ГОСТ 1581-96 Портландцементы тампонажные. Технические условия
ГОСТ 1581-96
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ПОРТЛАНДЦЕМЕНТЫ ТАМПОНАЖНЫЕ
Технические условия
МЕЖГОСУДАРСТВЕННАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОМИССИЯ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, ТЕХНИЧЕСКОМУ НОРМИРОВАНИЮ
И СЕРТИФИКАЦИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ (МНТКС)
Москва
1998
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Российским государственным концерном ЦЕМЕНТ , фирмой «Цемискон» , Акционерным обществом «НИИцемент» , НПО «Бурение» (Всероссийский научно-исследовательский и проектный институт ВНИИКрНефть») Российской Федерации
ВНЕСЕН Минстроем России
2 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС) 11 декабря 1996 г.
За принятие стандарта проголосовали:
Наименование государства |
Наименование органа управлением строительства |
Республика Армения |
Министерство градостроительства Республики Армения |
Грузия |
Министерство урбанизации и строительства Грузии |
Республика Казахстан |
Агентство строительства и архитектурно-градостроительного контроля Министерства экономики и торговли Республики Казахстан |
Кыргызская Республика |
Минархстрой Кыргызской Республики |
Республика Молдова |
Министерство территориального развития , строительства и коммунального хозяйства Республики Молдова |
Российская Федерация |
Минстрой России |
Республика Узбекистан |
Госкомархитектстрой Республики Узбекистан |
3 ВЗАМЕН ГОСТ 1581-91
4 ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ с 1 октября 1998 г. в качестве государственного стандарта Российской Федерации постановлением Госстроя России 10 апреля 1998 г. № 18-31.
Введение
Стандарт унифицирован со стандартом Американского нефтяного института API Specification 10А [ 1] в части цементов типов I - G и I -Н , соответствующих по техническим требованиям цементам типов G и Н Американского стандарта , пользующимся большим спросом на мировом рынке.
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ПОРТЛАНДЦЕМЕНТЫ ТАМПОНАЖНЫЕ
Технические условия
WELL PORTLAND CEMENTS
Specifications
Дата введения 1998-10-01
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на тампонажные портландцементы (далее - цементы), изготовляемые на основе портландцементного клинкера и предназначенные для цементирования нефтяных, газовых и других скважин.
Требования настоящего стандарта, изложенные в разделах 5-9, за исключением показателей 2 и 4 таблицы 2 подпункта 5.1.2, являются обязательными.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 4013-82 Камень гипсовый и гипсоангидритовый для производства вяжущих материалов. Технические условия
ГОСТ 5382-91 Цементы и материалы цементного производства. Методы химического анализа
ГОСТ 6613-86 Сетки проволочные тканые с квадратными ячейками. Технические условия
ГОСТ 26798.1-96 Цементы тампонажные. Методы испытаний
ГОСТ 26798.2-96 Цементы тампонажные типов I -G и I - H . Методы испытаний
ГОСТ 30108-94 Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов
ГОСТ 30515-97 Цементы. Общие технические условия
3 Определения
Термины и определения - по ГОСТ 30515.
4 Классификация
4.1 По вещественному составу цементы подразделяют на следующие типы:
I - тампонажный портландцемент бездобавочный;
I - G - тампонажный портландцемент бездобавочный с нормированными требованиями при водоцементном отношении, равном 0,44 [ 1];
I - H - тампонажный портландцемент бездобавочный с нормированными требованиями при водоцементном отношении, равном 0,38 [ 1];
II - тампонажный портландцемент с минеральными добавками;
III - тампонажный портландцемент со специальными добавками, регулирующими плотность цементного теста.
4.2 По плотности цементного теста цемент типа III подразделяют на:
- облегченный (Об);
- утяжеленный (Ут).
4.3 По температуре применения цементы типов I , II и III подразделяют на цементы, предназначенные для:
- низких и нормальных температур (15-50)°С;
- умеренных температур (51-100)°С;
- повышенных температур (101-150)°С.
4.4 По сульфатостойкости цементы подразделяют на:
а) типы I , II, III
- обычный (требования по сульфатостойкости не предъявляют);
- сульфатостойкий (СС);
б) типы I -G и I-H
- высокой сульфатостойкости (СС-1);
- умеренной сульфатостойкости (СС-2).
