CN102491720A - 一种水泥基速凝型高水废弃泥浆用固化剂 - Google Patents

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宋生辉
刘祥勇
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Abstract

本发明属于泥浆固化剂的技术领域，具体涉及一种水泥基速凝型高水废弃泥浆用固化剂，特别是一种速凝、早强、防离析的水泥基高含水量浆体所用的固化材料。采用水泥熟料、石膏、石灰石、石灰、矿渣、速凝剂、早强剂、增稠剂为原料，该固化剂解决了目前由于废弃泥浆含水过高而不能完全固化的难题，可使高水废弃泥浆达到强度及环保的要求。

Description

一种水泥基速凝型高水废弃泥浆用固化剂
技术领域
本发明属于泥浆固化剂的技术领域，具体涉及一种水泥基速凝型高水废弃泥浆用固化剂，特别是一种速凝、早强、防离析的水泥基高含水量浆体所用的固化材料。
背景技术
天然气资源的勘探开发，在为人们带来清洁能源的同时，也带来了环保方面的问题。在油气生产过程的诸多环节中，钻井污水、废弃泥浆已成为石油天然气工业的主要污染源；另外，路桥建设中的钻井液、岩土工程施工废泥浆、工业生产中的废液废渣等等，其含水量高达40~90%。目前对于这类高水废弃泥浆的处理方法有：固液分离法、环空或地层注入法、土地分散耕施法、干燥焚烧法、化学固化法、生物降解法、转化为其它用途等，但是这些方法都存在成本高、应用性差或处理量小的缺点，不适合低成本大批量处理。
由于泥浆含水率在废泥浆处理过程中是一项相当重要的技术指标，直接影响泥浆的胶结固化。目前，普遍应用的水泥固化剂在固化含水量较高的泥浆或软土时，欲得到较高的强度或较好的固化效果，必须要增加固化剂的掺量，一般的普通水泥作为固化剂掺量在20~50%，但是这样成本太高，必会增加材料成本。因此，现有的高水材料固化技术存在成本高、应用性差或处理量小的缺点，不适合低成本大批量处理。现有的固化剂固化效果差、强度低、成本高、且当含水量过高时不能充分固化。
如果不对这些污染物进行有效的处理，其将导致对土壤、地表和地下水的污染，对环境造成严重的影响和破坏，直接或间接对动物、植物及人类健康产生危害；并且污水及废泥浆池长期闲置，占用土地，使土地不能恢复耕种，占用国家宝贵的土地资源。因此，采用合适的高含水量废弃泥浆污染处理技术，对它们进行有效的治理，在保护生态环境，合理利用资源，促进国民经济增长方面，具有特别重要的现实意义，急需这样的处理技术。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题而提供一种成本低、施工简单的水泥基速凝型高水废弃泥浆用固化剂，该固化剂解决了目前由于废弃泥浆含水过高而不能完全固化的难题，可使高水废弃泥浆达到强度及环保的要求。
本发明的技术方案：一种水泥基速凝型高水废弃泥浆用固化剂，包括按重量份数计的下述组分：水泥熟料40~68份，石膏25~40份，石灰石5~25份，石灰0~10份，矿渣0~10份，速凝剂0.25~0.5份，早强剂2~5份，增稠剂0.2~1份。
所述水泥熟料为硫铝酸盐水泥熟料、铁铝酸盐水泥熟料、氟铝酸盐水泥熟料及高铝水泥熟料的一种，优选为硫铝酸盐水泥熟料。
所述石膏为无水石膏，优选氟石膏。
所述速凝剂为碳酸锂、氯化锂、氢氧化锂的一种或几种。
所述早强剂为水泥混凝土用早强剂，优选碳酸钠。
所述增稠剂为水泥混凝土用增稠剂，优选纤维素醚。
本发明的固化剂的制备方法为：按比例量取上述原料，将其混合粉磨30~45min或各自粉磨至比表面积为350~600m2/kg后再按比例混合均匀。
该固化剂的使用：将固化剂（高水泥浆重量的10~25%，）直接加入高水废弃泥浆中，搅拌均匀，10~30min可完全固化，混合均匀后1h强度可达0.5MPa~lMPa，6h强度可达3MPa，完全能达到运送、堆置和就地固化的目的。
早强剂优选试验：
1.组分及重量份数： 
硫铝酸盐水泥熟料：48.5份
矿渣：3份
