительно снизит стоимость, но цементный раствор будет демонстрировать плохую стабильность, низкую прочность на сжатие и другие недостатки и может даже не соответствовать требованиям для цементирования скважин.

С точки зрения материаловедения, система цементного раствора низкой плотности представляет собой смесь цемента для нефтяных скважин, добавки и добавки. С точки зрения проектирования нефтяных и газовых скважин, система должна выдерживать испытания в сложных условиях работы в скважине, а характеристики системы, такие как плотность, реологические свойства и стабильность, должны соответствовать требованиям цементирования. операция и последующие ссылки.Примесь минерального материала, компактность системы и добавка являются основными факторами, влияющими на характеристики системы цементного раствора низкой плотности [6, 7]. Эти три фактора влияют друг на друга и неразделимы. Минеральные материалы оказывают существенное влияние на плотность, реологические свойства и прочность системы цементного раствора [8]. Увеличение плотности системы цементного раствора способствует увеличению содержания твердой фазы в единице объема системы, тем самым повышая прочность [9, 10].Добавка в основном используется для поддержания стабильности системы цементного раствора, контроля потери воды и регулирования времени загустевания [11, 12]. Следовательно, необходимо учитывать три основных фактора, которые влияют на характеристики цемента, а именно минеральный материал, плотность накопления и добавку, и необходимо создать высокоэффективную систему цементного раствора с низкой плотностью путем систематических исследований для решения проблем. связаны с научным проектированием и применением цементного раствора низкой плотности.

Таким образом, авторы разработали новый смешанный материал с низкой плотностью, подходящий для прибрежных неглубоких неконсолидированных пластов, путем комплексного исследования традиционных осветляющих добавок, активных материалов и высокоэффективных материалов на основе принципа гранулометрического состава. Смешанный материал низкой плотности, используемый в качестве осветляющей добавки, с добавлением других добавок, образует цементный раствор низкой плотности (1,40 г / см 3 –1,70 г / см 3 ), который отличается низкой стоимостью и отличными характеристиками. .Согласно результатам экспериментов, система цементного раствора низкой плотности образует стабильный раствор с хорошей текучестью, регулируемым временем загустевания, меньшей потерей жидкости, прочностью на сжатие в течение 24 часов более 12 МПа и прочностью на сжатие в течение 48 часов более 14 МПа и соответствует требованиям. потребность в цементировании скважин на неглубоких рыхлых песчаниках на морских месторождениях нефти.

2. Материалы и методы
2.1. Экспериментальные материалы

Вяжущие материалы, полученные от SanXia Cement Co., Ltd., Китай, были обычным цементом для нефтяных скважин класса G. Замедлитель схватывания, диспергатор и пеногаситель были приобретены у Jingzhou Jiahua Technology Co., Ltd., Китай. Функция замедлителя схватывания заключается в регулировании времени загустевания цементного раствора, диспергатор улучшает текучесть цементного раствора, а пеногаситель используется для уменьшения количества пузырьков в цементном растворе. В лаборатории были произведены первый укрепляющий агент и понизитель фильтрации. Агент ранней прочности улучшает начальную прочность цементного раствора, а понизитель фильтрации в основном используется для уменьшения потерь воды из цементного раствора.

Микрошарик представляет собой искусственно созданную сферу из силикатного стекла с высокой прочностью на сжатие, которую нелегко сломать [13]. Он имеет несколько степеней повреждения, наиболее распространенными из которых являются 2000 фунтов на квадратный дюйм, 4000 фунтов на квадратный дюйм, 6000 фунтов на квадратный дюйм и 10000 фунтов на квадратный дюйм. Более высокий класс указывает на лучшие характеристики и более дорогой материал; некоторые высокие марки обычно не используются при цементировании скважин [14].

Плавающий шарик также называется микрошариком вулканического пепла, который является побочным продуктом сгорания угля и представляет собой полую сферу из вулканического пепла, и его прочность на сжатие составляет приблизительно 3000 фунтов на квадратный дюйм [15].

Микрокремний состоит из сфер аморфного кремнезема со средним диаметром частиц от 0,1 мкм мкм до 1,0 мкм мкм и чистотой примерно 90%, и он полезен для повышения прочности цементного камня [16].

Химический состав летучей золы в основном состоит из SiO 2 и Al 2 O 3 , но она также содержит небольшие количества Fe 2 O 3 , CaO, Na 2 O, K 2 O и SiO 3 .В таблице 1 перечислены основные компоненты шлака [17].


