ISO 10426-1:2000

Petroleum and natural gas industries - Cements and materials for well cementing - Part 1: Specification

Industries du pétrole et du gaz naturel — Ciments et matériaux pour la cimentation des puits — Partie 1: Spécifications

La présente partie de l'ISO 10426 traite des exigences et des recommandations relatives aux huit classes de ciments pour puits. Elle comprend les exigences chimiques et physiques, ainsi que les modes opératoires d'essais physiques. La présente partie de l'ISO 10426 s'applique aux classes de ciments pour puits A, B, C, D, E et F qui sont des produits obtenus par broyage d'un clinker de ciment Portland, additionnés, si nécessaire, de sulfate de calcium. Des additions de traitement peuvent être utilisées dans la fabrication de ciment de ces classes. Les additifs adaptés peuvent être soit broyés, soit mélangés pour la fabrication des ciments de classe D, E et F. La présente partie de l'ISO 10426 s'applique également aux classes G et H qui sont des produits obtenus en broyant un clinker de ciment Portland sans aucune addition autre que du sulfate de calcium ou de l'eau.

General Information

• Status: Withdrawn
• Publication Date: 08-Mar-2000
• Withdrawal Date: 08-Mar-2000
• ICS: 75.020 - Extraction and processing of petroleum and natural gas
• ICS: 91.100.10 - Cement. Gypsum. Lime. Mortar
• Technical Committee: ISO/TC 67/SC 3 - Drilling and completion fluids, well cements and treatment fluids
• Drafting Committee: ISO/TC 67/SC 3/WG 2 - Cementing
• Current Stage: 9599 - Withdrawal of International Standard
• Start Date: 13-Dec-2005
• Completion Date: 13-Dec-2025

Relations

• Consolidates: ISO/R 43:1957 - Title missing - Legacy paper document
• Effective Date: 28-Feb-2023
• Amended By: ISO 10426-1:2000/Amd 1:2002 - Petroleum and natural gas industries - Cements and materials for well cementing - Part 1: Specification - Amendment 1
• Effective Date: 06-Jun-2022
• Amended By: ISO 10426-1:2000/FDAmd 2 - Petroleum and natural gas industries - Cements and materials for well cementing - Part 1: Specification - Amendment 2
• Effective Date: 06-Jun-2022
• Revised: ISO 10426-1:2005 - Petroleum and natural gas industries - Cements and materials for well cementing - Part 1: Specification
• Effective Date: 15-Apr-2008
• Parent: ISO 10426-1:2000/FDAmd 2 - Petroleum and natural gas industries - Cements and materials for well cementing - Part 1: Specification - Amendment 2
• Effective Date: 15-Apr-2008
• Parent: ISO 10426-1:2000/Amd 1:2002 - Petroleum and natural gas industries - Cements and materials for well cementing - Part 1: Specification - Amendment 1
• Effective Date: 15-Apr-2008

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10426-1
First edition
2000-03-15
Petroleum and natural gas industries —
Cements and materials for well
cementing —
Part 1:
Specification
Industrie du pétrole et du gaz naturel — Ciments et matériaux de
cimentation des puits —
Partie 1: Spécifications
Reference number
©
ISO 2000
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Contents Page
Foreword.iv
Introduction.v
1 Scope .1
2 Normative references .1
3 Terms and definitions .2
4 Requirements.3
4.1 Specification, chemical and physical requirements .3
4.2 Sampling frequency, timing of tests and equipment.8
5 Sampling procedure .9
6 Fineness tests.9
6.1 Procedure .9
6.2 Requirements.9
7 Preparation of slurry for free fluid, compressive strength and thickening time tests .10
7.1 Apparatus .10
7.2 Procedure .11
8 Free-fluid test (free water).11
8.1 Apparatus .11
8.2 Calibration .16
8.3 Procedure .17
8.4 Calculation of percent free fluid.17
8.5 Acceptance requirements.18
9 Compressive strength tests .18
9.1 Apparatus .18
9.2 Procedure .19
9.3 Test procedure (derived from ASTM C 109).20
9.4 Compressive strength acceptance criteria .21
10 Thickening-time tests.22
10.1 Apparatus .22
10.2 Calibration .27
10.3 Procedure .30
10.4 Thickening time and consistency .36
10.5 Specification acceptance requirements.36
11 Marking .36
12 Packing .37
13 Bentonite .37
Annex A (informative) Calibration procedures for thermocouples, temperature-measuring systems and
controllers .38
Bibliography.40
Foreword
ISO (the International Organisation for Standardisation) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO
member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical
committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organisations, governmental and non-governmental, in
liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardisation.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.
Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this part of ISO 10426 may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard ISO 10426-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 67, Materials, equipment and
offshore structures for petroleum and natural gas industries, Subcommittee SC 3, Drilling and completion fluids,
and well cements.
ISO 10426 consists of the following parts, under the general title Petroleum and natural gas industries — Cements
and materials for well cementing:
� Part 1: Specification
� Part 2: Recommended practice for testing of well cement
Annex A of this part of ISO 10426 is for information only.
iv © ISO 2000 – All rights reserved

