Меню

Определение объема цементного раствора



Расчет объема цементного раствора

Объем цементного раствора, подлежащего закачке в скважину, определяют по формуле:

где К1 – коэффициент, учитывающий увеличение объема цементного раствора, расходуемого на заполнение каверн, трещин, и увеличение диаметра скважины против расчетного (номинального).

Значение коэффициента К1 определяется по квернограмме для каждой конкретной скважины. Обычно К1 изменяется от 1,1 до 2,5. В нашем случае принимаем К1 = 1,15.

Цементирование направления и кондуктора будет осуществляться с использованием чистого портландцемента.

Для лучшей прокачивамости тампонажной смеси и для того, чтобы поднять цементный раствор на проектную высоту (до устья), а также с целью экономии портландцемента, эксплуатационная колонна в интервале 0 – 1500 м будет цементироваться цель-цементным раствором плотностью 1,42 г/см 3 с использованием глины, как пластификатора. Отношение глины к цементу 2:3; водогельцементное отношение m = 1,1. Интервал 1500 – 3160 м будет цементировать раствором чистого портландцемента плотностью 1,85 г/см 3 ; водоцементное отношение m = 0,5.

Для колонны диаметром 324 мм:

Vц = 0,785*[1,15*(0,3937 2 – 0,324 2 )*30 + 0,3059 2 *5] = 2,02 м 3

Для колонны диаметром 245 мм:

Vц = 0,785*[1,15*(0,2953 2 – 0,245 2 )*850 + 0,2305 2 *20] = 13,63 м 3

Для колонны диаметром 146 мм:

Интервал 0 – 1500 м:

Vг.ц. = 0,785*[1,15*(0,2159 2 – 0,146 2 )*1500 + 0,133 2 *20] = 71,77 м 3

Интервал 1500 – 3160:

Vц = 0,785*[1,15*(0,2159 2 – 0,146 2 )*1660 + 0,133 2 *20] = 7,19 м 3

Общий объем цементного раствора для колонны: 71,77 + 7,19 = 78,96м 3

Расчет количества сухого цемента

Количество сухого цемента для приготовления цементного раствора определяют из выражения:

где m – водоцементное отношение; ρц – плотность цементного раствора, кг/м 3 , ее можно рассчитать по формуле:

где ρс.ц. – плотность сухого цемента, г/см 3 ; ρв – плотность воды, г/см 3 .

Для колонны диаметром 324 мм:

Qц = 1420*2,02*1/(1+0,5) = 1912,27 кг = 1,91 т,

Для колонны диаметром 245 мм:

Qц = 1420*13,63*1/(1+0,5) = 12903,07 кг = 12,9 т,

Для колонны диаметром 146 мм:

Интервал 0 – 1500 м: Количество гель-цементного порошка составит:

Q г.ц = 1420*71,77*1/(1+1,1) = 67942,27 кг = 67,94 т.

(Цементного порошка: 40,76 т, глинопорошка: 27,17 т).

Интервал 1500 – 3160 м:

Qц = 1850*7,19*1/(1+0,5) = 8915,6 кг = 8,92 т,

Общий объем цемента для колонны: Qц = 67,94 + 8,92 = 76,86 т.

Количество сухого цемента, которое необходимо заготовить с учетом потерь при затворении цементного раствора, вычислим по формуле:

где К2 – коэффициент, учитывающий наземные потери при затворении цементного раствора. Если затворение производится без цементно-смесительных машин, К2 = 1,054-5-1,15, при использовании цементно-смесительных машин К2 = 1,01. В нашем случае К2 = 1,01.

Для колонны диаметром 324 мм:

Qц 1 = 1,01*1,91 = 1,93 т,

Для колонны диаметром 245 мм:

Qц 1 = 1,01*12,9 = 13,03 т,

Для колонны диаметром 146 мм:

Интервал 0 – 3000 м:

Qц 1 = 1,01*67,94 = 68,62 т,

Интервал 3000 – 3290 м:

Общее количество сухого цемента с учетом потерь для колонны:

Qц 1 = 68,62 + 9 = 77,62 т.