CaO Al 2 O 3 MgO SiO 2 Fe 2

2 O 9066

30–50% 7% –12% 1% –15% 25% –41% 0,2% –5,1%

2.2. Экспериментальные методы
2.2.1. Процедура приготовления раствора

Цементный раствор был приготовлен в соответствии с соответствующими положениями национального стандарта GB / T 10238-2005. Цементный раствор готовили с помощью мешалки с постоянной скоростью (tg-3060a, Shenyang Taige Petroleum Instrument Co., Ltd.). Из-за присутствия микрошариков плавающие шарики повреждаются при высокоскоростном перемешивании, и скорость мешалки должна поддерживаться на уровне менее 4000 об / мин.

2.2.2. Плотность

Поскольку микрошарики, плавающие шарики и другие осветляющие материалы присутствуют в сухой смеси, эти материалы будут повреждены при определенном давлении, и, следовательно, измеритель плотности жидкости (xym-3, Qingdao ChuangMeng Instrument Technology Service Co., Ltd.) необходимо использовать для определения плотности цементного раствора до и после разрушения.

2.2.3. Slurry Rheology

В реологических испытаниях используется ротационный вискозиметр (OFITE900, OFITE, США) для проверки характеристик текучести цементного раствора.Для расчета пластической вязкости, силы сдвига и других параметров суспензии были получены показания при различных скоростях от 3 до 300 об / мин.

2.2.4. Время загустевания

Это испытание определяет время загустевания цементного раствора в скважинных условиях, а время загустевания связано со временем, в течение которого цементный раствор остается жидким и эффективно перекачивается. Время загустевания суспензии измеряли консистометром под давлением (TG-8040DA, Shenyang Taige Oil Equipment Co., Ltd., Китай).

2.2.5. Потери жидкости

Потери жидкости суспензии измеряли с помощью фильтр-пресса HPHT (TG-71, Shenyang Taige Oil Equipment Co., Ltd., Китай). Потери жидкости проверяли путем измерения объема фильтрата, проходящего через стандартное сито в течение 30 минут при перепаде давления 6,9 МПа.

2.2.6. Тесты на осаждение свободной воды и суспензии

Вода будет отделяться от суспензии и концентрироваться на поверхности раствора в течение некоторого периода времени, прежде чем цементный раствор затвердеет и называется свободной водой.Он измеряется с помощью градуированного цилиндра объемом 250 мл для измерения объема свободной воды на верхней поверхности цемента через 2 часа. Испытание на осаждение помогает определить, оседают ли частицы твердой фазы из раствора, и используется в сочетании с испытанием на свободную воду для определения стабильности цементного раствора в скважинных условиях. Его цель — определить плотность различных позиций в верхней, средней и нижней частях суспензии после того, как суспензия затвердела в течение 24 часов.

2.2.7. Прочность на сжатие

Испытание на прочность на сжатие показывает прочность цементного раствора после того, как его закачивают в скважину и дают затвердеть. Он определяет целостность цемента и его способность выдерживать длительные нагрузки. В этом эксперименте цементный раствор заливали в форму диаметром 50,8 мм и выдерживали в течение 24 часов при 50 ° C и давлении 2 МПа. По окончании процесса отверждения форма была удалена, образец был измельчен на универсальной испытательной машине (HY-20080, Shanghai Hengyi Precision Instrument Co., Ltd., Китай), и была зафиксирована максимальная прочность перед раздавливанием.

3. Результаты и обсуждение
3.1. Оптимальная конструкция бетона низкой плотности

Ключом к снижению стоимости систем цементного раствора низкой плотности является сведение к минимуму использования дорогостоящих материалов, таких как микрошарики, и выполнение требований к эксплуатационным характеристикам цементного раствора другими способами; активные материалы и ультратонкие гелевые материалы могут удовлетворить этим требованиям. Микрокремний с мелким размером частиц является хорошим закупоривающим агентом, который эффективно заполняет пустоты в частицах цемента и увеличивает значение PVF цементного раствора; кроме того, реакция гидратации микрокремния дает гель C-S-H и увеличивает прочность цементного камня.И зола-унос, и шлак обладают пуццолановым эффектом, способствуют реакции гидратации, производят больше геля C-S-H в цементном растворе и повышают прочность цементного камня. Кроме того, летучая зола является продуктом сгорания угля, а шлак — продуктом сжигания доменного чугуна, оба из которых очень дешевы и доступны.

Чтобы удовлетворить требования к цементированию скважин неглубокого рыхлого пласта песчаника и эффективно снизить стоимость, авторы этой статьи разработали пятиэлементную смесь низкой плотности на основе микрошариков, плавающих шариков, микрокремния, шлака и летучей золы.Экспериментальное давление, использованное в настоящем исследовании, составляло приблизительно 25 МПа, поэтому были выбраны микрошарики с уровнем давления 4000 фунтов на квадратный дюйм.

