Лабораторна робота №9 визначення фізичних властивостей порошкоподібних тампонажних матеріалів

Мета роботи: вивчення методики і приладів для визначення густини, ступеня дисперсності та об’ємної (насипної) маси порошкоподібних матеріалів.

Визначення густини сухого цементу

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

, (9.1)

де r_ц – густина тампонажного порошку, кг/м³;

С_і – масова частка і-го компоненту в суміші (цементі);

r_і – густина і-го компоненту, кг/м³.

Рисунок 9.1 – Волюметр Ле-Шательє-Кандло

Значення густини цементів та інших подріблених тампонажних матеріалів використовують для визначення густини тампонажного розчину при заданому водоцементному відношенні і витрати цементу та порошкоподібних домішок до нього на операцію цементування.

Для визначення густини використовують метод, який грунтується на вимірі об’єму витісненої рідини при засипанні в неї відомої маси досліджуваного матеріалу. В роботі використовується волюметр Ле-Шательє-Кандло, який виготовлений у формі мірної колби об’ємом 100-150 см³ з довгою вузькою горловиною і розширенням на ній (рис.2.1). Шкала, що нанесена на горловині, дозволяє виміряти об’єм з точністю до 0,1 см³. Густину цементу визначають з використанням вуглеводневої рідини – бензину, гасу, дизельного палива, бензолу і т.п. Використовувати для цієї мети воду не можна, щоб запобігти реакції гідратації цементу.

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 вмісті мінеральних домішок (більше 20%) густина може знизитись до 2700 кг/м³. Безклінкерні тампонажні цементи (наприклад, ШПЦС-200) можуть мати густину 2600-2700 кг/м³. Густина ж цементів, спеціально приготовлених для одержання обважнених цементних розчинів, досягає 3500 кг/м³.

Порядок виконання роботи

1. Беруть за вказівкою викладача необхідну кількість цементу і просушують його протягом 2 годин в сушильній шафі при температурі 110±5 ^оС, потім охолоджують в ексікаторі до кімнатної температури.

2. Волюметр заповнюють вуглеводневою рідиною до нульової поділки і з допомогою штатива розміщують в термостаті. Термостат являє собою скляну посудину заповнену водою кімнатної температури.

3. Фільтрувальним папером знімають краплини рідини, які залишилися на горловині колби, і протирають її зсередини.

4. Висушений цемент зважують на технічних вагах з точністю до 0,01 г в кількості 90-100 г і висипають в прилад через воронку невеликими порціями до тих пір, поки рівень рідини в горловині колби підніметься до відмітки 20см³. При цьому необхідно стежити, щоб цемент не застряг у горловині приладу або не залишився на його стінках.

5. Для видалення бульбашок повітря прилад необхідно декілька разів енергійно повернути навколо своєї осі і потім уточнити відлік.

6. Залишок проби тампонажного матеріалу знову зважують на технічних вагах.

7. Густину розраховують як середнє арифметичне із результатів двох вимірювань, які відрізняються один від одного не більше як на 20 кг/м³, за формулою:

, (9.2)

де r - густина матеріалу, кг/м³;

m₁ – маса тампонажного матеріалу взятого до досліду, г;

m₂ - маса залишку тампонажного матеріалу, г;

V – об’єм рідини, витісненої матеріалом, см³.

8. Результати вимірів заносять в таблицю 9.1.

Таблиця 9.1 – Результати виміру густини цементного порошку

№ досліду	Матеріал	Маса матеріалу, г		Різниця m2-m1, г	Об’єм рідини, витісненої матеріалом, см3	Густина матеріалу, кг/м3
		Взятого до досліду m1	залишку m2