RU2804370C1 - Composite building material - Google Patents

Composite building material Download PDF

Info

Publication number
RU2804370C1
RU2804370C1 RU2023101305A RU2023101305A RU2804370C1 RU 2804370 C1 RU2804370 C1 RU 2804370C1 RU 2023101305 A RU2023101305 A RU 2023101305A RU 2023101305 A RU2023101305 A RU 2023101305A RU 2804370 C1 RU2804370 C1 RU 2804370C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cement
surfactant
sand
oil
building material
Prior art date
Application number
RU2023101305A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Максим Викторович Щеглов
Original Assignee
Максим Викторович Щеглов
Filing date
Publication date
Application filed by Максим Викторович Щеглов filed Critical Максим Викторович Щеглов
Application granted granted Critical
Publication of RU2804370C1 publication Critical patent/RU2804370C1/en

Links

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: invention can be used in road construction, during the construction of embankments and soil embankments of construction and production sites of oil and gas fields, when filling landfills of household and industrial waste, filling industrial sites, backfilling and reclamation of quarries, sludge pits, sludge accumulators, waste landfills and artificial land excavations. The technical result of the invention is to reduce the use of cement in the manufacture of building materials with high bulk density and compressive strength, which is achieved due to the fact that a composite building material containing drill cuttings, sand, cement, and additionally contains a surfactant, oil destructor, dolomite flour, filler - crushed stone and gravel from rocks, slag crushed stone, ash and slag mixture and gypsum, with the following component ratio, wt.%: sand - 10-30; cement - 5-10; drill cuttings - 50-70; surfactant - 0.5-1.5; oil destructor - 0.5-1.5; specified filler - 1-10; dolomite flour -1-3.5.
EFFECT: reduced use of cement in the manufacture of building materials with high bulk density and compressive strength.
6 cl, 3 tbl

Description

Изобретение относится к области строительства, и может быть использовано в дорожном строительстве, при сооружении насыпных оснований и грунтовых обвалований строительных и производственных площадок нефтегазовых месторождений, при пересыпке полигонов бытовых и промышленных отходов, отсыпке промышленных площадок, засыпке и рекультивации карьеров, шламовых амбаров, шламонакопителей, полигонов отходов и искусственных земельных выемок [C04B28/04, C04B18/00, C04B18/049].The invention relates to the field of construction, and can be used in road construction, during the construction of embankments and soil embankments of construction and production sites of oil and gas fields, when filling landfills of household and industrial waste, filling industrial sites, backfilling and reclamation of quarries, sludge pits, sludge accumulators, waste landfills and artificial land excavations [C04B28/04, C04B18/00, C04B18/049].

Из уровня техники известен СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИСКУССТВЕННОГО ГРУНТА ЛИТОГРУНТA METHOD FOR MANUFACTURING ARTIFICIAL SOIL LITHOGROUND is known from the prior art.

[RU2682920C1, опубл. 06.02.2018], который заключается в перемешивании сырья, в качестве которого используют отходы бурения и/или выбуренную породу, либо загрязненный углеводородами грунт и/или нефтесодержащие отходы, с песком и цементом. После повышения вязкости перемешиваемой массы в нее вносят водную дисперсию поливинилацетата (ПВАД) с концентрацией поливинилацетата 10-15 мас. % и продолжают перемешивание до гомогенизации массы. Компоненты используют при следующем соотношении, в % от исходного объема сырья: сырье - 100, песок - 10-100, цемент - 0,1-30, ПВАД - 0,1-2,0. Предпочтительно цемент использовать в виде сухой смеси с растворимым силикатом при объемном отношении цемента к силикату от 10:1 до 1000:1. Кроме того, при перемешивании дополнительно вводят сорбент и/или негашеную известь в количестве 0,01-10% от исходного объема сырья. Изобретение позволяет придать получаемым в процессе переработки гранулам (и массиву в целом) повышенные пластические свойства, приводящие к увеличению сопротивления материала к атмосферному старению, разрушению под нагрузкой и морозостойкости материала до показателя не менее 20 циклов, в течение которых материал не теряет свои прочностные характеристики более чем на 25% от исходных.[RU2682920C1, publ. 02/06/2018], which consists of mixing raw materials, which use drilling waste and/or drilled rock, or soil contaminated with hydrocarbons and/or oil-containing waste, with sand and cement. After increasing the viscosity of the stirred mass, an aqueous dispersion of polyvinyl acetate (PVAD) with a polyvinyl acetate concentration of 10-15 wt is added to it. % and continue stirring until the mass is homogenized. The components are used in the following ratio, in% of the original volume of raw materials: raw materials - 100, sand - 10-100, cement - 0.1-30, PVAD - 0.1-2.0. It is preferable to use cement in the form of a dry mixture with soluble silicate with a volume ratio of cement to silicate from 10:1 to 1000:1. In addition, during stirring, additional sorbent and/or quicklime is added in an amount of 0.01-10% of the original volume of raw materials. The invention makes it possible to impart increased plastic properties to the granules obtained during processing (and the massif as a whole), leading to an increase in the resistance of the material to atmospheric aging, destruction under load and frost resistance of the material to an indicator of at least 20 cycles, during which the material does not lose its strength characteristics for more than than 25% of the original ones.

