11.3 Властивості тампонажного порошку, розчину та каменю

11.3.1 Властивості сухого тампонажного порошку

1 Густина. Під густиною тампонажного цементу, що містить у своєму складі частинки різної густини, розуміють середньозважену густину речовин, які входять до його складу.

За густиною можна наближено визначити вид цементу. Тампонажний портландцемент, який не містить у собі домішок, має густину (3100-3200) кг/м³. Якщо в цементі містяться мінеральні домішки, його густина зменшується до (2800-2900) кг/м³, а при більшому вмістові мінеральних домішок (більше 20 %) густина може знизитись до 2700 кг/м³.

Рисунок 11.4 – Волюметр Ле-Шательє-Кандло

Застосовують різні способи визначення густини твердих мінералів. Для порошкоподібних матеріалів одним з найпростіших методів є визначення густини з допомогою волюметра Ле-Шательє-Кандло (рисунок 11.4). Точніше густину цементу та інших матеріалів можна визначити пікнометричним способом.

2 Дисперсність або так званий ступінь подрібнення (тонкість помелу) - важлива характеристика цементного порошку. Від неї залежить величина поверхні, на якій проходить реакція гідратації.

Існує багато різних способів визначення дисперсності порошку. До найпростіших належить ситовий аналіз, при якому порошок розсіюється з допомогою набору сит на ряд фракцій з вужчим діапазоном частинок і визначається процентний вміст цих фракцій. Вадою цього методу є складність поділу на окремі фракції частинок розміром менше 0,05 мм.

При виробництві цементу для характеристики тонкості помелу не застосовують повний ситовий аналіз, а проводиться просів цементу на дві фракції через сито з розміром отворів 0,08 мм. Виробничий контроль за тонкістю помелу ведеться за одним параметром – залишком фракцій на ситі розміром 008, який не має перевищувати (10–15) % для різних типів цементу.

3 Питома поверхня порошку - це сумарна поверхня всіх частинок, які є в одиниці маси порошку. Питома поверхня тампонажних матеріалів залежить від тонкості подрібнення (гранулометричного складу), речовинного складу, способу подрібнення і способу виміру питомої поверхні. Величина питомої поверхні тампонажних портландцементів, заміряної методом повітропроникності (за величиною опору при проходженні повітря через шар порошку), коливається в широких межах залежно від вмісту добавок.

Згідно з ДСТУ Б В.2.7-88–99 питома поверхня для різних типів цементу має бути не менша: 270 м²/кг – ПЦТ типів І і ІІ для низьких і нормальних температур; 250 м²/кг – ПЦТ типів І і ІІ для помірних і підвищених температур; 230 м²/кг – ПЦТ типу ІІІ поважчені для помірних і підвищених температур.

Від питомої поверхні твердої фази залежить водоутримувальна здатність, рухомість та багато інших властивостей цементного розчину.

4 Об’ємна (насипна) маса - це маса порошку, який вміщується в ємності об’ємом 1 м³. Ця величина не постійна і залежить від складу, ступеня дисперсності (тонкості помелу) і ступеня ущільнення.

З допомогою насипної маси можна розрахувати кількість матеріалу (його масу) при об’ємному дозуванні, наприклад, кількість матеріалу (масу) у стандартному паперовому мішку або бункері цементозмішувальної машини. Об’ємна маса може бути визначена як у пухкому стані, так і в ущільненому. Для визначення об’ємної маси використовують прилад, зображений на рисунку 11.5.