Introduction
This part of ISO 10426 is based on API Specification 10A, 22nd edition, January 1995.
Users of this part of ISO 10426 should be aware that further or differing requirements may be needed for individual
applications. This part of ISO 10426 is not intended to inhibit a vendor from offering, or the purchaser from
accepting, alternative equipment or engineering solutions for the individual application. This may be particularly
applicable where there is innovative or developing technology. Where an alternative is offered, the vendor should
identify any variations from this part of ISO 10426 and provide details.
In this part of ISO 10426, where practical, U.S. Customary units are included in brackets for information.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 10426-1:2000(E)
Petroleum and natural gas industries — Cements and materials for
well cementing —
Part 1:
Specification
1 Scope
This part of ISO 10426 specifies requirements and gives recommendations for eight classes of well cements,
including their chemical and physical requirements and procedures for physical testing.
This part of ISO 10426 is applicable to well cement Classes A, B, C, D, E and F, which are the products obtained
by grinding Portland cement clinker and, if needed, calcium sulfate as an interground additive. Processing additives
may be used in the manufacture of cement of these classes. Suitable set-modifying agents may be interground or
blended during manufacture of Classes D, E and F.
This part of ISO 10426 is also applicable to well cement Classes G and H, which are the products obtained by
grinding Portland cement clinker with no additives other than calcium sulfate or water.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this part of ISO 10426. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these publications
do not apply. However, parties to agreements based on this part of ISO 10426 are encouraged to investigate the
possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For undated
references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC maintain
registers of currently valid International Standards.
ISO 3310-1, Test sieves — Technical requirements and testing — Part 1: Test sieves of metal wire cloth.
ISO 13500, Petroleum and natural gas industries — Drilling fluid materials — Specifications and tests.
ASTM C 109/C 109M, Standard test method for compressive strength of hydraulic cement mortars (using 2-in or
[50-mm] cube specimens).
ASTM C 114, Standard test methods for chemical analysis of hydraulic cement.
ASTM C 115, Standard test methods for fineness of Portland cement by the turbidimeter .
ASTM C 183, Standard practice for sampling and the amount of testing of hydraulic cement.
ASTM C 204, Standard test method for fineness of Portland cement by air permeability apparatus.
ASTM C 465, Standard specification for processing additions for use in the manufacture of hydraulic cements.
ASTM E 220, Standard test method for calibration of thermocouples by comparison techniques.
ASTM E 1404, Standard specification for laboratory class conical flasks.
DIN 12385, Laboratory glassware, conical flasks, wide neck.
EN 196-2, Methods of testing cement — Part 2: Chemical analysis of cement.
EN 196-6, Methods of testing cement — Part 6: Determination of fineness.
EN 196-7, Methods of testing cement — Part 7: Methods of taking and preparing samples of cement.
EN 196-21, Methods of testing cement — Part 21: Determination of the chloride, carbon dioxide and alkali content
of cement.
3 Terms and definitions
For the purposes of this part of ISO 10426, the following terms and definitions apply.
3.1
additive
material added to a cement slurry to modify or enhance some desired property
NOTE Properties that are commonly modified include: setting time (by use of retarders or accelerators), fluid loss, viscosity,
etc.
3.2
Bearden unit of consistency
B
c
measure of the consistency of a cement slurry when determined on a pressurized consistometer
3.3
bulk density
mass per unit volume of a dry material containing entrained air
3.4
cement
Portland cement
ground clinker generally consisting of hydraulic calcium silicates and aluminates and usually containing one or
more forms of calcium sulfate as an interground additive
3.5
cement class
designation achieved using the ISO system of classification of well cement according to its intended use
3.6
cement grade
designation achieved using the ISO system for denoting the sulfate resistance of a particular cement
3.7
cement blend
mixture of dry cement and other dry materials
3.8
clinker
fused materials from the kiln in cement manufacturing that are interground with calcium sulfate to make cement
3.9
compressive strength
force per unit area required to crush a set cement sample
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3.10
consistometer
device used to measure the thickening time of a cement slurry under temperature and pressure
3.11
filtrate
liquid that is forced out of a cement slurry during a fluid loss test
3.12
free fluid
coloured or colourless liquid which has separated from a cement slurry
3.13
neat cement slurry
cement slurry consisting of only cement and water
3.14
pressure vessel
vessel in a consistometer into which the slurry container is placed for the thickening time test
3.15
slurry container
slurry cup
container in a pressurized consistometer used to hold the slurry for conditioning purposes or for the thickening time
test
3.16
thickening time
time for a cement slurry to develop a selected B
c
NOTE The results of a thickening time test provide an indication of the length of time a cement slurry will remain pumpable
under the test conditions.
4 Requirements
4.1 Specification, chemical and physical requirements
4.1.1 Classes and grades
Well cement shall be specified using the following Classes (A, B, C, D, E, F, G and H) and Grades (O, MSR and
HSR).
A processing additive or set-modifying agent shall not prevent a well cement from performing its intended functions.
a) Class A
The product obtained by grinding Portland cement clinker, consisting essentially of hydraulic calcium silicates,
usually containing one or more forms of calcium sulfate as an interground additive. At the option of the
manufacturer, processing additives may be used in the manufacture of Class A cement, provided such
materials in the amounts used have been shown to meet the requirements of ASTM C 465.
This product is intended for use when special properties are not required. Available only in ordinary (O) Grade
(similar to ASTM C 150, Type I).
b) Class B
The product obtained by grinding Portland cement clinker, consisting essentially of hydraulic calcium silicates,
usually containing one or more forms of calcium sulfate as an interground additive. At the option of the
manufacturer, processing additives may be used in the manufacture of Class B cement, provided such
materials in the amounts used have been shown to meet the requirements of ASTM C 465.
This product is intended for use when conditions require moderate or high sulfate-resistance. Available in both
moderate sulfate-resistant (MSR) and high sulfate-resistant (HSR) Grades (similar to ASTM C 150, Type II).
c) Class C
The product obtained by grinding Portland cement clinker, consisting essentially of hydraulic calcium silicates,
usually containing one or more forms of calcium sulfate as an interground additive. At the option of the
manufacturer, processing additives may be used in the manufacture of Class C cement, provided such
materials in the amounts used have been shown to meet the requirements of ASTM C 465.
This product is intended for use when conditions require high early strength. Available in ordinary (O),
moderate sulfate-resistant (MSR) and high sulfate-resistant (HSR) Grades (similar to ASTM C 150, Type III).
d) Class D
The product obtained by grinding Portland cement clinker, consisting essentially of hydraulic calcium silicates,
usually containing one or more forms of calcium sulfate as an interground additive. At the option of the
manufacturer, processing additives may be used in the manufacture of Class D cement, provided such
materials in the amounts used have been shown to meet the requirements of ASTM C 465. Further, at the
option of the manufacturer, suitable set-modifying agents may be interground or blended during manufacture.
This product is intended for use under conditions of moderately high temperatures and pressures. Available in
moderate sulfate-resistant (MSR) and high sulfate-resistant (HSR) Grades.
e) Class E
The product obtained by grinding Portland cement clinker, consisting essentially of hydraulic calcium silicates,
usually containing one or more forms of calcium sulfate as an interground additive. At the option of the
manufacturer, processing additives may be used in the manufacture of Class E cement, provided such
materials in the amounts used have been shown to meet the requirements of ASTM C 465. Further, at the
option of the manufacturer, suitable set-modifying agents may be interground or blended during manufacture.
This product is intended for use under conditions of high temperatures and pressures. Available in moderate
sulfate-resistant (MSR) and high sulfate-resistant (HSR) Grades.
f) Class F
The product obtained by grinding Portland cement clinker, consisting essentially of hydraulic calcium silicates,
usually containing one or more forms of calcium sulfate as an interground additive. At the option of the
manufacturer, processing additives may be used in the manufacture of Class F cement, provided such
materials in the amounts used have been shown to meet the requirements of ASTM C 465. Further, at the
option of the manufacturer, suitable set-modifying agents may be interground or blended during manufacture.
This product is intended for use under conditions of extremely high temperatures and pressures. Available in
moderate sulfate-resistant (MSR) and high sulfate-resistant (HSR) Grades.
g) Class G
The product obtained by grinding Portland cement clinker, consisting essentially of hydraulic calcium silicates,
usually containing one or more forms of calcium sulfate as an interground additive. No additives other than
calcium sulfate or water, or both, shall be interground or blended with the clinker during manufacture of
Class G well cement.
This product is intended for use as a basic well cement. Available in moderate sulfate-resistant (MSR) and
high sulfate-resistant (HSR) Grades.
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h) Class H
The product obtained by grinding Portland cement clinker, consisting essentially of hydraulic calcium silicates,
usually containing one or more forms of calcium sulfate as an interground additive. No additives other than
calcium sulfate or water, or both, shall be interground or blended with the clinker during manufacture of
Class H well cement.
This product is intended for use as a basic well cement. Available in moderate sulfate-resistant (MSR) and
high sulfate-resistant (HSR) Grades.
A well cement which has been manufactured and supplied in accordance with this part of ISO 10426 may be mixed
and placed in the field using water ratios or additives at the user’s discretion. It is not intended that manufacturing
compliance with this part of ISO 10426 be based on such field conditions.
4.1.2 Chemical requirements
Well cements shall conform to the respective chemical requirements of classes and grades referenced in Table 1.
Chemical analyses of hydraulic cements shall be carried out as specified in ASTM C 114 (or EN 196-2,
EN 196-21).
4.1.3 Physical and performance requirements
Well cement shall conform to the respective physical and performance requirements referenced in Table 2 and
specified in clauses 6, 7, 8, 9 and 10.
Table 1 — Chemical requirements
Cement Class
A B C D,E,F G H
ORDINARY GRADE (O)
Magnesium oxide (MgO), maximum, % 6,0 NA 6,0 NA NA NA
a
Sulfur trioxide (SO ), maximum, %
3,5 NA 4,5 NA NA NA
Loss on ignition, maximum, % 3,0 NA 3,0 NA NA NA
Insoluble residue, maximum, % 0,75 NA 0,75 NA NA NA
Tricalcium aluminate (C A), maximum, %
NR NA 15 NA NA NA
MODERATE SULFATE-RESISTANT GRADE (MSR)
Magnesium oxide (MgO), maximum, % NA 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0
Sulfur trioxide (SO ), maximum, %
NA 3,0 3,5 3,0 3,0 3,0
Loss on ignition, maximum, % NA 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0
Insoluble residue, maximum, % NA 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75
b b
Tricalcium silicate (C S) maximum, %
NA NR NR NR
58 58
b b
minimum, % NA NR NR NR
48 48
(3)
NA 8 8 8 8 8
Tricalcium aluminate (C A), maximum %
Total alkali content, expressed as sodium oxide (Na O)
c c
NA NR NR NR
0,75 0,75
equivalent, maximum, %
HIGH SULFATE-RESISTANT GRADE (HSR)
Magnesium oxide (MgO), maximum, % NA 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0
Sulfur trioxide (SO ), maximum, %
NA 3,0 3,5 3,0 3,0 3,0
Loss on ignition, maximum, % NA 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0
Insoluble residue, maximum, % NA 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75
b b
Tricalcium silicate (C S) maximum, %
NA NR NR NR
65 65
b b
minimum, % NA NR NR NR
48 48
Tricalcium aluminate (C A), maximum, % b b b b b
NA
3 3 3 3 3 3
Tetracalcium aluminoferrite (C AF)plus twice the
b b b b b
NA
24 24 24 24 24
tricalcium aluminate (C A), maximum, %
Total alkali content expressed as sodium oxide (Na O)
c c
NA NR NR NR
0,75 0,75
equivalent, maximum, %
NR = No Requirement; NA = Not Applicable
a
When the tricalcium aluminate content (expressed as C A) of the cement is 8 % or less, the maximum SO content shall be 3 %.
3 3
b
The expressing of chemical limitations by means of calculated assumed compounds does not necessarily mean that the oxides are
actually or entirely present as such compounds. When the ratio of the percentages of Al O to Fe O is 0,64 or less, the C A content is
2 3 2 3 3
zero. When the Al O to Fe O ratio is greater than 0,64, the compounds shall be calculated as follows:
2 3 2 3
C A=(2,65×%Al O )–(1,69×%Fe O )
3 2 3 2 3
C AF = 3,04 × % Fe O
4 2 3
C S = (4,07 × % CaO) – (7,60 × % SiO )–(6,72×%Al O )–(1,43×%Fe O )–(2,85×%SO )
3 2 2 3 2 3 3
When the ratio of Al O to Fe O is less than 0,64, the C S shall be calculated as follows:
2 3 2 3 3
C S = (4,07 × % CaO) – (7,60 × % SiO )–(4,48×%Al O )–(2,86×%Fe O )–(2,85×%SO )
3 2 2 3 2 3 3
c
The sodium oxide equivalent (expressed as Na O equivalent) shall be calculated by the formula:
Na O equivalent = (0,658 × % K O) + (% Na O)
2 2 2
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Table 2 — Summary of physical and performance requirements
Well cement Class A B C D E F G H
Mix water, % mass fraction of cement (Table 5) 46 46 56 38 38 38 44 38
Fineness tests (alternative methods) (clause 6)
Turbidimeter (specified surface, minimum m /kg) 150 160 220 NR NR NR NR NR
Air permeability (specified surface, minimum m /kg) 280 280 400 NR NR NR NR NR
Free fluid content, maximum % (clause 8) NR NR NR NR NR NR 5,5 5,5
Compressive Schedule Final curing Final curing Minimum compressive strength
strength test number, temp. pressure
MPa (psi)
(8-h curing time) Table 6 °C (°F) MPa (psi)
(clause 9)
NA 38 (100) atm. 1,7 1,4 2,1 NR NR NR 2,1 2,1
(250) (200) (300) (300) (300)
NA 60 (140) atm. NR NR NR NR NR NR 10,3 10,3
(1 500) (1 500)
6S 110 (230) 20,7 (3 000) NR NR NR 3,4 NR NR NR NR
(500)
8S 143 (290) 20,7 (3 000) NR NR NR NR 3,4 NR NR NR
(500)
9S 160 (320) 20,7 (3 000) NR NR NR NR NR 3,4 NR NR
(500)
Compressive Schedule Final curing Final curing Minimum compressive strength
strength test number, temp. pressure
MPa (psi)
(24-h curing Table 6
°C (°F) MPa (psi)
time) (clause 9)
NA 38 (100) Atm. 12,4 10,3 13,8 NR NR NR NR NR
(1 800) (1 500) (2 000)
4S 77 (170) 20,7 (3 000) NR NR NR 6,9 6,9 NR NR NR
(1 000) (1 000)
6S 110 (230) 20,7 (3 000) NR NR NR 13,8 NR 6,9 NR NR
(2 000) (1 000)
8S 143 (290) 20,7 (3 000) NR NR NR NR 13,8 NR NR NR
(2 000)
9S 160 (320) 20,7 (3 000) NR NR NR NR NR 6,9 NR NR
(1 000)
Table 2 — Summary of physical and performance requirements (continued)
Well cement Class A B C D E F G H
Pressure Specifi- Maximum Thickening time (min./max.)
temperature cation test consistency
min
thickening Schedule
(15 min
time test number
to 30 min
(clause 10) Tables 9
stirring
through 13
a
period) B
c
4 30 90min. 90min. 90min. 90min. NR NR NR NR
5 30 NRNR NRNR NRNR 90min.90min.
5 30 NRNR NRNR NRNR 120max.120max.
6 30 NR NR NR 100 min. 100 min. 100 min. NR NR
8 30 NR NR NR NR 154 min. NR NR NR
9 30 NR NR NR NR NR 190 min. NR NR
a
Bearden units of consistency (B ) obtained on a pressurized consistometer as defined in clause 10 and calibrated as per the same clause.
c
NR = No Requirement
4.2 Sampling frequency, timing of tests and equipment
4.2.1 Sampling frequency
For well cement Classes C, D, E, F, G and H, a sample for testing shall be taken by either method (1): over a 24-h
interval or method (2): on a 1 000 ton (maximum) production run.
For well cement Classes A and B, a sample for testing shall be taken by either method (1): over a 14-day interval or
method (2): on a 25 000 ton (maximum) production run.
These samples shall represent the product as produced. At the choice of the manufacturer, either method (1) or
method (2) may be used.
4.2.2 Time from sampling to testing
Each sample shall be tested for conformance to this part of ISO 10426. All tests shall be completed within seven
working days after sampling.
4.2.3 Specified equipment
Equipment used for testing well cements shall comply with Table 3. Dimensions shown in Figures 5, 6, 10 and 11
are for cement specification test equipment manufacturing purposes. Dimensional recertification shall not be
required.
8 © ISO 2000 – All rights reserved