Также из уровня техники известен СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ БУРОВОГО ШЛАМА ИЗ НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН [WO2007102743, опубл. 13.09.2007] при этом шламовые отходы содержат буровой шлам, буровой раствор и, в варианте реализации, нефтяные компоненты; указанный способ включает следующие этапы: добавление вещества, препятствующего схватыванию, к исходной суспензии; погрузка суспензии в смесительный бак; добавление комбинации связующих материалов и, при необходимости, воды для образования затвердевающей смеси, инкапсуляции твердых веществ, бурового раствора и нефтепродуктов, которая осуществляется так, что твердые вещества, буровой раствор и нефтяные компоненты не выщелачиваются в окружающую среду после схватывания, при этом агент против замедления схватывания способствует схватыванию и/или отверждению указанного схватывающегося продукта.Also known from the prior art is a METHOD FOR PROCESSING DRILLING CUTS FROM OIL WELLS [WO2007102743, publ. 09/13/2007] wherein the slurry waste contains drill cuttings, drilling fluid and, in an embodiment, oil components; this method includes the following steps: adding an anti-setting substance to the original suspension; loading the suspension into the mixing tank; adding a combination of binding materials and, if necessary, water to form a set mixture, encapsulating solids, drilling fluid and petroleum products, which is carried out so that the solids, drilling fluid and petroleum components do not leach into the environment after setting, while an anti-retardation agent setting aids in setting and/or curing of said setting product.

Также из уровня техники известен ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ – «ГРУНТОБЕТОН» [RU2015107333A, опубл. 03.03.2015] характеризующийся тем, что он содержит буровой шлам, цемент в качестве основного вяжущего в количестве 4-16% от массы смеси, осушитель и минеральный наполнитель, а также улучшающие добавки, при этом в качестве осушителя используется известь строительная молотая в количестве 1-3% от массы смеси, а в качестве минерального наполнителя - песок природный в количестве 20-75%от массы смеси и при необходимости щебень или другой каркасный заполнитель в количестве 40-60% от общего объема, буровой шлам может использоваться при плотности от 1,10 до 1,85 кг/дм и любой влажности, при обеспечении оптимальной структуры затвердевшего материала и оптимальной влажности смеси при уплотнении путем назначения состава «Грунтобетона» и содержания компонентов с учетом их свойств.Also known from the prior art is a ROAD-BUILDING COMPOSITE MATERIAL - “SOIL CONCRETE” [RU2015107333A, publ. 03.03.2015] characterized by the fact that it contains drill cuttings, cement as the main binder in the amount of 4-16% by weight of the mixture, a desiccant and mineral filler, as well as improving additives, while ground construction lime is used as a desiccant in the amount of 1 -3% by weight of the mixture, and as a mineral filler - natural sand in an amount of 20-75% of the weight of the mixture and, if necessary, crushed stone or other frame filler in an amount of 40-60% of the total volume, drill cuttings can be used at a density of 1 ,10 to 1.85 kg/dm and any humidity, while ensuring the optimal structure of the hardened material and the optimal moisture content of the mixture during compaction by assigning the composition of “Soil Concrete” and the content of components, taking into account their properties.

Наиболее близкий по технической сущности КОМПОЗИЦИОННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ [RU2720523C1, опубл. 01.10.2019] который содержит: буровой шлам 100%, песок 10-20% от объема бурового шлама, портландцемент или шлакопортландцемент не ниже марок по прочности М300 8-15% от объема бурового шлама, негашеную известь 5-7% от объема бурового шлама, золошлаковую смесь 5-10% от объема бурового шлама, отработанный буровой раствор 5-7% от объема бурового шлама. The closest in technical essence to the COMPOSITE BUILDING MATERIAL [RU2720523C1, publ. 10/01/2019] which contains: drill cuttings 100%, sand 10-20% of the volume of drill cuttings, Portland cement or Portland slag cement of at least strength grade M300 8-15% of the volume of drill cuttings, quicklime 5-7% of the volume of drill cuttings , ash and slag mixture 5-10% of the volume of drill cuttings, spent drilling fluid 5-7% of the volume of drill cuttings.

Основной технической проблемой аналогов и прототипа является большой расход цемента при приготовлении строительного материала, из-за отсутствия в составе вышеуказанных материалов требуемого количества поверхностно-активных веществ (ПАВ).The main technical problem of the analogues and the prototype is the high consumption of cement in the preparation of building materials, due to the lack of the required amount of surfactants in the composition of the above materials.

Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.The objective of the invention is to eliminate the shortcomings of the prototype.

Техническим результатом изобретения является снижение использования цемента при изготовлении строительного материала при высоких показателях по насыпной плотности и пределу прочности на сжатие.The technical result of the invention is to reduce the use of cement in the manufacture of building materials with high bulk density and compressive strength.

Указанный технический результат достигается за счет того, что композиционный строительный материал, содержащий буровой шлам, песок, цемент, отличающийся тем, что дополнительно содержит поверхностно-активное вещество - ПАВ, нефтедеструктор, доломитовую муку, заполнитель - щебень и гравий из горных пород, шлаковый щебень, золошлаковую смесь и гипс, при следующем соотношении компонентов, мас.%: The specified technical result is achieved due to the fact that a composite building material containing drill cuttings, sand, cement, characterized in that it additionally contains a surfactant - surfactant, oil destructor, dolomite flour, filler - crushed stone and gravel from rocks, crushed slag stone , ash and slag mixture and gypsum, with the following ratio of components, wt.%:

песок - 10-30; sand - 10-30;

цемент - 5-10; cement - 5-10;

буровой шлам - 50-70; drill cuttings - 50-70;

ПАВ - 0,5-1,5; Surfactant - 0.5-1.5;

нефтедеструктор - 0,5-1,5; oil destructor - 0.5-1.5;

указанный заполнитель - 1-10; specified filler - 1-10;

доломитовая мука -1-3,5. dolomite flour -1-3.5.