Расчет количества воды

Необходимое количество воды для приготовления цементного раствора 50%-ной консистенции находится из выражения:

Для колонны диаметром 324 мм:

Для колонны диаметром 245 мм:

Для колонны диаметром 146 мм:

Vв = 1,1*67,94 + 0,5*8,92 = 79,19 м 3 .

Расчет количества продавочной жидкости

Потребное количество продавочной жидкости (в качестве которой часто используют буровой глинистый раствор) определяется по формуле:

где Δ – коэффициент, учитывающий сжатие глинистого раствора (Δ = 1,03 – 1,05).

Подставив значения, получим:

Для колонны диаметром 324 мм:

Vпр = 1,03*3,14*0,3059 2 *(35 – 5)/4 = 2,26 м 3 .

Для колонны диаметром 245 мм:

Vпр = 1,03*3,14*0,2305 2 *(850 – 20)/4 = 35,65 м 3 .

Для колонны диаметром 146 мм:

Vпр = 1,03*3,14*0,133 2 *(3160 – 20)/4 = 44,90 м 3 .

Очень часто на практике для быстрого определения Vпр пользуются следующей эмпирической формулой:

где Dн – номинальный наружный диаметр колонны труб, спущенных в скважину, в дюймах;

Dн 2 /2 – количество продавочной жидкости, необходимое для заполнения 1 м спущенных труб, л;

Н1 – глубина установки кольца «стоп», т.е. глубина продавки цементного раствора.

Для эксплуатационной колонны:

Vпр = 5*3270/2 = 40875 л = 40,88 м 3 .

Расчет давления при закачке

Максимальное давление перед посадкой верхней пробки на упорное кольцо определяется из уравнения:

Читайте также:  Разгрузка биг бэгов с цементом

где Р1 – давление, необходимое для преодоления сопротивления, обловленного разностями плотностей жидкости в трубах и затрубном пространстве;

Р2 — давление, необходимое для преодоления гидравлических сопротивлений.

Величину Р2 обычно находят по эмпирическим формулам. Наиболее распространенной является формула Шищенко-Бакланова; для скважин глубиной более 1500 м:

Для колонны диаметром 324 мм:

Р1 = (1/10 5 )*[(30 – 5)*(1420 – 1100)] = 0,08 МПа

Р2 = 0,001*30 + 1,6 = 1,63 МПа.

Рmax = 0,08 + 1,62 = 1,7 МПа.

Для колонны диаметром 245 мм:

Р1 = (1/10 5 )*[(850 – 20)*(1420 – 1100)] = 2,66 МПа

Р2 = 0,001*850 + 1,6 = 2,45 МПа.

Рmax = 2,66 + 2,45 = 5,11 МПа.

Для колонны диаметром 146 мм:

Р1 = (1/10 5 )*[(1500 – 20)*(1420 – 1100) + 1660*(1860 – 1200)] = 15,7 МПа

Р2 = 0,001*3160 + 1,6 = 4,76 МПа.

Рmax = 15,7 + 5,26 = 13,73 МПа.

Дата добавления: 2019-07-15 ; просмотров: 90 ;

Источник

Расчет объема цементного раствора

2.5.1 Расчет объема цементного раствора

Объем цементного раствора, подлежащего закачке в скважину, определяют по формуле:

где К1 – коэффициент, учитывающий увеличение объема цементного раствора, расходуемого на заполнение каверн, трещин, и увеличение диаметра скважины против расчетного (номинального).

Значение коэффициента К1 определяется по квернограмме для каждой конкретной скважины. Обычно К1 изменяется от 1,1 до 2,5. В нашем случае принимаем К1 = 1,15.

Цементирование направления и кондуктора будет осуществляться с использованием чистого портландцемента.

Для лучшей прокачивамости тампонажной смеси и для того, чтобы поднять цементный раствор на проектную высоту (до устья), а также с целью экономии портландцемента, эксплуатационная колонна в интервале 0 – 1500 м будет цементироваться цель-цементным раствором плотностью 1,42 г/см 3 с использованием глины, как пластификатора. Отношение глины к цементу 2:3; водогельцементное отношение m = 1,1. Интервал 1500 – 3160 м будет цементировать раствором чистого портландцемента плотностью 1,85 г/см 3 ; водоцементное отношение m = 0,5.