Плавающие шарики были первыми с микрошариками, которые позволили снизить стоимость и сформировать цементный раствор с превосходными характеристиками. Согласно результатам экспериментов (см. Таблицу 2), по мере увеличения количества плавающих шариков электростанции показания реологии цементного раствора становятся больше, суспензия становится все более густой, а прочность на сжатие непрерывно снижается.Когда соотношение плавающих шариков к микрошарикам больше 3: 7, прочность цементного камня на сжатие заметно снижается; плавающие шарики силовой установки были смешаны с искусственными плавающими шариками в соотношении 3: 7 для образования смешанного материала микрошариков, снижения стоимости цементного раствора и сохранения его характеристик. Окончательно соответствие смеси низкой плотности было определено, как показано в Таблице 3.

21 .5 17 900

Плавающие шарики: микробусины Плотность (г · см −3 ) φ 300 φ 200 φ 100 φ 6 φ 3 Предел прочности при сжатии в течение 24 часов (МПа)

275 214 157 24 19 8,2
9: 1 1,5 261 198 145 22 18 8: 2 1,5 263 186 153 19 15 9,2
7: 3 1,5 247 169 134 19 9.8
6: 4 1,5 244 174 136 17 14 10,5
5: 5 1,5 246 171 246 171 13 11,6
4: 6 1,5 239 178 132 16 13 12,3
3: 7 1.5 236 172 119 17 14 13,7
2: 8 1,5 221 168 113 16 1468 1: 9 1,5 228 161 107 14 10 14,1
0: 10 1,5 219 151 103 13 14.6


Компонент Microbeads Вулканический пепел Microsilicon6 Пропорция (%) 10,5 4,5 35 30 20

В этом исследовании также проверено гранулометрический состав смеси с низкой плотностью, как показано на Рисунок 1.Гранулометрический состав различных отдельных материалов отличается, как показано на рисунках 1 (а) –1 (г). Размер частиц материала варьируется от малого до большого, например, микрокремний, шлак, летучая зола и микрошарики. После того, как материалы смешаны с смесью с низкой плотностью, гранулометрический состав материала имеет более широкий диапазон, в котором частицы твердой фазы распределены от 1 мкм мкм до 150 мкм мкм, а распределение частиц по размерам составляет больше, чем один материал, тем самым способствуя формированию структуры гранулометрического состава в цементе и улучшая характеристики цементного раствора.Как показано на рисунке 2, смесь частиц распределена в цементном камне, явных пустот нет, а структура относительно компактна, что эффективно улучшает прочность цементного камня.


Профессор Хуанг предложил принцип распределения частиц по размерам и установил модель плотной упаковки [18]. Он предложил использовать модель в качестве основы для оптимизации системы цементного раствора. Основным параметром для измерения степени плотной упаковки является объемная доля упаковки (PVF), которая определяется как пространственный объем (абсолютный объем), занимаемый твердыми частицами в сухой смеси, деленный на общий объем твердых частиц плюс пустое пространство. (объем) между ними.PVF, полученный в результате случайного распределения сфер с одинаковым размером частиц, составляет приблизительно 0,64, в то время как PVF, полученный из PSD, обычно превышает 0,80 [19]. Чем больше значение PVF, тем выше степень плотной упаковки и лучше эксплуатационные характеристики цементного раствора. Частицы с различными размерами частиц оказывают влияние на смесь, что приводит к более низкому пределу текучести суспензии ( y ) между частицами и улучшенным характеристикам перемешивания и производительности перекачивания; хотя содержание воды ниже, содержание твердого вещества выше.Преимущество более высокого значения PVF состоит в том, что соответственно снижается содержание воды и относительно увеличивается доля цемента для улучшения прочности цементного камня на сжатие. Суспензия PSD, благодаря своей сетке частиц и соответствующему снижению содержания воды, препятствует осаждению и разделению твердой и жидкой фаз во время цементирования скважины, а мелкие частицы в смеси также играют важную роль в суспензии, гарантируя, что суспензия сохраняет хорошую устойчивость.Пористость этих систем обычно составляет от 35% до 45% [20], а уменьшение пористости суспензии обеспечивает раннее развитие прочности на сжатие. Улучшение текучести приводит к более разумному распределению частиц в системе цементного раствора, меньшему углу контакта гидратной пленки между частицами и меньшему сопротивлению трению. Таким образом, эксперимент предназначен для расчета PVF сухой смеси при более высоком значении, чтобы гарантировать раннюю прочность цементного раствора при низких температурах и прочность цементирования рыхлого песчаника.