В частности, в качестве ПАВ используют пластификатор ЛСТ. In particular, the plasticizer LST is used as a surfactant.

В частности, в качестве ПАВ используют пластификатор ЛСТМ-2.In particular, the plasticizer LSTM-2 is used as a surfactant.

В частности, в качестве ПАВ используют суперпластификатор С-3. In particular, superplasticizer C-3 is used as a surfactant.

В частности, в качестве ПАВ используют пластифицирующую-воздухововлекающую добавку ЩСПК. In particular, the plasticizing-air-entraining additive ShchSPK is used as a surfactant.

В частности, в качестве ПАВ используют пластифицирующую-воздухововлекающую добавку ГЖК-10.»In particular, the plasticizing-air-entraining additive GZhK-10 is used as a surfactant.”

Осуществление изобретения. Implementation of the invention.

Композиционный строительный материал содержит исходное сырье (в качестве которого выступает буровой шлам - отходы бурения и нефтесодержащие отходы), песок, цемент, ПАВ, нефтедеструкторы, заполнитель и доломитовую муку при следующем соотношении компонентов, мас. ч. %:The composite building material contains feedstock (which is drill cuttings - drilling waste and oil-containing waste), sand, cement, surfactants, oil destructors, filler and dolomite flour in the following ratio of components, wt. h.%:

песок - sand - 10-30;10-30; цемент - cement - 5-10;5-10; буровой шлам - drill cuttings - 50-70;50-70; ПАВ - Surfactant - 0,5-1,5;0.5-1.5; нефтедеструкторы - oil destructors - 0,5-1,5;0.5-1.5; заполнитель - placeholder - 1-10;1-10; доломитовая мука -dolomite flour - 1-3,5.1-3.5.

Краткая характеристика компонент рецепта.Brief description of the components of the recipe.

1. Песок - используется в качестве основного наполнителя. 1. Sand - used as the main filler.

В качестве используемого для рецепта песка, могут выступать:The sand used for the recipe can be:

1.1. Песок - природный неорганический сыпучий материал с крупностью зерен до 5 мм, образовавшийся в результате естественного разрушения скальных горных пород и получаемый при разработке валунно-гравийно-песчаных, гравийно-песчаных и песчаных месторождений.1.1. Sand is a natural inorganic bulk material with a grain size of up to 5 mm, formed as a result of the natural destruction of rocks and obtained during the development of boulder-gravel-sand, gravel-sand and sand deposits.

1. 2 Песок обогащенный: Природный неорганический сыпучий материал с крупностью зерен до 5 мм, с улучшенным зерновым составом и меньшим содержанием пылевидных и глинистых частиц, полученный с использованием специального оборудования.1. 2 Enriched sand: Natural inorganic bulk material with a grain size of up to 5 mm, with an improved grain composition and a lower content of dust and clay particles, obtained using special equipment.

1.3 Песок фракционированный: Природный неорганический сыпучий материал, разделенный на две или более фракций с использованием специального оборудования.1.3 Fractionated sand: Natural inorganic bulk material divided into two or more fractions using special equipment.

По техническим характеристикам песок, обогащенный песок и фракционированный песок должны соответствовать требованиям ГОСТ 8736.According to technical characteristics, sand, enriched sand and fractionated sand must comply with the requirements of GOST 8736.

Также применяют и другие виды песков, в том числе однородные, мелкие и пылеватые по ГОСТ 25100.Other types of sands are also used, including homogeneous, fine and dusty ones in accordance with GOST 25100.

2. Цемент - используется в качестве вяжущего.2. Cement - used as a binder.

Цемент используется в качестве вяжущего вещества. Применяются марки М100 – М500. По техническим характеристикам цементы должны соответствовать ГОСТ 55224, ГОСТ 31108, ГОСТ 30515, ГОСТ 25328-82, ГОСТ 22266-2013.Cement is used as a binder. Brands M100 – M500 are used. In terms of technical characteristics, cements must comply with GOST 55224, GOST 31108, GOST 30515, GOST 25328-82, GOST 22266-2013.

3. В качестве бурового шлама (исходного сырья) выступают отходы бурения и нефтесодержащие отходы. Данные материалы образуются в результате бурения скважин нефти и газа. В состав материалов входят: выбуренная порода, вода, сырая нефть, водонефтяная эмульсия, буровой раствор на водной или углеводородной основе. Агрегатное состояние: жидкое и пастообразное (густое).3. Drilling waste and oil-containing waste act as drill cuttings (raw materials). These materials are formed as a result of drilling oil and gas wells. The materials include: drill cuttings, water, crude oil, oil-water emulsion, water-based or hydrocarbon-based drilling fluid. Physical state: liquid and paste-like (thick).

4. ПАВ – применяются в качестве добавки (реагента) - для обработки минеральных материалов.4. Surfactants – used as an additive (reagent) for processing mineral materials.

