ГОСТ 1581-96
Группа Ж12
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ПОРТЛАНДЦЕМЕНТЫ ТАМПОНАЖНЫЕ
Технические условия
Well portland cements
Specifications
Дата введения 1998-10-01
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 года.
За принятие проголосовали
Наименование государства |
Наименование органа государственного управления строительством |
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 года в качестве государственного стандарта Российской Федерации постановлением Госстроя России от 10 апреля 1998 года N 18-31.
Введение
Стандарт унифицирован со стандартом Американского нефтяного института API Specification 10A [1] в части цементов типов I-G и I-H, соответствующих по техническим требованиям цементам типов G и Н Американского стандарта, пользующимся большим спросом на мировом рынке.
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/см, 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 N 008 по ГОСТ 6613, %, не более |
12,0 |
10,0 |
15,0 |
12,0 |
12,0 |
- удельная поверхность, м /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 типов II и III- Ут - только по остатку на сите. |
Таблица 3
Значение плотности цементного теста для цемента типа III, г/см | |||
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-H | |
|
не менее |
не более |
Прочность на сжатие, МПа, через 8 ч твердения при температуре: |
|
|
38°С |
2,1 |
- |
60°С |
10,3 |
- |
Водоотделение, мл |
- |
3,5 |
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 |
Ill |
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) SO: |
|
| ||
не менее |
1,5 |
- | ||
не более |
3,5 |
3,0 | ||
Массовая доля хлор-иона Сl , не более |
0,10 | |||
Массовая доля суммы щелочных оксидов в пересчете на NaO, 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 MgO 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 |
CC-I |
СС-2 |
Содержание трехкальциевого силиката С S: |
|
|
|
не менее |
- |
48 |
48 |
не более |
- |
65 |
58 |
Содержание трехкальциевого алюмината С А, не более |
5 |
3 |
8 |
Сумма трехкальциевого алюмината СА и четырехкальциевого алюмоферрита СAF, 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 7
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 А, 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, 2 сут. |
I, II, III |
-0,2 |
Водоотделение, мл |
То же |
+0,5 |
Время загустевания, мин, до консистенции 30 Bс |
" |
-5 |
Массовая доля оксида серы (VI) SO, % |
" |
+0,5 |
Массовая доля хлор-иона Сl, % |
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 (RО) рассчитывают в процентах на основании результатов химического анализа клинкера.
При отношении содержания оксида алюминия к оксиду железа (АlО/FeО), равном или менее 0,64, CA=0.
При отношении содержания оксида алюминия к оксиду железа (АlО/FeО) более 0,64 расчет производят по формулам:
CA = 2,65АlО - 1,69FeО, (1)
CAF = 3,04FeО, (2)
CS = 4,07CaO - 7,60SiO - 6,72 АlО - 1,43 FеO - 2,85SO. (3)
При отношении содержания оксида алюминия к оксиду железа (АlО/FeО) менее 0,64 содержание CS рассчитывают по формуле
CS = 4,07CaO - 7,60SiO - 4,48 АlО - 2,86 FеO - 2,85SO. (4)
Массовую долю суммы щелочных оксидов определяют по формуле
RO = 0,658КО + NaO/ (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 10A США Технические условия на цементы и материалы для цементирования скважин
Текст документа сверен по:
официальное издание
МНТКС - М.: Минземстрой,
ГУП ЦПП, 1998