Модель линейной теории суммирования показана в формуле (1). Предполагается, что система содержит n сортов частиц, размер d i для размера, установленного, когда i существует отдельно со скоростью накопления эпсилон ε i , скорость накопления системы r i и объемная доля размера частиц эта η i в линейной зависимости.Размер каждого набора размеров d i устанавливается для непрерывного накопления, а скорость накопления r i рассчитывается для самой молодой системы до самой плотной скорости накопления теории систем: где — эффект разрыхления, заключающийся в снижении скорости накопления крупных частиц из-за присутствия мелких частиц, и является эффектом стенок уменьшения скорости накопления мелких частиц из-за присутствия крупных частиц.

Таким образом, в этом исследовании для смешивания использовались агенты, уменьшающие размер частиц, для формирования пространственного распределения микропиво-цемент-шлак-микрокремний, значение PVF достигло 0,89, а скорость накопления была высокой, что эффективно улучшило производительность цементного раствора.

3.2. Характеристики цементной суспензии

Автор взял цемент «Три ущелья» и смесь низкой плотности в качестве основного компонента, выбрал ранний укрепляющий агент, диспергатор, агент водоотдачи, пеногаситель и другие добавки, разработал формулу системы цементного раствора. с плотностью 1.40 г / см 3 до 1,70 г / см 3 , и измерены комплексные характеристики цементного раствора низкой плотности в соответствии с API RP 10B-2. Обычные свойства цементного раствора в основном включают реологию, потерю воды, свободную жидкость, время загустевания и прочность на сжатие. Реология определяет прокачиваемость и безопасность конструкции цементного раствора во время операции цементирования [21]. Водоотдача цементного раствора — это свободная вода, которая фильтруется через определенную площадь пор при заданной температуре и разнице давлений, которые тесно связаны с качеством цементирования [22].Свободная жидкость — важный критерий для оценки стабильности систем цементного раствора [23]. Время загустевания цементного раствора является очень важным параметром для измерения и обеспечения безопасности перекачки и строительства [24]. Прочность на сжатие является ключевым фактором, обеспечивающим эффективное уплотнение кольцевого пространства [25].

3.2.1. Измерение плотности

Поскольку микрошарики и микрогранулы вулканического пепла представляют собой полые материалы, они разрушаются при определенном давлении, что приводит к увеличению плотности цементного раствора.Прочность на сжатие микрогранул вулканического пепла составляет примерно 3000 фунтов на квадратный дюйм. Если это значение будет превышено, некоторые из сфер могут сломаться, что приведет к увеличению плотности системы цементного раствора и изменению других показателей эффективности цементного раствора. Следовательно, при выборе микрошариков вулканического пепла следует учитывать влияние забойного давления. Когда забойное давление слишком велико, использование микрошариков вулканического пепла нецелесообразно, и следует выбирать искусственные микрошарики с лучшими характеристиками.

Таким образом, в этом исследовании измерялись плотности при атмосферном давлении и после приложения различных давлений, как показано в Таблице 4. Плотность системы цементного раствора увеличивалась, когда прилагаемое давление превышало 20 МПа, что следует учитывать при цементировании скважины. операция.


Плотность при атмосферном давлении 1,50 г / см 3
Плотность после приложения давления 10 МПа 1.50 г / см 3
Плотность после приложения давления 20 МПа 1,51 г / см 3
Плотность после приложения давления 30 МПа 1,55 г / см 3

3.2.2. Реологические свойства

Поскольку это неньютоновская тиксотропная жидкость, реологический параметр «предел текучести» цементного раствора связан с силой, возникающей при разрыве связей между частицами.Наиболее эффективный метод разрушения структуры — уменьшение силы связывания структуры и частиц за счет адсорбции химических добавок, которые уменьшают дисперсионную вязкость. Следовательно, добавление диспергатора в течение определенного периода времени увеличивает проницаемость капилляров для воды, снижает «предел текучести» и улучшает реологию цементного раствора, что способствует откачке воды на месторождении.

В настоящем исследовании CF42L был выбран в качестве диспергатора для системы цементного раствора, и реологические свойства цементного раствора были протестированы при различных количествах добавленного диспергатора, как показано в Таблице 5.По мере увеличения количества добавляемого диспергатора реологические свойства цементного раствора постоянно улучшаются. Когда количество достигает 4%, реологические свойства цементного раствора значительно улучшаются. Когда количество превышает 4%, улучшение реологических свойств цементного раствора будет замедляться, даже если количество диспергатора продолжит увеличиваться. Когда количество диспергатора превышает 8%, появляется небольшое количество свободной воды. Количество CF42L необходимо контролировать до разумного во время использования, чтобы эффективно снизить стоимость.