ПАВ применяются для обработки бурового шлама, для улучшения физико-механических и технологических свойств смесей целесообразно вводить с водой добавки ПАВ. Применение добавок ПАВ - пластификаторов типа ЛСТ и ЛСТМ-2, суперпластификаторов типа С-3 и 10-03, пластифицирующие-воздухововлекающих добавок типа ЩСПК (б.ПАЩ) и ГКЖ-10 (ГКЖ-11).Surfactants are used to treat drill cuttings; to improve the physical, mechanical and technological properties of mixtures, it is advisable to introduce surfactant additives with water. The use of surfactant additives - plasticizers like LST and LSTM-2, superplasticizers like S-3 and 10-03, plasticizing-air-entraining additives like ShchSPK (b.PASH) and GKZh-10 (GKZh-11).

5. Нефтедеструкторы (биопрепараты) - используются в качестве добавки (реагента) для нейтрализации (деструкции) углеводородов.5. Oil destructors (biological products) - used as an additive (reagent) to neutralize (destruct) hydrocarbons.

При высоком содержании нефтепродуктов (более 10%) в исходном сырье необходима предварительная обработка сырья биопрепаратами-нефтедеструкторами или негашеной известью строительной I и II сортов по ГОСТ 9179.If there is a high content of petroleum products (more than 10%) in the feedstock, it is necessary to pre-treat the raw material with biological products-oil destructors or quicklime construction grades I and II according to GOST 9179.

6. Заполнитель.6. Filler.

В качестве заполнителя может выступать: щебень и гравий из горных пород, щебень из шлаков, золошлаковые смеси и гипс.The filler can be: crushed stone and gravel from rocks, crushed stone from slag, ash and slag mixtures and gypsum.

7. Доломитовая мука – используется для повышения связывающей способности.7. Dolomite flour - used to increase binding capacity.

Используется мука известняковая доломитовая. Классификация муки: известняковая (доломитовая) мука марки А; известняковая (доломитовая) мука марки В; известняковая (доломитовая) мука марки С. По техническим характеристикам мука любой марки должна соответствовать требованиям ГОСТ 14050-93.Dolomite limestone flour is used. Classification of flour: limestone (dolomite) flour grade A; limestone (dolomite) flour grade B; limestone (dolomite) flour grade C. According to technical characteristics, flour of any grade must meet the requirements of GOST 14050-93.

Рецептура приготовления композиционного строительного материала подбирается на основании качественных характеристик исходных минеральных материалов (уникальных для каждой отдельной партии), которые образуются в результате бурения скважин нефти и газа. В состав материалов входят: выбуренная порода, вода, сырая нефть, водонефтяная эмульсия, буровой раствор на водной или углеводородной основе. Агрегатное состояние: жидкое и пастообразное (густое). При подборе рецептуры следует стремиться получить материал оптимального состава при минимальном количестве вяжущего. The recipe for preparing a composite building material is selected based on the quality characteristics of the initial mineral materials (unique for each individual batch), which are formed as a result of drilling oil and gas wells. The materials include: drill cuttings, water, crude oil, oil-water emulsion, water-based or hydrocarbon-based drilling fluid. Physical state: liquid and paste-like (thick). When selecting a recipe, you should strive to obtain a material of optimal composition with a minimum amount of binder.

Оценка качественных характеристик каждой партии минеральных материалов проводится по пунктам 2 – 5 таблицы 1 - Технические характеристики минеральных материалов.An assessment of the quality characteristics of each batch of mineral materials is carried out according to points 2 – 5 of Table 1 - Technical characteristics of mineral materials.

Таблица 1Table 1


п/п
No.
p/p
НАИМЕНОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯINDICATOR NAME ЗНАЧЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯINDICATOR VALUE
11 22 33 22 Класс опасностиHazard Class III, IV, VIII, IV, V 33 Влажность, %Humidity, % не более 10 no more than 10 44 Содержание нефти/нефтепродуктовOil/petroleum products content не более 0,1 no more than 0.1 55 Удельная эффективная активность естественных радионуклидов, Бк/кг, не более:Specific effective activity of natural radionuclides, Bq/kg, not more than: для внегородских дорог и объектов - 1500for non-urban roads and objects - 1500 для населенных пунктов – 740for populated areas – 740

Класс опасности в таблице 1 определяется согласно критериям отнесения отходов к I - V классам опасности по степени негативного воздействия на окружающую среду (утверждены Приказом Минприроды России от 04.12.2014 N 536).The hazard class in Table 1 is determined according to the criteria for classifying waste into hazard classes I - V according to the degree of negative impact on the environment (approved by Order of the Ministry of Natural Resources of Russia dated December 4, 2014 N 536).

В случае отклонения качественных характеристик от заявленных показателей проводится усреднение и приведение показателей к приемлемым параметрам, путем внесения дополнительных материалов и/или откачки жидкой фракции (вода/водонефтяная эмульсия/нефть), либо добавки технической воды.In case of deviation of quality characteristics from the declared indicators, averaging is carried out and the indicators are brought to acceptable parameters by adding additional materials and/or pumping out the liquid fraction (water/oil-water emulsion/oil), or adding process water.

Способ производства композиционного строительного материала.Method for producing composite building material.

Первый вариант. Производство на полигонах утилизации и обезвреживания нефтесодержащих отходов и отходов бурения.First option. Production at landfills for the disposal and neutralization of oil-containing waste and drilling waste.