氟石膏：30份
石灰：7.5份
石灰石：11份
Li2CO3：0.25份
羟甲基纤维素醚（分子量10万）：0.4份
将以上原料混磨40min，按掺加量15%（重量计）掺加到含水率为50%的高水泥浆中，通过改变早强剂的种类来选择最佳的早强剂种类。各固化体的性能对比数据如下表1：
                表1为 性能参数对比数据
Figure 952612DEST_PATH_IMAGE001
。
 本发明的有益效果为：本发明涉及一种成本低、施工简单的水泥基速凝型高水固化剂，可以适用于高水废弃泥浆，可固化含水率为30~80%的泥浆，具有早强、速凝、防离析等优点，解决了由于含水量过高而出现分层导致不能固化的问题，另外，本发明添加了大量水泥水化所必须的钙质硅质原料，大大降低了成本，并具有防离析功能，凝结时间更短，固化体强度更高，施工周期大大缩短。该废泥浆固化材料可使高水废弃泥浆达到强度及环保的要求，可实现覆土还耕，具有很强的应用价值，可带来良好的经济效益和社会效益。
本发明的水泥基速凝型高水废弃泥浆用固化剂的物理性能如下表2：
表2 物理性能参数
Figure 281962DEST_PATH_IMAGE002
。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。
实施例1
1.组分及重量份数： 
硫铝酸盐水泥熟料：48.5份
矿渣：3份
氟石膏：30份
石灰：7.5份
石灰石：11份
Li2CO3：0.25份
Na2CO3：2份
羟甲基纤维素醚（分子量10万）：0.4份
    2.施工工艺：将以上原料混磨40min，按不同掺量与不同含水率的废弃泥浆混合并搅拌均匀。其中，固化剂的掺加量，是以泥浆重量的百分比计算的。
    3.指标参数如下表3。
表3 各个性能参数表格
Figure 667813DEST_PATH_IMAGE003
实施例2
1.组分及重量份数： 
硫铝酸盐水泥熟料：58份
矿渣：2份
氟石膏：29份
石灰：7.5份
石灰石：3.5份
Li2CO3：0.25份
Na2CO3： 2份
羟甲基纤维素醚（分子量10万）：0.4份
    2．施工工艺：将以上原料混磨40min，按不同掺量与不同含水率的废弃泥浆混合并搅拌均匀。其中，固化剂的掺加量，是以泥浆重量的百分比计算的。
    3.指标参数如下表4。
表4 各个性能参数表格
Figure 399008DEST_PATH_IMAGE004
实施例3
1.组分及重量份数： 
硫铝酸盐水泥熟料：40份
矿渣：5份
氟石膏：35份
石灰：9份
石灰石：11份
Li2CO3：0.25份
Na2CO3：2.5份
羟甲基纤维素醚（分子量10万）：0.4份
2.施工工艺：将以上原料混磨40min，按不同掺量与不同含水率的废弃泥浆混合并搅拌均匀。其中，固化剂的掺加量，是以泥浆重量的百分比计算的。
3.指标参数如下表5。
表5 各个性能参数表格
Figure 519936DEST_PATH_IMAGE005

Claims (7)

1.一种水泥基速凝型高水废弃泥浆用固化剂，包括按重量份数计的下述组分：水泥熟料40~68份，石膏25~40份，石灰石5~25份，石灰0~10份，矿渣0~10份，速凝剂0.25~0.5份，早强剂2~5份，增稠剂0.2~1份；所述的早强剂为碳酸钠。
2.根据权利要求1所述的固化剂，其特征在于，所述水泥熟料为硫铝酸盐水泥熟料、铁铝酸盐水泥熟料、氟铝酸盐水泥熟料及高铝水泥熟料的一种。
3. 根据权利要求1所述的固化剂，其特征在于，所述水泥熟料为硫铝酸盐水泥熟料。
4. 根据权利要求1所述的固化剂，其特征在于，所述石膏为无水石膏。
5. 根据权利要求4所述的固化剂，其特征在于，所述无水石膏为氟石膏。
6. 根据权利要求1所述的固化剂，其特征在于，所述速凝剂为碳酸锂、氯化锂、氢氧化锂的一种或几种。
7. 根据权利要求1所述的固化剂，其特征在于，所述增稠剂为纤维素醚。
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