Добавление диспергатора (%) Ф 3 Ф 6 Ф 100 Ф 200 90 Ф882 200 600 Свободная вода (%)

0 17 21 103 149 188 0 68 9087 16816 68 909 909 19 91 131 164 272 0
4 12 15 77 116 149 225 0
  • 6
  • 6 8 12 61 102 136 220 0
    8 6 10 53 95 126 197 0.2

    3.2.3. Время загустевания

    При проектировании цементирования обработку схватывания необходимо замедлить, чтобы достичь времени закачки, необходимого для цементирования. Замедлитель схватывания ACTS увеличивает время загустевания цементного раствора за счет поверхностной адсорбции и образования поверхностных осадков.

    В настоящем исследовании RE-L был выбран в качестве замедлителя схватывания системы цементного раствора, и время загустевания цементного раствора было проверено после добавления различных количеств замедлителя схватывания, как показано в Таблице 6.Согласно Таблице 6, время загустевания, очевидно, увеличивается по мере увеличения количества добавленного замедлителя схватывания, и время загустения регулируется в определенном диапазоне. Как показано на Рисунке 3, система цементного раствора имеет хорошую кривую загущения, приблизительно под прямым углом, и, таким образом, соответствующее количество добавленного замедлителя схватывания может быть выбрано в зависимости от времени операции цементирования скважины.


    61 0 0 3.2.4. Испытания на осаждение свободной воды и раствора и потеря воды

    Во время операции цементирования из-за низкой плотности цементного раствора и высокого перепада давления в столбе жидкости, образующемся в процессе перекачки, цементный раствор будет демонстрировать «просачивание». ”Или утечка, когда она проходит через высокопроницаемый пласт, что приводит к плохой ликвидности.В серьезных случаях конструкция может выйти из строя. Следовательно, добавляя понизитель фильтрации для регулирования распределения частиц в системе цементного раствора, зазор фильтрационной корки блокируется, образуя плотную фильтрационную корку. Водорастворимый полимер адсорбируется на поверхности частиц цемента с образованием адсорбционно-гидратного слоя, и частицы цемента соединяются, образуя сетчатую структуру, которая связывает больше свободной воды и блокирует внутренние поры цемента.

    В данном исследовании CG81L был выбран в качестве редуктора фильтрации для системы цементного раствора.В Таблице 7 записаны данные экспериментов по устойчивости к осаждению цементного раствора и свободной воде; Хотя разница в плотности существует между верхней и нижней частями цементного камня, разница в плотности стандартно приемлема в пределах 0,02 г / см 3 , без существенного воздействия на цементный камень. Система цементного раствора имеет содержание свободной воды 0% и водоотдачу 41 мл, что указывает на хорошие характеристики.


    RE-L (%) Время загустевания (мин / 50 ° C × 25 МПа)

    0 151
    .5 172
    1.0 206
    1,5 223
    2 271
    2,5 300

    Верх 1.50 г / см 3
    Средний 1,51 г / см 3
    Нижний 1,52 г / см 3
    Разница 0,02 г / см 3 3
    Свободная вода 0%
    Потеря воды 41 мл

    3.2.5. Прочность на сжатие

    Прочность на сжатие — это максимальная сила, которую образец может выдержать при разрушении.Цементный камень требует хорошей прочности на сжатие для поддержки защитного кожуха.

    Система цементного раствора с низкой плотностью демонстрирует медленное увеличение прочности на ранней стадии, поэтому предпочтительным является ACL (соответствующий агент ранней прочности). ACL — это неорганический агент ранней прочности с относительно низкой ценой, и в присутствии ACL гель C-S-H может трансформироваться в хлопьевидную рыхлую структуру. Гель C-S-H с относительно высоким отношением C / S и морщинистой листовой структурой значительно увеличивает скорость гидратации и проницаемость.Основываясь на результатах, представленных в Таблице 8, ACL оказывает наиболее очевидное влияние на улучшение начальной прочности цементного камня на сжатие без каких-либо неблагоприятных воздействий на реологические свойства.