Накопление исходного сырья осуществляется в специализированном сооружение полигона – карте. При накоплении исходного сырья в карте может потребоваться откачка жидкой фазы (обводненный буровой раствор) с последующей процедурой химической коагуляции. В случае принятия данного решения откачка осуществляется в отдельную технологическую карту. Для химической коагуляции норма расхода сухого коагулянта составляет 0,5-1,2 кг на 1м3 жидкой фазы.The accumulation of raw materials is carried out in a specialized landfill structure - a map. When raw materials accumulate in the well, it may be necessary to pump out the liquid phase (watered drilling fluid) followed by a chemical coagulation procedure. If this decision is made, pumping is carried out to a separate flow chart. For chemical coagulation, the consumption rate of dry coagulant is 0.5-1.2 kg per 1 m 3 of liquid phase.

Далее, расчетное количество исходного сырья перемещают из карты накопления в карту приготовления. Затем, согласно утвержденной рецептуре, добавляют все остальные компоненты кроме цемента. Перемешанная смесь временно хранится в карте. В случае приготовления материала «Ремедиат» с заданной маркой по прочности М20 - М100 цемент добавляется в смесь в тот момент, когда появляется возможность вывезти «Ремедиат» к местам использования. Время вывоза должно составлять не более 7 - 10 часов после окончательного приготовления (внесения цемента и перемешивания). В случае приготовления марок по прочности М5 и М 10 цемент добавляется в любое время без ориентира на время вывоза. Next, the calculated amount of raw materials is moved from the accumulation map to the preparation map. Then, according to the approved recipe, all other components except cement are added. The mixed mixture is temporarily stored in the card. In the case of preparing the “Remediat” material with a given strength grade M20 - M100, cement is added to the mixture at the moment when it becomes possible to transport the “Remediat” to the places of use. The removal time should be no more than 7 - 10 hours after final preparation (adding cement and mixing). In the case of preparation of strength grades M5 and M 10, cement is added at any time without reference to the time of removal.

Перемещение исходного сырья в карту приготовления осуществляют экскаватором. Для перемещения в карту приготовления песка, гравия, щебня, золошлаковых смесей используется экскаватор или бульдозер. Требуемое количество воды из емкости технической воды подается самотеком. Перекачка обводненного бурового раствора осуществляется за счет применения насосных станций или ковшом экскаватора. Сбор и погрузка готового материала «Ремедиат» осуществляется экскаватором. Транспортировка осуществляется самосвалами или иной грузовой техникой.The transfer of raw materials to the preparation card is carried out by an excavator. An excavator or bulldozer is used to move sand, gravel, crushed stone, and ash and slag mixtures into the preparation map. The required amount of water is supplied by gravity from the service water tank. Pumping of watered drilling mud is carried out using pumping stations or an excavator bucket. Collection and loading of the finished Remediat material is carried out by an excavator. Transportation is carried out by dump trucks or other cargo vehicles.

Второй вариант. Производство на кустовых площадках в шламовых амбарах добывающих и разведочных скважин нефти и газаSecond option. Production at well pads in sludge pits of production and exploration oil and gas wells

На предварительном этапе, при необходимости, проводится химическая коагуляция жидкой фазы, которая в значительном объеме накоплена в шламовом амбаре. Коагуляция может проводится в амбаре. Осветленная техническая вода откачивается из шламового амбара и передается для использования, как правило, для подачи в систему поддержания пластового давления, использования в технологическом процессе приготовления буровых растворов. Для химической коагуляции норма расхода сухого коагулянта составляет 0,5-1,2 кг на 1м3 жидкой фазы.At the preliminary stage, if necessary, chemical coagulation of the liquid phase is carried out, which has accumulated in a significant volume in the sludge pit. Coagulation can be carried out in a barn. Clarified process water is pumped out from the slurry pit and transferred for use, as a rule, for supply to the formation pressure maintenance system and for use in the technological process of preparing drilling fluids. For chemical coagulation, the consumption rate of dry coagulant is 0.5-1.2 kg per 1 m 3 of liquid phase.

Далее, при необходимости, производится разбивка шламового амбара на технологические ячейки или разрезные полосы. При этом полоса, подготовленная ранее, будет являться площадкой для работы и заезда техники. Разбивка на ячейки осуществляется за счет поперечной и продольной отсыпки разрезающих песчаных полос. Разрезающие полосы строятся из имеющегося на кустовой площадке грунта или из привозного песка. Next, if necessary, the sludge pit is divided into technological cells or split strips. In this case, the strip prepared earlier will serve as a platform for work and entry of equipment. Dividing into cells is carried out by transverse and longitudinal filling of cutting sand strips. Cutting strips are constructed from the soil available at the well pad or from imported sand.

Далее экскаватором на поверхность шламового амбара (на исходное сырье) вносятся послойно структураторы, последним вносится цемент. Рабочая смесь многократно перемешивается ковшом экскаватора. По окончании перемешивания смесь в ячейке выравнивается. Next, using an excavator, structurizers are introduced layer by layer onto the surface of the sludge pit (on the feedstock), with cement being added last. The working mixture is mixed repeatedly with an excavator bucket. At the end of mixing, the mixture in the cell is leveled.

Готовый материал «Ремедиат» используется на месте при ликвидации шламового амбара, либо может быть вывезен для использования в других местах согласно техническим условиям «Материал «Ремедиат» ТУ № 23.99.19–001– 0132491087–2022. The finished material “Remediat” is used on site when liquidating a sludge pit, or can be exported for use in other places in accordance with the technical specifications “Material “Remediat” TU No. 23.99.19–001–0132491087–2022.

Третий вариант. Производство в полосах отвода автодорог.Third option. Production on highway rights-of-way.

