CARACTERSTICAS DE LOS CEMENTOS

JESS DANIEL CSPEDES ROJAS20121 108285

ProfesorLUIS HUMBERTO ORDUZINGENIERO

UNIVERSIDAD SURCOLOMBIANAFACULTAD DE INGENIERACOMPLETAMIENTO Y ESTIMULACINNEIVA HUILA2015CLASIFICACIN API Y ASTM DE LOS CEMENTOS

Las Normas API se refieren a clase de cemento; las Normas ASTM a tipo de cemento.

Cemento clase A o tipo I

Est diseado para emplearse a 1830 m de profundidad como mximo, con temperatura de 77C, y donde no se requieran propiedades especiales.

Cemento clase B o tipo II

Diseado para emplearse hasta a 1830 m de profundidad, con temperatura de hasta 77C, y en donde se requiere moderada resistencia a los sulfatos.

Cemento clase C o tipo III

Est diseado para emplearse hasta 1830 m de profundidad como mximo, con temperatura de 77C, donde se requiere alta resistencia a la compresin temprana; se fabrica en moderada y alta resistencia a los sulfatos.

Cemento clase D

Este cemento se emplea de 1830 hasta 3050 m de profundidad con temperatura de hasta 110C y presin moderada. Se fabrica en moderada y alta resistencia a los sulfatos.

Cemento clase E

Este cemento se usa de 1830 hasta 4270 m de profundidad con temperatura de 143C y alta presin. Se fabrica en moderada y alta resistencia a los sulfatos.

Cemento clase F

Este cemento se usa de 3050 hasta 4880 m de profundidad con temperatura de 160C, en donde exista alta presin. Se fabrica en moderada y alta resistencia a los sulfatos.

Cementos clase G Y H

Comnmente conocidos como cementos petroleros, son bsicos para emplearse desde la superficie hasta 2240 m tal como se fabrican. Pueden modificarse con aceleradores y retardadores para usarlos en un amplio rango de condiciones de presin y temperatura.

En cuanto a su composicin qumica son similares al cemento API Clase B. Estn fabricados con especificaciones ms rigurosas tanto fsicas como qumicas, por ello son productos ms uniformes.

Cemento clase J

Se qued en fase de experimentacin y fue diseado para usarse a temperatura esttica de 351F (177C) de 3660 a 4880 metros de profundidad, sin necesidad del empleo de harina slica, que evite la regresin de la resistencia a la compresin.

PROPIEDADES DE LA LECHADA

Los cementos de clasificacin API (Instituto Americano del Petrleo) tienen propiedades fsicas especficas para cada clase de cemento, mismas que bsicamente definen sus caractersticas. Las principales propiedades fsicas de los cementos son:

Ge = Gravedad especfica

Denota el peso por unidad de volumen, sin tomar en consideracin otros materiales, tales como el aire o el agua; es decir, el peso de los granos de cemento especficamente; sus unidades son gr/cm3, kg/lt y ton/m3.

PV = Peso volumtrico

Denota el volumen por unidad de masa. Se toma en consideracin el aire contenido entre los granos de cemento; sus unidades son gr/cm3, kg/lt y ton/m3.

Blaine. Fineza de los granos de cemento

Indica el tamao de los granos del cemento. Su mayor influencia se da sobre el requerimiento de agua para la preparacin de la lechada. Esta caracterstica es un factor determinante, pero no nico, para la clasificacin de los cementos. Sus unidades son cm2/gr,m2/kg Representa el rea expuesta al contacto con el agua y se determina como una funcin de permeabilidad al aire.

Distribucin del tamao de partcula

Indica la eficiencia con la que se llev a cabo la seleccin, la molienda y el resto del proceso de fabricacin sobre la homogeneizacin de los materiales crudos molidos.

Tamao promedio de partculas

Es el tamao de grano que ocupa el 50% de un peso determinado de cemento, dentro de la gama de ta- maos de grano que integran el cemento.

Requerimiento de agua normal

Es el agua necesaria para la lechada con cemento solo. Debe dar 11 Uc a los 20 minutos de agitarse en el consistmetro de presin atmosfrica a temperatura ambiente; se expresa en por ciento por peso de cemento.

Requerimiento de agua mnima

Denota el agua necesaria para la lechada de cemento. Debe dar 30 Uc a los 20 minutos de agitarse en el consistmetro de presin atmosfrica a tempera- tura ambiente; se expresa en por ciento por peso de cemento.

Densidad de la lechada

Es el peso de la mezcla del cemento con agua y est en funcin de la relacin de agua por emplear. Sus unidades son gr/cm3, kg/lt y ton/m3.

ngulo de Salud natural del cemento

Es el ngulo que forma el material granulado cuan- do se deposita en una superficie plana horizontal; sirve para el diseo de la planta dosificadora de cemento y para recipientes a presin. CATEGORAS DE LOS ADITIVOS Y SUS FUNCIONES

Aceleradores

Son productos qumicos que reducen el tiempo de fraguado de los sistemas de cemento. Incrementan la velocidad de desarrollo de resistencia compresiva. Los aceleradores de mayor aplicacin son cloruro de calcio (CaCl2), cloruro de sodio (NaCl) y sulfato de calcio (CaSO4).

Retardadores

Son productos qumicos que prolongan el tiempo de fraguado de los sistemas de cemento. Los retardadores ms empleados son los lignosulfonatos, cidos hidroxilcarboxlicos, compuestos sacridos, derivados de la celulosa y organofosfonatos.

Extendedores

Son materiales que bajan la densidad de los sistemas de cemento y/o reducen la cantidad de cemento por unidad de volumen del producto fraguado. Los extendedores se clasifican as: base de agua (arcillas, extendedores qumicos como la bentonita), agregados de bajo peso (Pozzolans, gilsonitas, perlita expandida) y sistemas ultralivianos (nitrgeno, microesferas litefil).

Densificantes

Son materiales que incrementan la densidad de los sistemas del cemento. Los densificantes comnmente empleados son la barita y la limadura de hierro.

Dispersantes (Reductores de la friccin)

Son productos qumicos que reducen la viscosidad de las lechadas de cemento. Los sulfonatos son los dispersantes ms comunes del cemento (El PNS sulfonato de polinaftalina es el ms usado).

Controladores de filtrado

Son materiales que controlan la prdida de la fase acuosa de los sistemas de cemento, frente a zonas permeables. Generalmente son productos derivados de celulosa. Existen dos clases principales de aditivos para el control de filtrado: materiales pulverizados y polmeros solubles en agua.

Controlador de prdida de circulacin (LCM)

Son materiales que controlan la prdida de cemento hacia zonas dbiles de la formacin o fracturas. Los materiales usados como agentes LCMs puede ser granulares, escamas o fibrosos.

Aditivos especiales

Es la miscelnea de aditivos complementarios para la cementacin, tales como antiespumantes (generalmente sales orgnicas pacidas de solubilidad media), expandidores del cemento fraguado (generalmente cloruro de sodio y cloruro de potasio) y controladores de la regresin de la resistencia compresiva, etc.