Table 3 — Specification test equipment for well-cement manufacturers
Test or preparation Well cement Clause Required equipment
classes reference
Sampling All clause 5 Apparatus specified in ASTM C 183 (or EN 196-7).
Fineness A, B, C clause 6 Turbidimeter and auxiliary equipment as specified in ASTM C 115 or air
permeability apparatus and auxiliary equipment as specified in ASTM
C 204 (or EN 196-6)
Slurry preparation All clause 7 Apparatus specified in 7.1
Free fluid
G, H clause 8 Apparatus specified in 8.1
Atmospheric pressure
A, B, C, G, H clause 9 Apparatus specified in 9.1, except pressure vessel of 9.1.3.2
compressive strength
D, E, F
Pressure cured clause 9 Apparatus specified in 9.1
compressive strength
Thickening time All clause 10 Pressurized consistometer specified in 10.1
4.2.4 Calibration
Equipment calibrated to the requirements of this part of ISO 10426 is considered to be accurate if calibration is
within the specified limits.
5 Sampling procedure
One or more of the procedures outlined in ASTM C 183 (or EN 196-7) shall be used to secure a sample of well
cement for specification testing purposes.
6 Fineness tests
6.1 Procedure
Tests for fineness of well cement shall be carried out in accordance with either the procedure in ASTM C 115 for
the turbidimeter test or the procedure in ASTM C 204 (or EN 196-6) by air permeability apparatus for the air
permeability test.
6.2 Requirements
Acceptance requirements for the fineness test are a minimum specific surface area (expressed in square metres
per kilogram) and are as given in Table 2. Cement Classes D, E, F, G and H have no fineness requirement.
Either of the two fineness test methods (turbidimeter or air permeability test) shall be used, at the discretion of the
manufacturer, to determine the fineness.
7 Preparation of slurry for free fluid, compressive strength and thickening time tests
7.1 Apparatus
7.1.1 Scales
The indicated load on scales shall be accurate within 0,1 % of the indicated load. Annual calibration is required.
7.1.2 Weights
Weights shall be accurate within the tolerance shown in Table 4. On beam-type scales where the weights are on
the beam, the indicated weights shall conform to the requirements given in 7.1.1.
Table 4 — Permissible variation in weights
Weight Permissible variation
g g
� 0,5
� 0,35
� 0,30
� 0,20
� 0,15
� 0,10
7.1.3 Sieves
A No. 20 wire cloth sieve (openings 850�m), meeting the requirements given in ISO 3310-1, shall be used for
sieving cement prior to slurry preparation.
7.1.4 Mixing devices
The mixing device for preparation of well cement slurries shall be a one litre (or one quart) size, bottom-drive, blade
type mixer.
Examples of mixing devices in common use are shown in Figure 1. The mixing blade shall be constructed of
durable material. It shall be weighed prior to use and replaced with an unused blade when 10 % mass loss has
occurred. The mixing container shall be of suitable construction.
Figure 1 — Examples of typical cement-mixing devices
10 © ISO 2000 – All rights reserved

7.2 Procedure
7.2.1 Sieving
Prior to mixing, the cement shall be sieved as described in ASTM C 183.
7.2.2 Temperature of water and cement
The temperature of the mix water in the container within 60 s prior to mixing shall be 23 °C �1°C (73°F �2°F)
and that of the cement within 60 s prior to mixing shall be 23 °C �1°C (73°F �2°F).
7.2.3 Mix water
Distilled or deionized water shall be used for testing. The mix water shall be weighed directly into a clean, dry
mixing container. No water shall be added to compensate for evaporation, wetting, etc.
7.2.4 Mixing quantities
Slurry component quantities shown in Table 5 shall be used for testing. The use of the quantities of components
shown in Table 5 will result in mix-water percentages (based on the mass of dry cement) consistent with water
percentages shown in Table 2.
Table 5 — Slurry requirements
Components Classes A and B Class C Classes D, E, F, H Class G
g g g g
Mix water 355 � 0,5 383 � 0,5 327 � 0,5 349 � 0,5
Cement 772 � 0,5 684 � 0,5 860 � 0,5 792 � 0,5
7.2.5 Mixing cement and water
The mixing container with the required mass of mix water, as specified in Table 5, shall be placed on the mixer
base, the motor turned on and maintained at 4 000 r/min � 200 r/min (66,7 r/s � 3,3 r/s) while the cement sample is
added at a uniform rate in not more than 15 s. After all of the cement has been added to the mix water, the cover
shall be placed on the mixing container and mixing shall be continued at 12 000 r/min �500r/min(200r/s � 8,3 r/s)
for 35 s �1s.
8 Free-fluid test (free water)
8.1 Apparatus
8.1.1 Consistometer
The atmospheric pressure consistometer or the pressurized consistometer described in 10.1 (run at atmospheric
pressure) shall be used for stirring and conditioning the cement slurry for determination of free-fluid content. The
atmospheric consistometer consists of a rotating cylindrical slurry container, equipped with an essentially stationary
paddle assembly, in a temperature controlled liquid bath. It shall be capable of maintaining the temperature of the
bath at 27 °C � 1,7 °C (80 �F � 3 �F) and of rotating the slurry container at a speed of 150 r/min �15 r/min
(2,5 r/s � 0,25 r/s) during the stirring and conditioning period for the slurry. The paddle and all parts of the slurry
container exposed to the slurry shall be constructed of corrosion-resistant materials. See Figures 2, 3, 4 and 5.
NOTE The paddle may be used to drive a "potentiometer" (see Figures 2 and 3) to measure slurry viscosity.
Key
1 Cap lock nut
2 Centre lock reverse jam nut
3Dial
4 Pointer
5 Dial and base assembly
6Spring
7 Collar
8 Bearing
9 Retaining ring
10 Lid
11 Roll pin
12 Shaft
Figure 2 — Typical potentiometer mechanism for atmospheric pressure consistometer
12 © ISO 2000 – All rights reserved