Обработке подлежит грунт, предназначенный для строительства земляного полотна.The soil intended for the construction of the subgrade is subject to processing.

Метод смешения на автодороге включает следующие операции:The highway mixing method includes the following operations:

- организация площадки приготовления рабочей смеси;- organization of a site for preparing the working mixture;

- грубая планировка завезенного материала на всю толщину основания с учетом уплотнения;- rough leveling of the imported material over the entire thickness of the base, taking into account compaction;

- распределение вяжущего;- distribution of binder;

- перемешивание материала с цементом, добавление воды и окончательное перемешивание смеси;- mixing the material with cement, adding water and final mixing of the mixture;

- временный отстойник для ливневых стоков, пожарный щит, дизельный генератор для освещения.- temporary sedimentation tank for storm drains, fire shield, diesel generator for lighting.

Доставленные на производственный участок исходное сырье и структураторы разравниваются бульдозером и распределяются по поверхности грунта. Затем однократно производится перемешивание на глубину до 1 м от суммарно отсыпанного слоя.The raw materials and structurers delivered to the production site are leveled by a bulldozer and distributed over the soil surface. Then mixing is carried out once to a depth of up to 1 m from the total poured layer.

Далее подготовленная смесь разравнивается. Поверх перемешанного слоя смеси распределяется цемент. В случае, если влажность превышена, необходимо подсушивание смеси за счет выдерживания технологического перерыва или дополнительного перемешивания.Next, the prepared mixture is leveled. Cement is spread over the mixed layer of the mixture. If the humidity is exceeded, it is necessary to dry the mixture by maintaining a technological break or additional mixing.

Добавки ПАВ вводят в грунт в виде водного раствора ковшом экскаватора и перемешивают с грунтом, после чего грунт профилируют и прикатывают.Surfactant additives are introduced into the soil in the form of an aqueous solution with an excavator bucket and mixed with the soil, after which the soil is profiled and rolled.

Следом за распределением вяжущего производится окончательное перемешивание смеси экскаватором, после чего рабочая смесь считается готовой. Далее производится ее профилирование бульдозером. После этого кладется глина, гравий песок, выполняющие функцию защитного слоя автодороги, либо кладется материал Ремедиат повышенной прочностью марок от М60 до М100. Following the distribution of the binder, the mixture is finally mixed with an excavator, after which the working mixture is considered ready. Next, it is profiled with a bulldozer. After this, clay, gravel and sand are placed, which act as a protective layer for the road, or Remediate material of increased strength, grades from M60 to M100, is placed.

Четвертый вариант. Производство в грунтосмесительных емкостях мобильного типа.Fourth option. Production in mobile soil mixing tanks.

На предварительном этапе проводится химическая коагуляция жидкой фазы, которая проводится непосредственно в тонаре или в отдельной специализированной емкости. Осветленная техническая вода откачивается из емкости и передается для использования, как правило для подачи в систему поддержания пластового давления, или использования в технологическом процессе приготовления буровых растворов.At the preliminary stage, chemical coagulation of the liquid phase is carried out, which is carried out directly in the tonar or in a separate specialized container. Clarified process water is pumped out of the tank and transferred for use, as a rule, for supply to the formation pressure maintenance system, or for use in the technological process of preparing drilling fluids.

Процесс перемешивания исходного сырья и структураторов осуществляется в тонаре или иной специализированной емкости за счет применения ковшом манипулятора или ковшом экскаватора. Также, возможно осуществлять перемешивание специализированной перемешивающей насадкой, при этом необходимо применять ковш и перемешивающую насадку поочередно.The process of mixing the feedstock and structurers is carried out in a tonar or other specialized container through the use of a manipulator bucket or an excavator bucket. It is also possible to carry out mixing with a specialized mixing attachment, in which case it is necessary to use the ladle and the mixing attachment alternately.

Готовый материал «Ремедиат» используется на месте при ликвидации шламового амбара, либо может быть вывезен для использования в других местах согласно техническим условиям «Материал «Ремедиат» ТУ № 23.99.19–001– 0132491087–2022. В случае приготовления материала «Ремедиат» с заданной маркой по прочности М20 - М100 цемент добавляется в смесь в тот момент, когда появляется возможность вывезти материал «Ремедиат» к местам использования. Время вывоза должно составлять не более 7 - 10 часов после окончательного приготовления (внесения цемента и перемешивания). В случае приготовления марок по прочности М5 и М 10 цемент добавляется в любое время без ориентира на время вывоза.The finished material “Remediat” is used on site when liquidating a sludge pit, or can be exported for use in other places in accordance with the technical specifications “Material “Remediat” TU No. 23.99.19–001–0132491087–2022. In the case of preparing the Remediat material with a given strength grade M20 - M100, cement is added to the mixture at the moment when it becomes possible to transport the Remediat material to the places of use. The removal time should be no more than 7 - 10 hours after final preparation (adding cement and mixing). In the case of preparation of strength grades M5 and M 10, cement is added at any time without reference to the time of removal.

Технический результат снижение использования цемента при изготовлении строительного материала при высоких показателях по насыпной плотности и пределу прочности на сжатие, достигается за счет использования совокупности компонентов входящих в состав композиционного строительного материала. The technical result of reducing the use of cement in the manufacture of building materials with high bulk density and compressive strength is achieved through the use of a set of components included in the composition of the composite building material.