Для колонны диаметром 324 мм:

Vц = 0,785*[1,15*(0,3937 2 – 0,324 2 )*30 + 0,3059 2 *5] = 2,02 м 3

Для колонны диаметром 245 мм:

Vц = 0,785*[1,15*(0,2953 2 – 0,245 2 )*850 + 0,2305 2 *20] = 13,63 м 3

Для колонны диаметром 146 мм:

Интервал 0 – 1500 м:

Vг.ц. = 0,785*[1,15*(0,2159 2 – 0,146 2 )*1500 + 0,133 2 *20] = 71,77 м 3

Интервал 1500 – 3160:

Vц = 0,785*[1,15*(0,2159 2 – 0,146 2 )*1660 + 0,133 2 *20] = 7,19 м 3

Общий объем цементного раствора для колонны: 71,77 + 7,19 = 78,96м 3

2.5.2 Расчет количества сухого цемента

Количество сухого цемента для приготовления цементного раствора определяют из выражения:

где m – водоцементное отношение; ρц – плотность цементного раствора, кг/м 3 , ее можно рассчитать по формуле:

где ρс.ц. – плотность сухого цемента, г/см 3 ; ρв – плотность воды, г/см 3 .

Для колонны диаметром 324 мм:

Qц = 1420*2,02*1/(1+0,5) = 1912,27 кг = 1,91 т,

Для колонны диаметром 245 мм:

Qц = 1420*13,63*1/(1+0,5) = 12903,07 кг = 12,9 т,

Для колонны диаметром 146 мм:

Интервал 0 – 1500 м: Количество гель-цементного порошка составит:

Q г.ц = 1420*71,77*1/(1+1,1) = 67942,27 кг = 67,94 т.

(Цементного порошка: 40,76 т, глинопорошка: 27,17 т).

Интервал 1500 – 3160 м:

Qц = 1850*7,19*1/(1+0,5) = 8915,6 кг = 8,92 т,

Общий объем цемента для колонны: Qц = 67,94 + 8,92 = 76,86 т.

Количество сухого цемента, которое необходимо заготовить с учетом потерь при затворении цементного раствора, вычислим по формуле:

где К2 – коэффициент, учитывающий наземные потери при затворении цементного раствора. Если затворение производится без цементно-смесительных машин, К2 = 1,054-5-1,15, при использовании цементно-смесительных машин К2 = 1,01. В нашем случае К2 = 1,01.

Для колонны диаметром 324 мм:

Qц 1 = 1,01*1,91 = 1,93 т,

Для колонны диаметром 245 мм:

Qц 1 = 1,01*12,9 = 13,03 т,

Для колонны диаметром 146 мм:

Интервал 0 – 3000 м:

Qц 1 = 1,01*67,94 = 68,62 т,

Интервал 3000 – 3290 м:

Общее количество сухого цемента с учетом потерь для колонны:

Qц 1 = 68,62 + 9 = 77,62 т.

2.5.3 Расчет количества воды

Необходимое количество воды для приготовления цементного раствора 50%-ной консистенции находится из выражения:

Для колонны диаметром 324 мм:

Для колонны диаметром 245 мм:

Для колонны диаметром 146 мм:

Vв = 1,1*67,94 + 0,5*8,92 = 79,19 м 3 .

Источник

Вес, объем и пропорции цемента для строительных растворов

При замешивании цементного раствора неудобно пользоваться рецептурой ГОСТ, где компоненты указаны в долевом соотношении друг к другу. Удобнее использовать привычные меры: мешки или килограммы. Тогда рецепт раствора становится простым и понятным и, смешав все компоненты можно получить материал с заданными техническими характеристиками.

Читайте также:  Как утеплить цементные полы

Сколько кг цемента в одном мешке или кубическом метре? Какой объем занимает 1 мешок сухого цемента? Эти вопросы актуальны при расчете стройматериалов, при выборе, т. к. фасовка бывает разной, а также при подборе транспорта для доставки. Каждая марка сухого цемента имеет свой вес, а значит и соотношение компонентов при замешивании цементно-песчаного раствора будет разным.

От чего зависит вес цемента?

Удельный вес строительного материала по СНиП II-3-79 — это физическая величина, показывающая отношение веса материала к объему, которое он занимает. Сухой цемент занимает значительно меньше места, чем цементный раствор, поэтому из одного килограмма цементного вяжущего получится несколько кг цементно-песчаной смеси.