Key
1 Lid (see Figure 2)
2 Fill indicating groove
3 Slurry container (see Figure 4)
4 Paddle (see Figure 5)
Figure 3 — Container assembly for typical atmospheric pressure consistometer
Dimensions in millimetres [inches]
Key
1 2 slots 180° apart
2 Fill-level indicating groove
3 Pivot bearing
Tolerances mm [inches]
,x [,xx] � 0,25 [0,010]
,xx [,xxx] � 0,13 [0,005]
angles � 1�
Figure 4 — Container for typical atmospheric pressure consistometer
14 © ISO 2000 – All rights reserved

Dimensions in millimetres [inches]
NOTE 1 Paddle material: type 302 stainless steel 1,0 mm � 7,9 mm (0,04 in� 0,313 in) cold-rolled strip.
NOTE 2 Shaft material: type 416 steel 6,4 mm � 211,1 mm (0,25 in� 8,313 in) annealed and ground.
Tolerances mm [inches]
,x [,xx] � 0,25 [0,010]
,xx [,xxx] � 0,13 [0,005]
angles � 1�
Figure 5 — Paddle for typical atmospheric pressure consistometer
8.1.2 Scales
Scales shall meet the requirements of 7.1.1.
8.1.3 Test flask
A 500 ml conical flask in accordance with ASTM E 1404, Type I, Class 2 or DIN 12385 shall be used. See Figure 6.
Dimensions in millimetres
Key
1 ASTM conical flask (Type 1, Class 2), capacity 500 ml
a
Wall thickness
b
OD (at widest point)
Figure 6 — Conical flask for measurement of free fluid
8.2 Calibration
8.2.1 Temperature-measuring system
The temperature of the bath shall be measured by thermometer (glass or digital) and/or thermocouple with digital
indicator which are accurate to � 1,7 °C (� 3 �F). Thermocouples shall be ASTM E 220 classification “special”
Type J. Thermocouples with digital indicators and thermometers shall be checked for accuracy against a certified
thermometer, traceable to the reference of the national body responsible for standards of temperature
measurement, no less frequently than monthly. Thermocouples with digital indicators and thermometers found
outside the acceptable � 1,7 °C (� 3 �F) range shall be corrected or replaced. See annex A.
8.2.2 Slurry container rotational speed
The rotational speed shall be 150 r/min � 15 r/min (2,5 r/s � 0,25 r/s). The rotational speed of the slurry container
shall be checked no less frequently than quarterly, and corrected if found to be inaccurate.
8.2.3 Timer
The timer shall be accurate to within � 30 s per hour. It shall be checked for accuracy no less frequently than semi-
annually, and corrected or replaced if found to be inaccurate.
16 © ISO 2000 – All rights reserved

8.3 Procedure
8.3.1 Prepare the slurry according to the procedure in clause 7.
8.3.2 Fill a clean and dry consistometer slurry container to the proper level.
8.3.3 Assemble the slurry container and associated parts, place them in the consistometer and start the motor
according to the operating instructions of the manufacturer. The interval between completion of mixing and starting
of the consistometer shall not exceed 1 min.
8.3.4 Stir the slurry in the consistometer for a period of 20 min � 30 s. Maintain the bath temperature at
27 °C � 1,7 °C (80 �F � 3 �F) throughout the stirring period.
8.3.5 Transfer 790 g � 5 g of Class H slurry or 760 g � 5 g of Class G slurry directly into the clean, dry 500 ml
conical flask within 1 min. Record the actual mass transferred. Seal the flask with a self-sealing film to prevent
evaporation.
8.3.6 Set the slurry-filled flask on a surface that is nominally level and vibration-free. The air temperature to
which the slurry-filled flask is exposed shall be 22,8 �C � 2,8 �C(73 �F � 5 �F). The temperature sensor for
measuring air temperature shall meet the requirements of 8.2.1. Let the slurry-filled flask remain undisturbed for a
period of 2 h � 5min.
8.3.7 At the end of 2 h, remove the supernatant fluid that has developed with a pipet or syringe. Measure the
volume of supernatant fluid to an accuracy of � 0,1 ml and record it as millilitres free fluid.
8.3.8 Convert the millilitres free fluid to a percentage of starting slurry volume (~400 ml depending on recorded
initial mass) and express that value as percent free fluid.
8.4 Calculation of percent free fluid
Free fluid shall be calculated as a percentage, using the following formula:
V ��
FF
%FF � � 100
m
S
where
% FF is the free fluid content of the slurry, in percent;
V is the volume of free fluid (supernatant fluid) collected, expressed in millilitres;
FF
� is the specific gravity (expressed in grams per cubic centimetre) of slurry; equal to 1,98 for Class H
at 38 % water; 1,90 for Class G at 44 % water;
NOTE 1 If � of the base cement is other than 3,14, the actual � of slurry should be calculated and used.
m is the initially recorded (starting) mass of slurry, expressed in grams.
S
EXAMPLE Calculation of percent free fluid:
m = 791,7 g
S
V =15,1ml
FF
� =1,98g/cm (Class H)
% FF = 15,1� (1,98 ) � 100 / 791,7
% FF = 3,78
NOTE 2 cm and ml are assumed to be equal for purposes of calculation.
8.5 Acceptance requirements
The % FF for well cement of Classes G and H shall not exceed 5,50 %.
9 Compressive strength tests
9.1 Apparatus
9.1.1 Cube moulds and compressive strength-testing machine
Moulds and testing machine for compressive strength tests shall conform to the requirements in ASTM C 109,
except that the moulds may be separable into more than two parts. The moulds shall be checked for tolerances
and the testing machine shall be calibrated within � 1 % of the load range to be measured, at least once every two
years.
9.1.2 Cube mould base and cover plates
Generally, plate glass, brass or stainless steel plates having a minimum thickness of 6 mm ( /4 inch) are used.
Cover plates may be grooved on the surface which contacts the top of the cement.
9.1.3 Water curing bath
A curing bath or tank having dimensions allowing the complete immersion of a compressive strength mould(s) in
water and capable of maintaining the prescribed test temperatures within �2°C (� 3 °F) of shall be employed. The
two types of water curing baths are:
9.1.3.1 Atmospheric pressure curing bath
A vessel for curing specimens at atmospheric pressure and temperatures of 66 °C (150 °F) or less, having an
agitator or circulating system.
9.1.3.2 Pressurized curing bath
A vessel suitable for curing specimens at temperaturesu 160 °C (320 °F) and at pressures that can be controlled
at 20,7 MPa � 0,345 MPa (3 000 psi � 50 psi). The vessel shall be capable of fulfilling the appropriate specification
schedule given in Table 6.
9.1.4 Cooling bath
The cooling bath dimensions shall be such that the specimen to be cooled from the curing temperature can be
completely submerged in water maintained at 27 °C �3°C (80°F �5°F).
9.1.5 Temperature-measuring system
The temperature-measuring system shall be calibrated to an accuracy of � 2°C (� 3 °F) no less frequently than
monthly. The procedure described in annex A is commonly used. Two commonly used temperature-measuring
systems are:
9.1.5.1 Thermometer
A thermometer with a range including 21 °C to 82 °C (70 °F to 180 °F), with minimum scale divisions not exceeding
1°C(2 °F) maybeused.
9.1.5.2 Thermocouple
A thermocouple system with the appropriate range may be used.
18 © ISO 2000 – All rights reserved