Использование ПАВ, а качестве которых могут выступать: пластификаторы типа ЛСТ и ЛСТМ-2, суперпластификаторы типа С-3, пластифицирующие-воздухововлекающие добавки типа ЩСПК и ГКЖ-10 позволяют сэкономить от 6 до 20% цемента. Использование указанных ПАВ для достижения технического результата подтверждено экспериментальным путем, при этом, не исключается возможность применения иных видов ПАВ с аналогичными функциями.The use of surfactants, which can be: plasticizers like LST and LSTM-2, superplasticizers like S-3, plasticizing-air-entraining additives like ShchSPK and GKZh-10 can save from 6 to 20% of cement. The use of these surfactants to achieve a technical result has been confirmed experimentally, while the possibility of using other types of surfactants with similar functions is not excluded.

Использование песка, цемента (с указанными марками прочности), минеральных материалов, нефтедеструкторов (и/или негашёную известь), заполнителей и доломитовой муки - обеспечивает высокие показатели по насыпной плотности и пределу прочности на сжатие конечного продукта. The use of sand, cement (with specified strength grades), mineral materials, oil destructors (and/or quicklime), aggregates and dolomite flour ensures high bulk density and compressive strength of the final product.

Пример достижения технического результата.An example of achieving a technical result.

Составы заявленного композиционного строительного материала в двух вариантах (1,2) и составы материалов аналога (3) и прототипа (4) приведены в таблице 2.The compositions of the claimed composite building material in two versions (1,2) and the compositions of analogue materials (3) and prototype (4) are given in Table 2.

Согласно заявленным решениям прототипа и аналога: в СПОСОБЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИСКУССТВЕННОГО ГРУНТА ЛИТОГРУНТ [RU2682920C1, опубл. 06.02.2018] (3) содержание мас. ч. % цемента в зависимости от варианта изготовления материала может варьироваться от 1 до 13%; в КОМПОЗИЦИОННОМ СТРОИТЕЛЬНОМ МАТЕРИАЛЕ [RU2720523C1, опубл. 01.10.2019] (4) содержание мас. ч. % цемента в зависимости от варианта изготовления материала может варьироваться от 6 до 9,5%. В заявленном решении, содержание мас. ч. % цемента в зависимости от варианта изготовления материала может варьироваться от 5 до 7,5%. Таким образом подтверждается заявленный технический результат, в вариантах реализации изготовления композиционного строительного материала, верхняя граница процентного содержания цемента уменьшена на 21% для (3) и на 17% уменьшена нижняя граница содержания цемента для (4). According to the stated solutions of the prototype and analogue: in the METHOD FOR MANUFACTURING ARTIFICIAL SOIL LITHOGRUNT [RU2682920C1, publ. 02/06/2018] (3) wt content. h.% of cement, depending on the manufacturing option of the material, can vary from 1 to 13%; in COMPOSITE BUILDING MATERIAL [RU2720523C1, publ. 10/01/2019] (4) wt content. h.% of cement, depending on the manufacturing option of the material, can vary from 6 to 9.5%. In the stated solution, the content by weight. h.% of cement, depending on the manufacturing option of the material, can vary from 5 to 7.5%. Thus, the stated technical result is confirmed; in embodiments of manufacturing a composite building material, the upper limit of the percentage of cement is reduced by 21% for (3) and the lower limit of cement content is reduced by 17% for (4).

Таблица 2table 2

Наименование компонентов, мас. ч. %Name of components, wt. h.% (1)(1) (2)(2) (3)(3) (4)(4) песок - sand - 30thirty 1010 4343 1313 цемент - cement - 55 88 1010 9,39.3 буровой шлам - drill cuttings - 5050 7070 44 67,267.2 ПАВ - Surfactant - 1,51.5 0,50.5 нефтедеструкторы - oil destructors - 0,50.5 0,50.5 негашёная известь - quicklime - 6,26.2 Заполнитель (щебень) - Filler (crushed stone) - 1010 88 доломитовая мука -dolomite flour - 22 33 ПВАД -PVAD - 11 золошлаковая смесь -ash and slag mixture - 4,34.3

Также были проведены испытания строительных материалов (1-4) по насыпной плотности и пределу прочности (приведены в таблице 3).Tests of building materials (1-4) were also carried out for bulk density and tensile strength (shown in Table 3).

Таблица 3Table 3

Показатели покрытияCoverage indicators (1)(1) (2)(2) (3)(3) (4)(4) Нормативные показателиStandard indicators Предел прочности на сжатие, МПаUltimate compressive strength, MPa 0,980.98 1,961.96 22 0,750.75 0,8-2,00.8-2.0 Насыпная плотность, кг/дм3 Bulk density, kg/dm 3 11 1,21.2 1,41.4 11 Не менее 1At least 1

Анализ испытаний показывает, что одновременно с уменьшением использования цемента заявленное решение позволяет сохранить высокие (нормативные) показатели по насыпной плотности. Analysis of the tests shows that, simultaneously with a reduction in the use of cement, the claimed solution allows maintaining high (normative) figures for bulk density.