    9002 217

    Средство для ранней прочности Плотность (г / см 3 ) Φ3 Φ6 Φ100 90 Φ87 6 Φ300 прочность на сжатие (МПа)

    Пустой 1.5 10 16 83 124 156 231 11,02
    SD-1 1,5 9 15 77 116 150 11,62
    ACL 1,5 5 8 70 110 144 220 12,82
    APS 1,5 76 115 147 224 12.15
    CS-3 1,5 31 43 97 128 160 248 10,72
    XN-1 1,5 17 17 83 115 139 10,1
    CG-4 1,5 21 30 91 127 151 228 10,52 909 909

    Прочность на сжатие 24 и 48 часов и время загустевания цементного камня при 50 ° C были измерены путем корректировки количества добавленного ACL, и результаты показаны в Таблице 9.Согласно Таблице 9, по мере увеличения количества добавленного ACL прочность цементного камня постепенно увеличивается: прочность на сжатие в течение 24 часов превышает 12 МПа, а прочность на сжатие в течение 48 часов превышает 14 МПа, что соответствует требованиям конструкции. Когда количество ACL превышает 2%, величина увеличения начальной прочности на сжатие уменьшается. Добавление ACL сокращает время загустевания цементного раствора, и разница во времени загустевания невелика в присутствии различных количеств добавленного ACL, но время загустения значительно короче, чем у цементного раствора без агента ранней прочности.

    9196
    6

    Количество добавленных ACL (%) Прочность на сжатие в течение 24 часов (МПа) Прочность на сжатие в течение 48 часов (МПа) Время загустевания (мин)
    0 11,02 13,14 212
    1 12,23 15,13 174
    2 13,72 15.82
  • 15.82 06 16,04 156
    4 14,22 16,46 151
    5 14,53 16,79 142
    65
  • агент был добавлен в цементный раствор в концентрации 2% для измерения прочности на сжатие в течение одной недели при 50 ° C и 15 МПа, и результаты показаны на Рисунке 4. Прочность системы цементного раствора превышает 13 МПа. через 24 часа с быстрым увеличением начальной прочности и последующим стабильным увеличением прочности, что соответствует требованиям прочности цементирования скважин в неглубоких рыхлых песчаниках.


    3.2.6. Комплексные характеристики системы цементного раствора

    Наконец, состав системы цементного раствора был определен, как показано в Таблице 10, и результаты испытаний системы цементного раствора суммированы в Таблице 11. Система цементного раствора соответствует требованиям цементирования скважин. требования к неглубоким рыхлым пластам песчаника и обеспечивают хорошие результаты при цементировании скважин.

    Средство для ранней прочности 909

    Компонент Единица Пропорция

    Плотность г / см 3 1.50
    Цемент класса G % bwoc 100
    Вода % bwoc 102
    Смесь с низкой плотностью % bwoc 70
    % bwoc 2
    Усилитель % bwoc 1
    Редуктор фильтрации % bwoc 6
    Дисперсант 6 % bwoc 2
    Пеногаситель % bwoc 1

    66 9066
    Плотность (г / см 3 ) 1.50
    Реологические свойства (Φ3 / Φ6 / Φ100 / Φ200 / Φ300 / Φ600) 10/14/82/135/156/246
    Время загустения (мин) 273
    Вода потери (мл) 41
    Свободный раствор (%) 0
    Стабильность к седиментации (г / см 3 ) 0,02
    Предел прочности при сжатии за 24 часа (МПа) 14,2

    3.2.7. Влияние различных температур

    В процессе строительства цементирования скважины существует определенная разница в температуре забоя из-за разницы в глубине пласта. Температура окружающей среды оказывает существенное влияние на характеристики цементного раствора; поэтому в настоящем исследовании характеристики цементного раствора были измерены при 30 ° C, 40 ° C и 50 ° C, как показано в Таблице 12. Температура оказывает значительное влияние на реологические свойства, время загустевания и прочность на сжатие. цементного раствора, но меньше влияет на стабильность и водоотдачу цементного раствора.При повышении температуры реологические свойства цементного раствора непрерывно улучшаются, поскольку повышение температуры способствует течению цементного раствора низкой плотности, который может сохранять хорошую стабильность. При более низкой температуре гидратация цемента происходит медленно, что приводит к увеличению времени загустения цементного раствора и снижению прочности на сжатие цементного раствора после выдержки в течение 24 часов. Водоотдача цементного раствора низкой плотности при различных температурных условиях существенно не меняется.Следовательно, более низкая температура может оказать неблагоприятное влияние на характеристики цементного раствора, и в этот момент необходимо изменить количество добавок, чтобы удовлетворить требованиям конструкции цементирования скважины.