Table 6 — Specification schedules for pressurized curing of specimens
Schedule Final Elapsed time from first application of heat and pressure
number curing
h: min (�2min)
a
pressure
MPa (psi)
0:00 0:30 0:45 1:00 1:15 1:30 2:00 2:30 3:00 3:30 4:00
Temperature
°C (°F)
4S 20,7 27 47 49 51 53 55 59 64 68 72 77
(3 000) (80) (116) (120) (124) (128) (131) (139) (147) (155) (162) (170)
6S 20,7 27 56 64 68 72 75 82 89 96 103 110
(3 000) (80) (133) (148) (154) (161) (167) (180) (192) (205) (218) (230)
8S 20,7 27 67 87 99 103 106 113 121 128 136 143
(3 000) (80) (153) (189) (210) (216) (223) (236) (250) (263) (277) (290)
9S 20,7 27 73 97 120 123 127 133 140 147 153 160
(3 000) (80) (164) (206) (248) (254) (260) (272) (284) (296) (308) (320)
a
The test pressure shall be applied as soon as specimens are placed in the pressure vessel and maintained at the given pressure within
the following limits for the duration of the curing period: Schedules 4S through 9S: at 20,7 MPa � 3,4 MPa (3 000 psi� 500 psi).
9.1.6 Puddling rod
Typically, a corrosion-resistant puddling rod of nominal diameter 6 mm ( /4 inch) is used.
9.1.7 Sealant
Commonly, a sealant having properties to prevent leakage as well as water resistance, when subjected to curing
temperatures and pressures specified in Table 7, is used to seal specimen mould exterior contact points.
9.2 Procedure
9.2.1 Preparation of moulds
The moulds and the contact surfaces of the plates shall be clean and dry. The assembled moulds shall be
watertight. The interior faces of the moulds and the contact surfaces of the plates are commonly lightly coated with
release agent, but may be clean and dry.
9.2.2 Preparation and placement of slurry
9.2.2.1 Slurry
Prepare the cement slurry in accordance with clause 7.
9.2.2.2 Placing slurry in moulds
Place the slurry in the prepared moulds in a layer approximately one-half of the mould depth and puddle, in an
evenly-distributed pattern, 27 times per specimen using the puddling rod. Place slurry in all the specimen
compartments before commencing the puddling operation. After puddling the layer, stir the remaining slurry by
hand, using a puddling rod or spatula to minimize segregation. Fill the moulds to overflowing, and puddle the same
as for the first layer. After puddling, strike off the excess slurry even with the top of the mould using a straightedge.
Discard specimens in moulds which leak. Place a clean dry cover plate on top of the mould. For each test
determination, not less than three specimens shall be used.
9.2.2.3 Elapsed time from mixing to placing in the curing vessel
Place the
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 10426-1
Première édition
2000-03-15
Industries du pétrole et du gaz naturel —
Ciments et matériaux pour la cimentation
des puits —
Partie 1:
Spécifications
Petroleum and natural gas industries — Cements and materials for well
cementing
Part 1: Specification
Numéro de référence
©
ISO 2000
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Fax. + 41 22 749 09 47
E-mail [e-mail]
Web www.iso.ch
Version française parue en 2001
Imprimé en Suisse
ii © ISO 2000 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos.v
Introduction.vi
1 Domaine d’application .1
2Références normatives .1
3Termesetdéfinitions.2
4 Exigences .3
4.1 Spécifications, exigences chimiques et physiques.3
4.1.1 Classes et qualités.3
4.1.2 Exigences chimiques .5
4.1.3 Exigences physiques et relatives aux performances .5
4.2 Fréquence d’échantillonnage, programmation des essais et équipement .8
4.2.1 Fréquence d’échantillonnage.8
4.2.2 Période entre l’échantillonnage et l’essai .8
4.2.3 Équipement prescrit .8
4.2.4 Étalonnage.9
5 Échantillonnage .9
6 Essais de finesse.9
6.1 Méthode .9
6.2 Exigences .9
7Préparation du laitier pour les essais de fluide libre, de résistance à la compression et du
temps de pompabilité.10
7.1 Appareillage .10
7.1.1 Balance .10
7.1.2 Masses.10
7.1.3 Tamis.10
7.1.4 Mélangeurs.10
7.2 Mode opératoire.11
7.2.1 Tamisage .11
7.2.2 Température de l’eau et du ciment .11
7.2.3 Eau de gâchage.11
7.2.4 Quantitésdu mélange .11
7.2.5 Mélange de l’eau et du ciment.11
8 Test du fluide libre (eau libre).11
8.1 Appareillage .11
8.1.1 Consistomètre.11
8.1.2 Balances .16
8.1.3 Récipient d’essai.16
8.2 Étalonnage.16
8.2.1 Système de mesurage de la température.16
8.2.2 Vitesse de rotation du bol de laitier.16
8.2.3 Chronomètre .16
8.3 Mode opératoire.17
8.4 Calcul du pourcentage de fluide libre.17
8.5 Exigences d’acceptation.18
9 Essais de résistance à la compression.18
9.1 Appareillage.18
9.1.1 Moules cubiques et appareillage d’essai pour la résistance à la compression.18
9.1.2 Socle du moule cubique et couvercles .18
9.1.3 Bain-marie de vieillissement.18
9.1.4 Bain réfrigérant .18
9.1.5 Système de mesurage de la température.18
9.1.6 Barreau de gâchage.19
9.1.7 Agent d’étanchéité.19
9.2 Mode opératoire .19
9.2.1 Préparation des moules .19
9.2.2 Préparation et mise en place du laitier.19
9.2.3 Vieillissement .20
9.3 Mode opératoire d'essai (à partir de l’ASTM C 109).21
9.4 Critères d’acceptation de la résistance à la compression .21
10 Test du temps de pompabilité .21
10.1 Appareillage.21
10.2 Étalonnage.27
10.2.1 Généralités.27
10.2.2 Consistance.27
10.2.3 Système de mesurage de la température.30
10.2.4 Vitesse du moteur.30
10.2.5 Chronomètre.30
10.2.6 Dispositif de mesurage de la pression.30
10.3 Mode opératoire .30
10.3.1 Instructions de fonctionnement .30
10.3.2 Remplissage du récipient .30
10.3.3 Début de l’essai.30
10.3.4 Contrôle de la température et de la pression.31
10.4 Temps de pompabilité et consistance.36
10.5 Exigences d’acceptation relatives aux spécifications.36
11 Marquage .36
12 Conditionnement .37
13 Bentonite.37
Annexe A (informative) Procédure d'étalonnage des thermocouples, des systèmesdemesuragedela
température et des régulateurs .38
A.1 Méthodes d’étalonnage.38
A.2 Étalonnage des thermocouples.38
A.2.1 Équipement.38
A.2.2 Mode opératoire .38
A.3 Étalonnage des systèmes de mesurage de la température et des régulateurs .39
A.3.1 Équipement.39
A.3.2 Mode opératoire .39
Bibliographie .40
iv © ISO 2000 – Tous droits réservés

Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiéeaux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude aledroit de fairepartie ducomité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 3.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour
vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments delaprésente partie de l'ISO 10426 peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de
ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
La Norme internationale ISO 10426-1 a étéélaborée par le comité technique ISO/TC 67, Matériel, équipement,
structure en mer, pour les industries du pétrole et du gaz naturel, sous-comité SC 3, Fluides de forage et de
complétion, et ciments à puits.
L'ISO 10426 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Industries du pétrole et du gaz
naturel — Ciments et matériaux pour la cimentation des puits:
— Partie 1: Spécifications
— Partie 2: Pratique recommandée pour les essais du ciment pour les puits
L'annexe A de la présente partie de l'ISO 10426 est donnée uniquement à titre d'information.
Introduction
La présente partie de l’ISO 10426 est baséesur laspécification API 10A, 22ème édition, janvier 1995.
Il est recommandé que les utilisateurs de la présente partie de l’ISO 10426 soient informés que des exigences
différentes ou complémentaires peuvent être nécessaires pour des applications particulières. La présente partie de
l’ISO 10426 n’a pas pour intention d’empêcher un vendeur d’offrir,ouunacheteur d’accepter, des équipements ou
des solutions d’ingénierie alternatifs dans le cas de cette application particulière. Ceci pourra particulièrement
s’appliquer lorsqu’on se trouve en présence d’une technologie innovante ou en cours de développement.
Lorsqu’une autre solution est offerte, il est recommandé que le vendeur identifie toutes les différences avec la
présente partie de l’ISO 10426 et fournisse des détails.
Dans la présente partie de l’ISO 10426, pour plus de commodité, les unités couramment utilisées aux États-Unis
sont données entre parenthèses, pour information.
vi © ISO 2000 – Tous droits réservés