4.5 Условное обозначение цемента должно состоять из:
- буквенных обозначений цемента: ПЦТ - портландцемент тампонажный;
- обозначения типа цемента - по 4.1;
- обозначения сульфатостойкости цемента - по 4.4;
- обозначения средней плотности для цемента типа III - по 5.1.2 ( таблица 3);.
- обозначения максимальной температуры применения цемента - по 4.3;
- обозначения гидрофобизации или пластификации цемента - ГФ или ПЛ;
- обозначения настоящего стандарта.
Примеры условных обозначений
1 Портландцемент тампонажный с минеральными добавками сульфатостойкий для низких или нормальных температур
ПЦТ II -СС-50 ГОСТ 1581-96
2 Портландцемент тампонажный бездобавочный с нормированными требованиями при водоцементном отношении, равном 0,44, умеренной сульфатостойкости
ПЦТ I - G - CC -2 ГОСТ 1581-96
3 Портландцемент тампонажный со специальными добавками облегченный плотностью 1,53 г/см3, для умеренных температур гидрофобизированный
ПЦТ III -Об 5-100-ГФ ГОСТ 1581-96
5 Технические требования
Цементы должны изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному изготовителем.
5.1 Характеристики
5.1.1 Вещественный состав цементов всех типов должен соответствовать значениям, указанным в таблице 1.
5.1.2 Требования к физико-механическим показателям, характеризующим тампонажно-технические свойства цемента типов I - III , приведены в таблицах 2 и 3 , а цемента типов I -G и I-H - в таблице 4 .
5.1.3 Требования к химическим параметрам цементов приведены в таблице 5.
Таблица 1 В процентах
Тип цемента |
Содержание клинкера |
Содержание добавки |
|
Минеральная добавка |
Специальная добавка - облегчающая (в том числе природная пуццолановая) или утяжеляющая |
||
I |
|
|
|
I-G |
100 |
Не допускается |
|
I- H |
|
|
|
II |
80-94 |
6-20* |
- |
III |
30-89 |
- |
11-70 |
* Добавок осадочного происхождения не должно быть более 10% массы цемента |
Примечание - Вещественный состав характеризуют содержанием портландцементного клинкера и добавок без учета гипсового камня, вводимого сверх 100% массы цемента
Таблица 2
Наименование показателя |
Значение для цемента при температурах применения |
||||
низких и нормальных |
умеренных и повышенных |
||||
тип I, II |
тип III-Об |
тип I, II |
тип III-Об |
тип III-Ут |
|
1 Прочность при изгибе, МПа, не менее, в возрасте: |
|
|
|
|
|
1 сут. |
- |
- |
3 ,5 |
- |
- |
2 сут. |
2 ,7 |
0 ,7 |
- |
1 ,0 |
2 ,0 |
2 Тонкость помола*: |
|
|
|
|
|
- остаток на сите с сеткой № 008 по ГОСТ 6613 , % , не более |
12 ,0 |
10 ,0 |
15 ,0 |
12 ,0 |
12 ,0 |
- удельная поверхность , м2/кг , не менее |
270 |
- |
250 |
- |
230 |
3 Водоотделение, мл, не более |
8 ,7 |
7 ,5 |
8 ,7 |
7 ,5 |
10 ,0 |
4 Растекаемость цементного теста , мм , не менее для цемента : |
|
|
|
|
|
непластифицированного |
200 |
- |
200 |
- |
- |
пластифицированного |
220 |
- |
220 |
- |
- |
5 Время загустевания до консистенции 30 Bс**, мин, не менее |
90 |
||||
* Допускается определять тонкость помола для цемента типа I только по удельной поверхности , а для цемента II и III-Ут - только по остатку на сите ** Единицы консистенции Бердена |
Таблица 3
Значение плотности цементного теста для цемента типа III, г/см3 |
|||
облегченного |
утяжеленного |
||
обозначение средней плотности |
плотность ±0,04 |
обозначение средней плотности |
плотность ±0,04 |
Об 4 |
1,40 |
Ут 0 |
2,00 |
Об 5 |
1,50 |
Ут 1 |
2,10 |
Об 6 |
1,60 |
Ут 2 |
2,20 |
|
|
Ут 3 |
2,30 |
Таблица 4
Наименование показателя |