Claims (13)

1. Композиционный строительный материал, содержащий буровой шлам, песок, цемент, отличающийся тем, что дополнительно содержит поверхностно-активное вещество - ПАВ, нефтедеструктор, доломитовую муку, заполнитель - щебень и гравий из горных пород, шлаковый щебень, золошлаковую смесь и гипс, при следующем соотношении компонентов, мас.%: 1. A composite building material containing drill cuttings, sand, cement, characterized in that it additionally contains a surfactant - surfactant, oil destructor, dolomite flour, filler - crushed stone and gravel from rocks, slag crushed stone, ash and slag mixture and gypsum, with the following ratio of components, wt.%: песок - 10-30; sand - 10-30; цемент - 5-10; cement - 5-10; буровой шлам - 50-70; drill cuttings - 50-70; ПАВ - 0,5-1,5; Surfactant - 0.5-1.5; нефтедеструктор - 0,5-1,5; oil destructor - 0.5-1.5; указанный заполнитель - 1-10; specified filler - 1-10; доломитовая мука - 1-3,5. dolomite flour - 1-3.5. 2. Композиционный строительный материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве ПАВ используют пластификатор ЛСТ. 2. Composite building material according to claim 1, characterized in that the LST plasticizer is used as a surfactant. 3. Композиционный строительный материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве ПАВ используют пластификатор ЛСТМ-2.3. Composite building material according to claim 1, characterized in that the plasticizer LSTM-2 is used as a surfactant. 4. Композиционный строительный материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве ПАВ используют суперпластификатор С-3. 4. Composite building material according to claim 1, characterized in that superplasticizer C-3 is used as a surfactant. 5. Композиционный строительный материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве ПАВ используют пластифицирующую-воздухововлекающую добавку ЩСПК. 5. Composite building material according to claim 1, characterized in that the plasticizing-air-entraining additive ShchSPK is used as a surfactant. 6. Композиционный строительный материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве ПАВ используют пластифицирующую-воздухововлекающую добавку ГЖК-10.6. Composite building material according to claim 1, characterized in that the plasticizing-air-entraining additive GZhK-10 is used as a surfactant.
RU2023101305A 2023-01-23 Composite building material RU2804370C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2804370C1 true RU2804370C1 (en) 2023-09-28

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5476144A (en) * 1992-10-15 1995-12-19 Shell Oil Company Conversion of oil-base mud to oil mud-cement
RU2471737C1 (en) * 2011-06-23 2013-01-10 Салым Петролеум Девелопмент Н.В. Composite structural material
RU2593289C1 (en) * 2015-05-14 2016-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "СеверЭкоСервис" Construction material resoil
RU2015107333A (en) * 2015-03-03 2016-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный архитектурно-строительный университет" ROAD-CONSTRUCTION COMPOSITE MATERIAL - "GROUND CONCRETE"
RU2682920C1 (en) * 2018-02-06 2019-03-22 Евгений Валерьевич Круглей Method of manufacturing litogrunt artificial soil
RU2720523C1 (en) * 2019-10-01 2020-04-30 Общество с ограниченной ответственностью "Меркурий" Composite construction material

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5476144A (en) * 1992-10-15 1995-12-19 Shell Oil Company Conversion of oil-base mud to oil mud-cement
RU2471737C1 (en) * 2011-06-23 2013-01-10 Салым Петролеум Девелопмент Н.В. Composite structural material
RU2015107333A (en) * 2015-03-03 2016-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный архитектурно-строительный университет" ROAD-CONSTRUCTION COMPOSITE MATERIAL - "GROUND CONCRETE"
RU2593289C1 (en) * 2015-05-14 2016-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "СеверЭкоСервис" Construction material resoil
RU2682920C1 (en) * 2018-02-06 2019-03-22 Евгений Валерьевич Круглей Method of manufacturing litogrunt artificial soil
RU2720523C1 (en) * 2019-10-01 2020-04-30 Общество с ограниченной ответственностью "Меркурий" Composite construction material

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Rana et al. Recycling of dimensional stone waste in concrete: A review
US6706108B2 (en) Method for making a road base material using treated oil and gas waste material
US4871283A (en) Continuous mixing and injection of lime-fly ash slurry
US7276114B2 (en) Method for making a road base material using treated oil and gas waste material
US20200116022A1 (en) Methods and systems for foam mine fill
RU2541009C2 (en) Improved road-building soil
US20030116887A1 (en) Incorporation of drilling cuttings into stable load-bearing structures
RU2522317C1 (en) Soil-slime mix
CZ20013152A3 (en) Transportation process of solid particles
US7371277B2 (en) Method for making a road base material using treated oil and gas waste material
RU2471737C1 (en) Composite structural material
RU2551564C2 (en) Processing method of drilling wastes on territory of cluster site
EP0207717B1 (en) Pumpable backfill material of high strength
CN107285702A (en) A kind of filling slurry of colliery doping discarded concrete aggregate
RU2625494C1 (en) Method of manufacturing lithitioned artificial soil
RU2551560C2 (en) Road-building composite material
RU2520145C1 (en) Man-made peaty soil for reclamation of oil-contaminated and disturbed lands
RU2804370C1 (en) Composite building material
Raavi Design of controlled low strength material for bedding and backfilling using high plasticity clay
RU2682920C1 (en) Method of manufacturing litogrunt artificial soil
RU2593289C1 (en) Construction material resoil
RU2503635C1 (en) Composite building material
KR101666074B1 (en) System that allow for high-speed site renovation using high water content dredged sediment and dredging work at the same time and method for hihg-speed site renovation
Alhaji et al. Laboratory and Field Evaluation of A–6 Lateritic Soil Treated with Reclaimed Asphalt Pavement and Ordinary Portland Cement
RU2293103C2 (en) Composition for recultivation of open-cut mines and disturbed lands