NORME INTERNATIONALE ISO 10426-1:2000(F)
Industries du pétrole et du gaz naturel — Ciments et matériaux
pour la cimentation des puits —
Partie 1:
Spécifications
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 10426 traite des exigences et des recommandations relatives aux huit classes de
ciments pour puits. Elle comprend les exigences chimiques et physiques, ainsi que les modes opératoires d’essais
physiques.
La présente partie de l’ISO 10426 s’applique aux classes de ciments pour puits A, B, C, D, E et F qui sont des
produits obtenus par broyage d’un clinker de ciment Portland, additionnés, si nécessaire, de sulfate de calcium.
Des additions de traitement peuvent être utilisées dans la fabrication de ciment de ces classes. Les additifs
adaptés peuvent être soit broyés, soit mélangés pour la fabrication des ciments de classe D, E et F.
La présente partie de l’ISO 10426 s’applique également aux classes G et H qui sont des produits obtenus en
broyant un clinker de ciment Portland sans aucune addition autre que du sulfate de calcium ou de l’eau.
2Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente partie de l'ISO 10426. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s'appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes
aux accords fondés sur la présente partie de l'ISO 10426 sont invitées à rechercher la possibilité d’appliquer les
éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière
édition du document normatif en référence s'applique. Les membres de l’ISOet delaCEI possèdent le registre des
Normes internationales en vigueur.
ISO 3310-1, Tamis de contrôle — Exigences techniques et vérifications — Partie 1: Tamis de contrôle en tissus
métalliques.
ISO 13500, Industries du pétrole et du gaz naturel — Fluides de forage — Spécifications et essais.
ASTM C 109/C 109M, Standard test method for compressive strength of hydraulic cement mortars (using 2-in or
[50-mm] cube specimens).
ASTM C 114, Standard test methods for chemical analysis of hydraulic cement.
ASTM C 115, Standard test method for fineness of Portland cement by the turbidimeter.
ASTM C 183, Standard practice for sampling and the amount of testing of hydraulic cement.
ASTM C 204, Standard test method for fineness of hydraulic cement by air permeability apparatus.
ASTM C 465, Standard specification for processing additions for use in the manufacture of hydraulic cements.
ASTM E 220, Standard test method for calibration of thermocouples by comparison techniques.
ASTM E 1404, Standard specification for laboratory glass conical flasks.
DIN 12385, Laboratory glassware, conical flasks, wide neck.
EN 196-2, Méthodes d’essais des ciments — Partie 2: Analyse chimique des ciments.
EN 196-6, Méthodes d’essais des ciments — Partie 6: Déterminationdelafinesse.
EN 196-7, Méthodes d’essais des ciments — Partie 7: Méthodes de prélèvement et d’échantillonnage du ciment.
EN 196-21, Méthodes d’essais des ciments — Partie 21: Détermination de la teneur en chlorures, en dioxyde de
carbone et en alcalis dans les ciments.
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente partie de l’ISO 10426, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
additif
matériau ajouté au laitier de ciment pour en modifier ou en améliorer certaines propriétés souhaitables
NOTE Les propriétés communes qui sont modifiées comprennent: modification du temps de vieillissement (grâce à
l’utilisation de retardateurs ou d’accélérateurs), contrôle du filtrat, modification de la viscosité,etc.
3.2
unité de consistance Bearden
B
c
mesure de la consistance du laitier de ciment lorsqu’elle est déterminée sur un consistomètre pressurisé
3.3
masse volumique apparente
masse par unité de volume d’un matériau sec contenant de l’air entraîné
3.4
ciment
ciment Portland
clinker broyé, composé généralement de silicates de calcium hydrauliques et d’aluminates, contenant
généralement une ou plusieurs formes de sulfate de calcium en addition aux produits broyés
3.5
classe de ciment
désignation ISO destinée à définir les différentes classifications des ciments conformément à leur utilisation prévue
3.6
qualité de ciment
désignation ISO destinée à définir la résistance aux sulfates d’un ciment particulier
3.7
mélange de ciment
mélange de ciment sec et d’autres matériaux secs
3.8
clinker
dans la fabrication du ciment, matériaux fondus au four et broyés avec du sulfate de calcium pour fabriquer du
ciment
3.9
résistance à la compression
force par unité de surface nécessaire pour écraser un échantillon de ciment donné
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3.10
consistomètre
appareillage utilisé pour mesurer le temps de pompabilité d’un laitier de ciment soumis à une pression et à une
température
3.11
filtrat
liquide provenant d’un laitier de ciment pendant un essai de filtration
3.12
fluide libre
liquide coloré ou non, séparé du laitier de ciment
3.13
laitier de ciment pur
laitier de ciment composé uniquement de ciment et d’eau
3.14
récipient sous pression
partie du consistomètre dans lequel est placé le bol contenant le laitier à tester
3.15
cellule
bol
dans un consistomètre pressurisé, cellule qui contient le laitier à conditionner ou pour la mesure du temps de
pompabilité
3.16
temps de pompabilité
duréenécessaire à un laitier de ciment pour atteindre la B sélectionnée.
c
NOTE Les résultats de l’essai du temps de pompabilité donnent une indication sur la durée de pompabilité d’un laitier de
ciment dans les conditions d’essai.
4 Exigences
4.1 Spécifications, exigences chimiques et physiques
4.1.1 Classes et qualités
Le ciment pour puits doit être spécifié dans les classes (A, B, C, D, E, F, G et H) et dans les qualités(O, MSR et
HSR) suivantes.
L’addition de traitement adapté ou l’utilisation d’additifs ne doit pas empêcher un ciment pour puits de remplir les
fonctions auxquelles il est destiné.
a) Classe A
Produit obtenu par broyage d’un clinker de ciment Portland, composé essentiellement de silicates de calcium
hydrauliques, contenant généralement une ou plusieurs formes de sulfate de calcium en adjuvants de
fabrication. Au choix du fabricant, des additions de traitement peuvent être utilisées dans la fabrication du
ciment de classe A, à condition qu’il ait été prouvé que la quantité utiliséedecetypede matériaux a satisfait
aux exigences de l’ASTM C 465.
Ce produit est destinéà être utilisé lorsque des propriétésspécifiques ne sont pas requises. Il est disponible
uniquement en qualité«ordinaire» (O) (semblable au type I de l’ASTM C 150).
b) Classe B
Produit obtenu par broyage d’un clinker de ciment Portland, composé essentiellement de silicates de calcium
hydrauliques, contenant généralement une ou plusieurs formes de sulfate de calcium en adjuvants de
fabrication. Au choix du fabricant, des additions de traitement peuvent être utilisées dans la fabrication du
ciment de classe B, à condition qu’il ait été prouvé que la quantité utiliséedecetypede matériaux satisfait aux
exigences de l’ASTM C 465.
Ce produit est destinéà être utilisé lorsque les conditions nécessitent une résistance forte ou moyenne aux
sulfates. Il est disponible en qualité«résistance moyenne aux sulfates» (MSR) et en qualité«résistance forte
aux sulfates» (HSR) (semblables au type II de l’ASTM C 150).
c) Classe C
Produit obtenu par broyage d’un clinker de ciment Portland, composé essentiellement de silicates de calcium
hydrauliques, contenant généralement une ou plusieurs formes de sulfate de calcium en adjuvants de
fabrication. Au choix du fabricant, des additions de traitement peuvent être utilisées dans la fabrication du
ciment de classe C, à condition qu’il ait été prouvé que la quantité utiliséedecetypedematériaux satisfait aux
exigences de l’ASTM C 465.
Ce produit est destinéà être utilisé lorsque les conditions nécessitent une résistance initiale élevée. Il est
disponible en qualité«ordinaire» (O), en qualité«résistance moyenne aux sulfates» (MSR) et en qualité
«résistance forte aux sulfates»(HSR) (semblableautype IIIdel’ASTM C 150).
d) Classe D
Produit obtenu par broyage d’un clinker de ciment Portland, composé essentiellement de silicates de calcium
hydrauliques, contenant généralement une ou plusieurs formes de sulfate de calcium en adjuvants de