Значение для цемента типов I- G и I-Н |
|
не менее |
не более |
|
Прочность на сжатие, МПа, через 8 ч твердения при температуре: |
|
|
38 °С |
2,1 |
- |
60 °С |
10,3 |
3,5 |
Водоотделение, мл |
- |
|
Консистенция цементного теста через 15-30 мин режима испытания, Вс |
- |
30 |
Время загустевания до консистенции 100 Вс, мин |
90 |
120 |
Таблица 5 В процентах
Наименование показателя |
Значение для цемента типа |
|||
I |
II |
III |
I-G и I-H |
|
Потери при прокаливании, не более |
5 ,0 |
- |
3 ,0 |
|
Массовая доля нерастворимого остатка, не более |
5 ,00 |
- |
0 ,75 |
|
Массовая доля оксида серы (VI) SO3 : |
|
|
|
|
не менее |
1 ,5 |
- |
||
не более |
3 ,5 |
3 ,0 |
||
Массовая доля хлор-иона С1-, не более |
0 ,10 |
|||
Массовая доля суммы щелочных оксидов в пересчете на Na2 O, не более |
- |
0 ,75 |
5.2 Требования к материалам
5.2.1 Портландцементный клинкер по химическому составу должен соответствовать технологическому регламенту. Массовая доля оксида магния Mg О в клинкере не должна быть более 5,0%.
Минералогический состав клинкера для сульфатостойких тампонажных цементов должен соответствовать значениям, указанным в таблице 6.
Таблица 6 В процентах
Наименование показателя |
Значение для клинкера цемента типа и сульфатостойкости |
||
I, II, III |
I-G и I-H |
||
СС |
СС-1 |
СС-2 |
|
Содержание трехкальциевого силиката C3 S : |
|
|
|
не менее |
- |
48 |
48 |
не более |
- |
65 |
58 |
Содержание трехкальциевого алюмината C3А , не более |
5 |
3 |
8 |
Сумма трехкальциевого алюмината С3А и четырехкальциевого алюмоферрита С4А F, не более |
22 |
24* |
- |
* Сумма четырехкальциевого алюмоферрита и удвоенного содержания трехкальциевого алюмината |
5.2.2 Гипсовый камень - по ГОСТ 4013. Допускается применение других материалов, содержащих сульфат кальция, по соответствующим нормативным документам.
5.2.3 Минеральные добавки - по соответствующим нормативным документам.
5.2.4 Специальные добавки (облегчающие и утяжеляющие), регулирующие плотность цементного теста, - по соответствующим нормативным документам. Облегчающие и утяжеляющие добавки должны обеспечивать получение цемента плотностью, указанной в таблице 3, и не должны вызывать деструкцию и коррозию цементного камня.
5.2.5 Технологические добавки, регулирующие основные тампонажно-технические свойства цемента, и технологические добавки, применяемые для интенсификации помола, - по соответствующим нормативным документам.
Содержание добавок, вводимых в цемент при помоле, не должно быть больше значений, указанных в таблице 7.
Таблица 6 В процентах массы цемента
Тип цемента |
Значение для добавок (в пересчете на сухое вещество добавки) |
|||||
ускорителей твердения |
замедлителей загустевания |
пластифицирующих |
гидрофобизирующих |
водоудерживающих |
интенсификаторов помола, в том числе органических* |
|
I, II, III |
0,5 |
0,3 |
0,5 |
0,5 |
1,5 |
1,00 |
* Органических добавок не должно быть более 0,15% |
5.3 Требования безопасности
Удельная эффективная активность естественных радионуклидов, Аэфф в цементе не должна быть более 740 Бк/кг.
5.4 Упаковка, маркировка
Упаковка и маркировка цементов - по ГОСТ 30515.
6 Правила приемки
6.1 Правила приемки - по ГОСТ 30515 со следующим дополнением.
6.2 Партия цемента может быть принята и отгружена, если результаты испытаний по всем показателям соответствуют требованиям настоящего стандарта, если иное в части рекомендуемых показателей не предусмотрено договором (контрактом) на поставку цемента.