    Температура испытания (° C) Реологические свойства (Φ3 / Φ6 / Φ100 / Φ200 / Φ300 / Φ600) Время загустения (мин) Потеря воды (мл) Прочность на сжатие в течение 24 часов (МПа)

    30 6/9/84/144/199 / — 323 38 12.2
    40 6/9/67/115/176/285 288 39 13,5
    50 5/8/61/103/156/245 273 41 14,2

    3.2.8. Влияние различных давлений на характеристики цементного раствора

    Автор оценил характеристики цементного раствора в условиях разного давления при 50 ° C в помещении, чтобы изучить влияние изменений давления на характеристики цементного раствора и результаты. приведены в таблице 13.При изменении испытательного давления время загустевания и характеристики прочности на сжатие цементного раствора после отверждения постоянно меняются. По мере увеличения давления время загустевания цементного раствора постепенно уменьшается, а прочность на сжатие цементного раствора увеличивается. Таким образом, давление оказывает существенное влияние на цементный раствор по следующим причинам, анализируемым в настоящем исследовании: (1) некоторые осветляющие добавки разрушаются, изменяя характеристики цементного раствора; и (2) давление уменьшает количество пустот в твердом веществе цементного раствора, влияя на характеристики цементного раствора.Поскольку давление оказывает регулярное воздействие на цементный раствор, необходимо измерять давление в пласте забоя скважины в полевых условиях. Правило смены цементного раствора будет освоено только путем точного получения данных о реальном давлении из секции уплотнения цементного раствора в эксперименте, что обеспечит лучшее и более прямое руководство для полевых операций.

    66 0 908

    (1) ПВФ является одним из наиболее важных факторов при проектировании системы цементного раствора с низкой плотностью, и влияние значения ПВФ на систему цементного раствора следует тщательно учитывать. Смесь низкой плотности с высоким значением PVF и превосходными характеристиками была разработана путем смешивания нескольких материалов с низкой плотностью на основе принципа гранулометрического состава.Формула: 10,5% микрошариков + 4,5% плавающих шариков + 35% микрокремния + 30% летучей золы + 20% шлака, со значением PVF до 0,89 и высокой скоростью накопления, которые эффективно улучшают характеристики цементного раствора. (2) Когда микрошарики и другие материалы используются в качестве осветляющих добавок, следует тщательно учитывать влияние забойного давления на систему цементного раствора, поскольку более высокое забойное давление вызовет разрушение микрошариков, что приведет к увеличению плотности и изменение производительности системы цементного раствора.(3) Путем анализа влияния диспергатора, замедлителя схватывания и агента раннего упрочнения на характеристики цементного раствора была выбрана соответствующая добавка для регулирования характеристик цементного раствора низкой плотности. Реологические свойства, время загустевания и ранняя прочность на сжатие цементного раствора соответствуют требованиям операции цементирования. (4) Плотность разработанной недорогой системы цементного раствора с низкой плотностью может регулироваться в соответствии с потребностями конкретного предприятия. операция. Система суспензии устойчива при различных температурах и давлениях, с меньшими потерями воды, высокой прочностью на сжатие и временем загустевания, что соответствует требованиям к цементированию.

    Доступность данных

    Данные, использованные для подтверждения результатов этого исследования, включены в статью.

    Конфликт интересов

    Юэ Цзяпин в настоящее время работает инженером по бурению в Исследовательском институте CNOOC (электронная почта: [email protected]). Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

    Вклад авторов

    Юэ Цзяпин в основном занимался проектированием и исследованиями в области бурения.

    Благодарности

    Это исследование финансировалось Четвертой серией проектов открытого фонда Государственной ключевой лаборатории по разработке морских месторождений нефти.

    (PDF) Оценка характеристик цементного раствора при низкой температуре

    Этап 1 — Быстрое тепловыделение (15 мин.) — при смешивании с водой

    ионов кальция и гидроксида выделяются с поверхности C3S; pH повышается до очень щелочного раствора. Когда кальций и гидроксид

    достигают критических концентраций, начинается кристаллизация CH и C-S-H. Ранние химические реакции

    зависят от температуры.

    Стадия 2 — период покоя — заставляет цемент оставаться пластичным (2-4 часа). Реакция замедляется. CH

    кристаллизуется из раствора; C-S-H развивается на поверхности C3S и образует покрытие. По мере увеличения толщины

    время, необходимое воде для проникновения в покрытие, увеличивается, таким образом, скорость реакции

    становится контролируемой диффузией.

    Стадия 3 — Период ускорения — Достигается критическая концентрация ионов и силикат быстро гидратируется,

    максимальная скорость достигается на этой стадии.Прошло окончательное схватывание и начинается раннее затвердевание (4-8 часов).

    Этап 4 — Замедление — скорость реакции снижается; полностью диффузионно-зависимая реакция.