fabrication. Au choix du fabricant, des additions de traitement peuvent être utilisées dans la fabrication du
ciment de classe D, à condition qu’il ait été prouvé que la quantité utiliséedecetypedematériaux satisfait aux
exigences de l’ASTM C 465.
De plus, au choix du fabricant, des additifs adaptés peuvent être broyésoumélangés durant la fabrication. Ce
produit est destinéàêtre utilisé dans des conditions de températures et de pression modérées. Il est
disponible en qualité«résistance moyenne aux sulfates» (MSR) et «résistance forte aux sulfates» (HSR).
e) Classe E
Produit obtenu par broyage d’un clinker de ciment Portland, composé essentiellement de silicates de calcium
hydrauliques, contenant généralement une ou plusieurs formes de sulfate de calcium en adjuvants de
fabrication. Au choix du fabricant, des additions de traitement peuvent être utilisées dans la fabrication du
ciment de classe E, à condition qu’il ait été prouvé que la quantité utiliséedecetypede matériaux satisfait aux
exigences de l’ASTM C 465.
De plus, au choix du fabricant, des additifs adaptés peuvent être broyésou mélangés durant la fabrication. Ce
produit est destinéà être utilisé dans des conditions de températures et de pression élevées. Il est disponible
en qualité«résistance moyenne aux sulfates» (MSR) et «résistance forte aux sulfates» (HSR).
f) Classe F
Produit obtenu par broyage d’un clinker de ciment Portland, composé essentiellement de silicates de calcium
hydrauliques, contenant généralement une ou plusieurs formes de sulfate de calcium en adjuvants de
fabrication. Au choix du fabricant, des additions de traitement peuvent être utilisées dans la fabrication du
ciment, à condition qu’il ait été prouvé que la quantité utiliséedecetypedematériaux satisfait aux exigences
de l’ASTM C 465.
De plus, au choix du fabricant, des additifs adaptés peuvent être broyésou mélangés durant la fabrication. Ce
produit est destinéà être utilisé dans des conditions de températures et de pression extrêmement élevées. Il
est disponible en qualité«résistance moyenne aux sulfates» (MSR) et «résistance forte aux sulfates» (HSR).
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g) Classe G
Produit obtenu par broyage d’un clinker de ciment Portland, composé essentiellement de silicates de calcium
hydrauliques, contenant généralement une ou plusieurs formes de sulfate de calcium en adjuvants de
fabrication. Aucune addition autre que du sulfate de calcium ou de l’eau, ou un mélange des deux ne doit être
broyéeoumélangée avec le clinker pendant la fabrication du ciment pour puits de classe G.
Ce produit est destinéà être utilisé comme ciment de base. Il est disponible en qualité«résistance moyenne
aux sulfates» (MSR) et «résistance forte aux sulfates» (HSR).
h) Classe H
Produit obtenu par broyage d’un clinker de ciment Portland, composé essentiellement de silicates de calcium
hydrauliques, contenant généralement une ou plusieurs formes de sulfate de calcium en adjuvants de
fabrication. Aucune addition autre que du sulfate de calcium ou de l’eau, ou un mélange des deux ne doit être
broyéeoumélangée avec le clinker pendant la fabrication du ciment pour puits de classe H.
Ce produit est destinéà être utilisé comme ciment de base. Il est disponible en qualité«résistance moyenne
aux sulfates» (MSR) et «résistance forte aux sulfates» (HSR).
Un ciment pour puits fabriqué et fourni conformément à la présente partie de l’ISO 10426 peut être mélangé et mis
en place sur chantier en utilisant des quantitésd’eau ou d’additifs qui sont laissées au choix de l’utilisateur. Il n’est
pas prévu que la conformité de fabrication avec la présente partie de l’ISO 10426 soit basée sur les conditions de
mise en place sur chantier.
4.1.2 Exigences chimiques
Les matériaux pour la cimentation des puits doivent être conformes aux exigences chimiques en fonction de leur
classe et de leur qualité données en référence dans le Tableau 1.
Les analyses chimiques des ciments hydrauliques doivent être effectuées comme spécifié dans l’ASTM C 114 (ou
EN 196-2, EN 196-21).
4.1.3 Exigences physiques et relatives aux performances
Le ciment pour puits doit être conforme aux exigences physiques et à celles relatives aux performances données
dans le Tableau 2 et spécifiées dans les articles 6, 7, 8, 9 et 10.
Tableau 1 — Exigences chimiques
Classe de ciment
ABC D,E,F G H
Qualité ordinaire (O)
Oxydedemagnésium (MgO), maximum, % 6,0 NA 6,0 NA NA NA
a
Trioxyde de soufre (SO ), maximum, % 3,5 NA 4,5NANANA
Perte au feu, maximum, % 3,0 NA 3,0 NA NA NA
Résidu insoluble, maximum, % 0,75 NA 0,75 NA NA NA
Aluminate tricalcique (C A), maximum, % NR NA 15 NA NA NA
Qualité«résistance moyenne aux sulfates» (MSR)
Oxydedemagnésium (MgO), maximum, % NA 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0
Trioxyde de soufre (SO ), maximum, % NA 3,0 3,5 3,0 3,0 3,0
Perte au feu, maximum, % NA 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0
Résidu insoluble, maximum, % NA 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75
b b
Silicate tricalcique (C S),maximum,% NA NR NR NR 58 58
b b
NA NR NR NR 48 48
minimum, %
b
Aluminate tricalcique (C A),maximum,% NA 88888
c c
Teneur totale en alcalis expriméeen équivalent d’oxyde NA NR NR NR 0,75 0,75
de sodium (Na O), maximum, %
Qualité«résistance forte aux sulfates» (HSR)
Oxydedemagnésium (MgO), maximum, % NA 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0
Trioxyde de soufre (SO ), maximum, % NA 3,0 3,5 3,0 3,0 3,0
Perte au feu, maximum, % NA 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0
Résidu insoluble, maximum, % NA 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75
b b
Silicate tricalcique (C S),maximum,% NA NR NR NR 65 65
b b
NA NR NR NR 48 48
minimum, %
b b b b b
Aluminate tricalcique (C A),maximum,% NA 3 3 3 3 3
b b b b b
Aluminoferrite tétracalcique (C AF) plus deux fois NA 24 24 24 24 24
l’aluminate tricalcique (C A), maximum, %
c c
Teneur totale en alcalis expriméeen équivalent d’oxyde NA NR NR NR 0,75 0,75
de sodium (Na O), maximum, %
NR = pas d’exigences; NA = non applicable
a
Lorsque la teneur en aluminate tricalcique (C A) du ciment est inférieure ou égale à 8 %, la teneur maximale en SO doit
3 3
êtrede3%.
b
L’expression des limites chimiques au moyen de calculs de composés ne signifie pas forcément que les oxydes sont
effectivement ou complètement présents en tant que tels. Lorsque le rapport des pourcentages d’Al O sur Fe O est inférieur
2 3 2 3
ou égal à 0,64, la teneur en C Aest égale à zéro. Lorsque le rapport d’Al O sur Fe O est supérieur à 0,64, les composés
3 2 3 2 3
doivent être calculés de la manière suivante:
C A=(2,65 �%Al O ) – (1,69� %Fe O )
3 2 3 2 3
C AF = 3,04�%Fe O
2 3
C S=(4,07 �%CaO) – (7,60�%SiO ) – (6,72 � Al O ) – (1,43 � %Fe O ) – (2,85� %SO ).
3 2 2 3 2 3 3
Lorsque le rapport d’Al O sur Fe O est inférieur à 0,64, la teneur en C S doit être calculée comme suit:
2 3 2 3 3
C S=(4,07 �%CaO) – (7,60�%SiO ) – (4,48 �%Al O ) – (2,86 � %Fe O ) – (2,85 � %SO ).
3 2 2 3 2 3 3
c
L’équivalent de l’oxyde de sodium (équivalent Na O) doit être calculé avec la formule suivante:
équivalent Na O = (0,658�%K O) + (% Na O).
2 2 2
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Tableau 2 — Récapitulatif des exigences physiques et relatives aux performances
Classe de ciment pour puits A BCDE F G H
Eau de gâchage, % de la masse du ciment (Tableau 5) 46 46 56 38 38 38 44 38
Essais de finesse (différentes méthodes) (article 6)
²
Turbidimètre (surface spécifique minimale, en m /kg) 150 160 220 NR NR NR NR NR
Perméabilitéà l’air (surface spécifique minimale, en m /kg) 280 280 400 NR NR NR NR NR
Teneur en fluide libre, maximum en ml (article 8) NR NR NR NR NR NR 5,5 5,5
Essai de Numéro de Température Pression
résistance à la programme, de fin de de fin de
Résistance minimale à la compression
compression, Tableau 6 vieillissement vieillisse-
(temps de ment,
°C(°F)
vieillissement: MPa
MPa (psi)
8h)(article9) (psi)
NA 38 (100) Atm. 1,7 1,4 2,1 NR NR NR 2,1 2,1
(250) (200) (300) (300) (300)
NA 60 (140) Atm. NR NR NR NR NR NR 10,3 10,3
(1500) (1500)
6S 110 (230) 20,7 NR NR NR 3,4 NR NR NR NR
(3000) (500)
8S 143 (290) 20,7 NR NR NR NR 3,4 NR NR NR
(3000)
(500)
9S 160 (320) 20,7 NR NR NR NR NR 3,4 NR NR
(3000) (500)
Essai de Numéro de Température Pression