6.3 В случае обнаружения при испытаниях цемента малозначительного дефекта по величине, не превышающей предельного значения, указанного в таблице 8, партию цемента принимают, но учитывают ее как дефектную при оценке общего уровня качества.
Таблица 8
Наименование показателя |
Тип цемента |
Малозначительный дефект - предельное отклонение от требований раздела 5 , не более чем на |
Прочность при изгибе, МПа, в возрасте 1, 2сут |
I, II, III |
-0,2 |
Водоотделение, мл |
I, II, III |
+0,5 |
Время загустевания, мин, до консистенции 30 Bc |
I, II, III |
-5 |
Массовая доля оксида серы (VI) SO3 % |
I, II, III |
+0,5 |
Массовая доля хлор-иона С1-, % |
Все типы |
+0,01 |
В документе о качестве должно быть указано:
- наименование изготовителя, его товарный знак и адрес;
- наименование и (или) условное обозначение цемента по настоящему стандарту;
- номер партии и дата отгрузки;
- номера вагонов или наименование судна;
- вид и количество добавок для цемента типов II и III ;
- прочность при изгибе в возрасте 1, 2 сут или на сжатие через 8 ч;
- водоотделение;
- плотность цементного теста для цемента типа III ;
- время загустевания;
- значение удельной эффективной активности естественных радионуклидов в цементе по результатам периодических испытаний;
- гарантийный срок, сут;
- знак соответствия при поставке сертифицированного цемента (если это предусмотрено системой сертификации).
7 Методы контроля
7.1 Физико-механические свойства цементов определяют по ГОСТ 26798.1, ГОСТ 26798.2.
7.2 Химический анализ клинкера и цемента - по ГОСТ 5382.
7.3 Минералогический состав клинкера и сумму щелочных оксидов ( R 2 O ) рассчитывают в процентах на основании результатов химического анализа клинкера.
При отношении содержания оксида алюминия к оксиду железа (А l 2 О3/ Fe 2 O 3 ) равном или менее 0,64, С3А=0.
При отношении содержания оксида алюминия к оксиду железа (А l 2 О3/ Fe 2 O 3 ) более 0,64 расчет производят по формулам:
С3А=2 , 65А l 2 О3-1 , 69 Fe 2 O 3 , (1)
С 4 А F=3 , 04Fe2O3, (2)
С 3 S=4,07CaO-7,60Si О 2 -6,72 А l2 О 3 -1 , 43Fe2O3-2,85SO3. (3)
При отношении содержания оксида алюминия к оксиду железа (А l 2 О3/ Fe 2 O 3 ) менее 0,64 содержание С3 S рассчитывают по формуле
С 3 S=4,07CaO-7,60Si О 2 -4,48 А l2 О 3 -2 , 86Fe2O3-2,85SO3. (4)
Массовую долю суммы щелочных оксидов определяют по формуле
R2O=0,658K2O+Na2O. (5)
7.4 Вид и количество минеральных и специальных добавок определяют по методике, аттестованной в установленном порядке.
7.5 Удельную эффективную активность естественных радионуклидов определяют по ГОСТ 30108.
8 Транспортирование и хранение
Транспортирование и хранение цементов - по ГОСТ 30515.
9 Гарантии изготовителя
Изготовитель гарантирует соответствие цемента всем требованиям настоящего стандарта при соблюдении правил его транспортирования и хранения в упакованном виде в течение 60 сут после отгрузки, а при поставке без упаковки - на момент получения цемента потребителем, но не более 60 сут после отгрузки.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
(информационное)
Библиография
[1] API Specification 10А США Технические условия на цементы и материалы для цементирования скважин
Ключевые слова: портландцементы тампонажные, цементирование нефтяных, газовых скважин, классификация, технические требования, правила приемки, транспортирование, гарантии изготовителя
СОДЕРЖАНИЕ
Введение . 1 1 Область применения . 2 2 Нормативные ссылки . 2 3 Определения . 2 4 Классификация . 2 5 Технические требования . 3 5.1 Характеристики . 3 5.2 Требования к материалам .. 5 5.3 Требования безопасности . 5 5.4 Упаковка, маркировка . 5 6 Правила приемки . 5 7 Методы контроля . 6 8 Транспортирование и хранение . 7 9 Гарантии изготовителя . 7 Приложение А Библиография . 7 |