Удельный вес цемента зависит от многих факторов:

  • марки и состава;
  • степени помола компонентов;
  • способа производства;
  • длительности хранения.

Вес свежего цементного порошка (при условии соблюдения температурного и влажностного режима хранения) составляет 1200 кг/м3. Это минимальный показатель, обусловленный тем, что частицы свежепомолотого материала имеют положительный и отрицательные электрические заряды. За счет разности зарядов частицы отталкиваются друг от друга, плотность порошка уменьшается, а значит, снижаются весовые показатели.

В дальнейшем цементный порошок фасуется, транспортируется, хранится. Электрические заряды исчезают, уходит вовлеченный при производстве воздух и плотность материала повышается. Строители говорят: цемент слёживается. В среднем вес одного кубометра вяжущего через полгода после выпуска при правильном хранении составляет 1550 кг.

При нарушении условий хранения материал может впитывать влагу, что приводит к повышению плотности и соответственно веса. Чем мельче помол порошка, тем больше воды он впитывает и тем больше его масса. Учитывая, что мелкий помол имеют высокие марки цемента, то чем выше марка, тем требовательнее материал к условиям хранения. В зависимости от марки один кубический метр (м3) цемента может давать разницу при взвешивании до 400 кг/м3. Именно поэтому при приготовлении раствора учитывается не только вес, но и марка. Например, для марки М200 соотношение цемент/песок будет 1 к 3, а при использовании марки М400 — 1 к 2,2.

При грубых расчетах строители используют средний показатель — 1300 кг/м3. Исходя из этого, можно рассчитать, что стандартный мешок на 50 кг содержит примерно 0.04 м3 сухого вяжущего. Параметр имеет решающее значение при заказе транспорта для доставки стройматериалов, т. к. вместимость машины или объем багажника всегда считается в м3 или литрах.

Пропорции цементных растворов

Вес мешка с цементом указан на таре, а вот о плотности производители умалчивают. При этом плотность порошка может изменяться даже в пределах одной марки до 50% в зависимости от условий и продолжительности хранения. Для приготовления цементно-песчаного раствора или бетонной смеси нужно научиться одну величину переводить в другую.

Для замешивания бетона на основе портландцемента М500 пропорция компонентов по ГОСТ 27006-2019 будет такой:

  • 1 часть вяжущего;
  • 2 части мелкого наполнителя;
  • 4 части крупного заполнителя.

Из рецептурного соотношения легко определить объем каждого компонента. Для этого нужно общий объем раствора разделить на количество частей. Например, если нужен 1 м3 смеси, то одна часть — это 1/7 = 0,142 м3. То есть 1 часть любого из компонентов равна этому показателю. Учитывая, что плотность цемента 1300 кг/м3 рецептура в привычных килограммах будет выглядеть следующим образом:

  • 184 кг вяжущего или 3,68 мешка по 50 кг;
  • 213 кг мелкого наполнителя;
  • 197 кг крупного заполнителя (гравия).

Если используется другой крупный заполнитель, то вес последнего компонента будет отличаться: гранит — 192 кг, известняк — 183 кг, бут — 213 кг, базальт — 241 кг.

Для расчета количества мешков цемента нужно полученный вес разделить на количество килограммов в мешке. Например, для замешивания 1 кубометра бетона потребуется 4 мешка по 50 кг или 8 мешков по 25 кг.

Читайте также:  Защита от влаги для цемента

Где взять рецепты бетонных смесей и ЦПС для составления пропорции компонентов и расчета? Рецептура для каждого типа раствора рассчитывается индивидуально, но обязательно с учетом ГОСТ 27006-2019. Рецепт должен быть таким, чтобы обеспечить приготовление раствора с заданными техническими характеристиками.

Основные виды растворов готовят по такой рецептуре с соотношением цемент/песок/щебень:

  1. Бетон М100 — 1/4,5/7 на портландцементе М400 или 1/5.8/8 на портландцементе М500.
  2. Бетон М250 — 1/2/4 на портландцементе М400 или 1/2,5/4,5 на портландцементе М500.
  3. Бетон М400 — 1/2,3/7 на портландцементе М400 или 1/1,5/3,2 на портландцементе М500.