résistance à la programme de fin de de fin de
compression, vieillissement vieillisse-
Tableau 6
(temps de ment,
Résistance minimale à la compression
°C(°F)
vieillissement:
MPa (psi)
24 h) (article 9)
MPa (psi)
NA 38 (100) Atm. 12,4 10,3 13,8 NR NR NR NR NR
(1 800) (1 500) (2 000)
4S 77 (170) 20,7 NR NR NR 6,9 6,9 NR NR NR
(3000) (1 000) (1 000)
6S 110 (230) 20,7 NR NR NR 13,8 NR 6,9 NR NR
(3000) (2 000) (1 000)
8S 143 (290) 20,7 NR NR NR NR 13,8 NR NR NR
(3000) (2 000)
9S 160 (320) 20,7 NR NR NR NR NR 6,9 NR NR
(3000) (1 000)
Tableau 2 — Récapitulatif des exigences physiques et relatives aux performances (suite)
Classe de ciment pour puits A B CDE F G H
Pression Essai de Consistance
température spécification: maximale,
Temps de pompabilité (min./max.)
pour l’essai de numéro de duréede
pompabilité programme mélange:
min
(article 10) Tableaux 9 15 min
a
à 13 à 30 min B
c
4 30 90min. 90min. 90min. 90min. NR NR NR NR
5 30 NR NRNRNR NR NR 90 90 min.
min.
5 30 NR NRNRNR NR NR 120 120
max. max.
630 NRNRNR 100 100 100 NR NR
min. min. min.
8 30 NR NRNRNR 154 NR NR NR
min.
9 30 NR NRNRNR NR 190 NR NR
min.
a
Unités Bearden de consistance (B ) obtenues sur un consistomètre pressurisé,conforme à la définition de l’article 10, et étalonné
c
conformément à ce même article.
NR = pas d’exigences
4.2 Fréquence d’échantillonnage, programmation des essais et équipement
4.2.1 Fréquence d’échantillonnage
Dans le cas des ciments appartenant aux classes C, D, E, F, G et H, un échantillon destiné aux essais doit être
prélevé en utilisant soit la méthode (1) sur 24 h, soit la méthode (2) dans une production maximale de 1 000 t.
Dans le cas des ciments appartenant aux classes A ou B, l’échantillon doit être prélevé en utilisant soit la méthode
(1) sur 14 jours, soit la méthode (2) dans une production maximale de 25 000 t.
Ces échantillons doivent représenter le produit tel qu’il a été produit. Le choix de la méthode (1) ou (2) est laisséà
la discrétion du fabricant.
4.2.2 Période entre l’échantillonnage et l’essai
Chaque échantillon doit être soumis à essai conformément à la présente partie de l’ISO 10426. Tous les essais
doivent être achevés dans les sept jours ouvrés qui suivent l’échantillonnage.
4.2.3 Équipement prescrit
L’équipement utilisé pour tester les ciments pour puits doit être conforme au Tableau 3. Les dimensions données
dans les Figures 5, 6, 10 et 11 sont destinées à la fabrication d’un équipement d’essai de spécification. Une
nouvelle certification des dimensions ne doit pas être exigée.
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Tableau 3—Équipement d’essai de spécification pour les fabricants de ciments pour puits
Classes de ciments Référence de
Essai ou préparation Équipement nécessaire
pour puits l’article
Échantillonnage Toutes Article 5 Appareillage prescrit dans l’ASTM C 183 (ou
dans l’EN 196-7)
Finesse A, B, C Article 6 Turbidimètre et équipement auxiliaire comme
prescrit dans l’ASTM C 115 ou appareillage de
perméabilitéà l’air et équipement auxiliaire
comme prescrit dans l’ASTM C 204 (ou
l’EN 196-6)
Préparation du laitier Toutes Article 7 Appareillage prescrit en 7.1
Fluide libre G, H Article 8 Appareillage prescrit en 8.1
Pression atmosphérique A, B, C, G, H Article 9 Appareillage prescrit en 9.1, à l’exception du
Résistance à la récipient sous pression de 9.1.3.2
compression
Vieillissement en pression D, E, F Article 9 Appareillage prescrit en 9.1
Résistance à la
compression
Temps de pompabilité Toutes Article 10 Consistomètre pressurisé prescrit en 10.1
4.2.4 Étalonnage
Les équipements étalonnés conformément aux exigences de la présente partie de l‘ISO 10426 sont considérés
comme exacts si l’étalonnage se situe dans les limites spécifiées.
5 Échantillonnage
Au moins l’un des modes opératoires décrits dans l’ASTM C 183 (ou l’EN 196-7) doit être utilisé pour obtenir un
échantillon de ciment pour puits approprié aux essais de spécification.
6 Essais de finesse
6.1 Méthode
Les essais de finesse relatifs au ciment pour puits doivent être réalisésconformément soit au mode opératoire
décrit dans l’ASTM C 115 qui utilise l’essai au turbidimètre, soit à celui décrit dans l’ASTM C 204 (ou l’EN 196-6)
qui utilise un appareillage permettant de procéder à l’essai de perméabilitéà l’air.
6.2 Exigences
Les exigences d’acceptation relatives à l’essai de finesse consistent en une surface minimale spécifique (exprimée
en mètres carrés par kilogramme) et sont données dans le Tableau 2. Les classes de ciment D, E, F, G et H n’ont
pas d’exigences de finesse.
Afin de satisfaire aux exigences de l’essai de finesse, le choix de l’une des deux méthodes d’essai de finesse
(turbidimètreouessai de perméabilitéà l’air) est laisséà la discrétion du fabricant.
7Préparation du laitier pour les essais de fluide libre, de résistance à la compression
et du temps de pompabilité
7.1 Appareillage
7.1.1 Balance
La charge indiquée sur la balance doit être exacte à 0,1 % près de la charge indiquée. Un étalonnage annuel est
nécessaire.
7.1.2 Masses
Les masses doivent être exactes dans la limite des tolérances représentées dans le Tableau 4. Sur une balance
de type balance à fléau où les poids se trouvent sur le fléau, les masses indiquées doivent être conformes aux
exigences données en 7.1.1.
Tableau 4 — Variation autorisée pour les masses
Masse Variation autorisée
g g
1 000 � 0,50
500 � 0,35
300 � 0,30
200 � 0,20
100 � 0,15
50 � 0,10
7.1.3 Tamis
Un tamis en toile métallique N° 20 (850µm d ’ouverture), conforme aux exigences de l’ISO 3310-1, doit être utilisé
pour tamiser le ciment avant de préparer le laitier.
7.1.4 Mélangeurs
Utiliser comme mélangeur destinéà la préparation des laitiers de ciment pour puits un mélangeur d’une
contenance d’un litre (ou un quart), entraîné par le bas et à palette.
La Figure 1 représente des exemples de mélangeurs communément utilisés. La palette du mélangeur doit être
construite en matériau résistant, pesée avant utilisation et remplacée par une neuve dèsqu’une perte de masse de
10 % est constatée. Le bol du mélangeur doit être de construction adéquate.
Figure 1 — Exemples de mélangeurs pour ciments
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7.2 Mode opératoire
7.2.1 Tamisage
Avant de procéder à l’opération de mélange, le ciment doit être tamisé comme décrit dans l’ASTM C 183.
7.2.2 Température de l’eau et du ciment
La température de l’eau de gâchage dans le récipient, dans les 60 s qui précèdent le mélange, doit être de
23 °C � 1 °C(73 °F � 2 °F) et celle du ciment dans les 60 s qui précèdent le mélange doit êtrede23 °C � 1 °C
(73 °F � 2 °F).
7.2.3 Eau de gâchage
Pour les essais, utiliser de l’eau distilléeoudéionisée. Peser l’eau de gâchage directement dans un récipient
propre et sec. Ne pas ajouter d’eau pour compenser l’évaporation, l’humidification, etc.
7.2.4 Quantitésdu mélange
Le Tableau 5 indique les quantités des composants qui doivent être utilisées dans le laitier pour les essais.
L’utilisation des quantités de composants telles qu’elles sont données dans le Tableau 5 aura pour résultat des
pourcentages d’eau de gâchage (par rapport à la masse du ciment sec) en rapport avec les pourcentages d’eau
donnésdansleTableau2.
Tableau 5 — Exigences relatives au laitier
Composants Classes A et B Classe C Classes D, E, F, H Classe G
g g g g
Eaudegâchage
355 � 0,5 383 � 0,5 327 � 0,5 349 � 0,5
Ciment 772 � 0,5 684 � 0,5 860 � 0,5 792 � 0,5
7.2.5 Mélange de l’eau et du ciment
Placer le récipient dans lequel se trouve la masse nécessaire d’eaudegâchage (voir tableau 5) sur la base
du mélangeur, démarrer le moteur et le faire tourner à 4 000 tr/min � 200 tr/min (66,7 tr/s � 3,3 tr/s) pendant
que l’échantillon de ciment est ajoutéà une vitesse régulière en moins de 15 s. Une fois que tout le ciment
a été ajoutéà l’eau de gâchage, poser le couvercle sur le récipient et continuer l’opération de mélange à
12 000 tr/min � 500 tr/min (200 tr/s � 8,3 tr/s) pendant 35 s �1s.
8 Test du fluide libre (eau libre)
8.1 Appareillage
8.1.1 Consistomètre
Un consistomètre à pression atmosphérique ou un consistomètre pressurisé tel que décrit en 10.1 (fonctionnant
sous la pression atmosphérique) doit être utilisé pour remuer et conditionner le laitier pour la détermination du
fluide libre. Le consistomètre à pression atmosphérique c
...