    Этап 5 — Стационарное состояние — постоянная скорость реакции (12-24 часа). Температура мало влияет на гидратацию

    в этот момент.

    Ускорители

    Термин «ускоритель» указывает на ускорение или сокращение времени реакции, требуемого для цементного раствора

    , чтобы стать затвердевшей массой.Это указывает на сокращение времени загустевания и / или увеличение скорости

    развития прочности на сжатие суспензии. Это ускорение достигается путем добавления

    соединений, которые увеличивают реакционную способность алюминатной (замещенный -C3A) или алитной (замещенный C3S) фаз

    или обеих, и, в большинстве случаев, путем использования добавки, изменяющей состав водной фазы (т. Е. поры

    раствор

    ) цементного раствора. Ускорение особенно полезно в случаях, когда низкая плотность (т.е.е.,

    с высоким содержанием воды) требуется цементный раствор или в низкотемпературных пластах7.

    Составы, которые оказались наиболее эффективными, состоят из катиона или аниона, или обоих, что аналогично

    компонентам цемента. Основным исключением является хлорид-анион, который не является естественным компонентом портландцемента

    , а заменяет сульфат в фазах гидратации алюмината

    .

    Хлорид кальция (CaCl2): Из хлоридных солей CaCl2 является наиболее широко используемым и в большинстве случаев

    является наиболее экономичным.Основными преимуществами CaCl2 являются значительное сокращение времени загустевания

    и тот факт, что независимо от концентрации он всегда действует как ускоритель.

    CaCl2 обычно используется при концентрациях от 1 до 4% от веса цемента (BWOC) 7

    Морская вода является естественным источником солей хлоридов щелочных металлов. Соли хлоридов щелочных металлов включают указанные выше

    плюс хлорид магния. Эквивалентное содержание хлоридной соли может варьироваться от 2.7% до

    3,8% BWOW8.

    МЕТОДОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

    Была проведена серия испытаний для оценки характеристик времени загустевания, прочности на сжатие

    и реологических свойств. Все испытания проводились в соответствии со спецификацией материалов и испытаниями

    для цемента для скважин, 9.10,11. Условия испытаний указаны в таблице 1

    Время загустевания

    Консистометр для высоких температур / высокого давления (HPHT) производства Fann , рассчитанный на работу до

    204 ° C / 400 ° F и 30000 фунтов на квадратный дюйм использовался для измерения вязкости или консистенции цементного раствора при

    смоделированных скважинных условиях давления и температуры, как указано 9.10,11. Испытание включало смешивание цементного раствора

    в соответствии с процедурами API, помещение раствора в стакан для пульпы и затем размещение стакана

    в консистометре для тестирования. Испытательное давление и температура контролировались в соответствии с

    , имитирующим условия, с которыми пульпа будет встречаться в скважине. Консистенцию суспензии внутри чашки

    измеряли с помощью потенциометра, установленного на валу лопасти для суспензии. Когда суспензия загустевает, сопротивление лопасти

    передавалось на потенциометр, который откалиброван для преобразования сопротивления или крутящего момента.

    [1] Цзяньшэнь Цюй, Сяоян Го: Специальная технология цементирования (Petroleum Industry Press, Китай, 2006).

    [2] Юсуо Ван, Юэчжун Е, Синьцяо Чжун и др. Здание Сычуань, Vol. 25 (4) (2005), стр. 105-106.

    [3] Чунцзянь Лю, Бозонг Хуанг, Тонгтай Сюй и др.: Теория и применение цементирования нефтяных и газовых скважин.(Petroleum Industry Press, Китай, 2001).

    [4] Чжэнь Не, Бору Ся, Сюшань Чжэн и др. SPE 131810, (2010).

    [5] Шаньбинь Мо, Женя Сунь, Сяопин Су.Обзор New Cement, Vol. 3 (4) (1997), С. 40-43.

    [6] Бингвэнь Яо, Цинцзюнь Дин, Шиган Мэй и др. Бетон, Vol. 9 (2005), стр.49-54.

    Эффект регулирования температуры микрокапсул с фазовым переходом с низкой температурой плавления для цементной суспензии в газогидратсодержащих отложениях. Авторы: Guokun Yang, Tianle Liu, Blinov Pavel Aleksandravih, Yazhou Wang, Yingtao Feng, Dayang Wen, Changliang Fang :: SSRN

    27 стр. Размещено: 22 окт 2021 года

    См. Все статьи Guokun Yang

    Испытательное давление (МПа) Время загустевания (мин) Прочность на сжатие (МПа)

    12 0 32
    10 301 13,8
    20 283 14,7
    30 268 15,5