Эту рецептуру можно использовать для производства товарного бетона, применяемого при строительстве домов, заливки фундаментов и чаш бассейнов, тротуарных дорожек, изготовления бордюрного камня, буронабивных свай.

Сколько весит 1 куб готового раствора?

Вес одного кубометра готового строительного раствора имеет значение при его транспортировке или подачи на высоту, когда подбирается грузоподъемность автомобиля или производительность бетононасоса. Вес жидкого бетона и цементно-песчаного раствора зависит от плотности компонентов, входящих в его состав и пропорции, в которой они использовались. При использовании тяжелых крупных заполнителей, таких как гранит, базальт, магнетит вес 1 м3 бетонной смеси может в 2-3 раз отличаться от массы раствора, замешанного на гравии.

Средний вес 1 кубического метра бетонной смеси по ГОСТ 7473-2010, замешанного на гранитном заполнителе, в зависимости от марки и класса прочности будет следующим:

  • М100 (В7.5) — 2494 кг;
  • М200 (В15) — 2432 кг;
  • М250 (В20) — 2348 кг;
  • М300 (В22,5) — 2389 кг;
  • М350 (В25) — 2502 кг;
  • М400 (В30) — 2376 кг;
  • М500 (В40) — 2980 кг.

Вес 1 м3 бетонного раствора, замешанного на других заполнителях по СНиП II-3-79:

  • железобетон — 2500 кг;
  • туфобетон — 1200. 1400 кг;
  • пемзобетон — 800. 1600 кг;
  • на вулканическом шлаке — 800. 1600 кг;
  • керамзитопенобетон — 500. 1800 кг;
  • шунгизитобетон — 100. 1400 кг;
  • перлитобетон — 600. 1200 кг;
  • термозитобетон — 1000. 1800 кг;
  • на доменных гранулированных шлаках — 1200 кг;
  • вермикулитобетон — 800. 1000 кг;
  • газо-, пенобетон, пеносиликат — 300. 1100 кг.

Вес 1 куба строительных растворов по СНиП II-3-79 составляет:

  • цементно-песчаный (ЦПС) — 1800 кг;
  • цементно-песчано-известковый — 1700 кг;
  • известково-песчаный — 1600 кг;
  • цементно-шлаковый — 1400 кг;
  • гипсовый — 1000 кг.

Расчет цемента для транспортировки

При транспортировке мешков цемента или насыпного порошка важно знать, сколько материала поместиться в той или иной машине. Например, для перевозки 10 м3 цемента потребуется два КАМАЗа грузоподъемностью 7 тонн или один 15-тонник.

Не менее важное значение имеет транспортировка материалов непосредственно на стройплощадке. При отсутствии бетононасоса материалы для замешивания раствора подаются, как правило, ведрами. Один кубический метр сухого цемента — это 84 10-литровых ведра или 50 20-литровые бадьи.

Для расчета того, сколько мешков можно привести в багажнике легкового автомобиля, нужно знать объем 1 мешка и вместимость багажника. Удельная плотность сухого цементного порошка — это вес 1 м3 материала. Средний показатель плотности составляет 1300 кг/м3. Для определения объема цемента в 50-киллограмовом мешке нужно решить пропорцию:

50 кг — Х%, отсюда Х = 3,85%. Именно такой процент от 1 кубометра содержится в мешке. Берем полученный процент от кубометра и получаем величину в привычных кубометрах — 0,0385 м3 или 38,5 литров. Зная объем багажника машины, можно рассчитать, сколько мешков туда теоретически можно загрузить. Именно теоретически, т. к. в реальных условиях нужно учитывать грузоподъемность автомобиля и способ укладки мешков с цементом.

Фасовка цемента

Производители фасуют цемент в мешки по 5, 10, 25 и 50 кг, давая покупателю возможность выбрать наиболее удобный и экономичный вариант. Если при расчете пропорции получилось, что для строительно-монтажных работ нужно 5,2 мешка цемента по 50 кг, то целесообразно купить 5 мешков по 50 и один 10 кг. При расчетах не нужно забывать о технологических потерях и к любому полученному результату прибавлять 5-7%.

Источник