油井水泥早強劑能加速水泥硅酸鹽組分水化反應(yīng)速度,改善水泥石晶體結(jié)構(gòu),從而提高水泥石的早期強度。 油井水泥早強劑,中國化工網(wǎng)引本產(chǎn)品由促凝材料組成,易溶于水,能有效的縮短水泥漿的稠化時間,與其它外加劑有較好的配伍性。 早強劑是指能提高混凝土早期強度,并且對后期強度無顯著影響的外加劑。早強劑的主要作用在于加速水泥水化速度,促進混凝上早期強度的發(fā)展;既具有早強功能,又具有一定減水增強功能的外加劑稱為早強減水荊。
中文名稱 | 油井水泥早強劑 | 作用 | 提高水泥石的早期強度 |
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又稱 | 早強減水荊 | 主要成分 | 促凝材料 |
標準 | BG8076-1997 | 種類 | 早強減水劑、早強防凍劑等 |
使用地 | 東北、華北、西北等 |
由于中國國土面積大,東北、華北、西北地區(qū)常年冬期較長,需要摻加早強劑和早強減水劑來提高混凝土早期強度發(fā)展。華東、華南地區(qū)冬季氣溫降至10℃以下的施工中也常摻用早強劑和早強減水劑?;炷翗?gòu)件生產(chǎn)中為盡早張拉鋼筋、加快模板周轉(zhuǎn)和臺座利用率,早強型的外加劑更是普遍應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計,目前我國每年使用的旱強劑和早強減水劑總量逾20萬噸。
早強劑按照化學成分可分為無機鹽類、有機物類、有機類和無機物復合的復合早強劑三類。
1)氯鹽早強劑
氯鹽早強劑的組成主要包括氯化鈣、氯化鈉、氯化鋁等。合理摻加氯鹽類早強劑,會對混凝土的早期強度發(fā)展有利。
氯鹽類早強劑是應(yīng)用歷史最長、應(yīng)用效果最顯著的早強劑品種。不過氯鹽類的早強劑只準在不配剛筋的素混凝土中摻加,對于鋼筋混凝土,特別是頸應(yīng)力鋼筋混凝上,以及有金屬預埋件的混凝土中,要慎重使用這類外加劑,限制Cl-含量的引入量,甚至要禁止使用。
2)硫酸鹽早強劑
常用的硫酸鹽早強劑為硫酸鈉、硫酸鉀和硫酸鈣。摻硫酸鹽早強劑的混凝土要注意預防泛堿和白華現(xiàn)象。硫酸鹽的摻量應(yīng)通過實驗確定,以免引起堿集料反應(yīng)破壞或硫酸鹽過量產(chǎn)生的侵蝕破壞。
3)硝酸鹽和亞硝酸鹽早強制
硝酸鹽和亞硝酸鹽均對水泥水化過程起促進作用。這些鹽類不僅能作為混凝土的早強劑組分,而且可以作為混凝土防凍劑組分使用。我國曾生產(chǎn)應(yīng)用過以硝酸鹽和亞硝酸鹽為主的許多品種的早強劑或防凍劑,如亞硝酸鈣一硝酸鈣,硝酸鈣一尿素、亞硝酸鈣一硝酸鈣一尿素、亞硝酸鈣一硝酸鈣一氯化鈣,以及亞硝酸鈣一硝酸鈣一氯化鈣一尿酸等。
亞硝酸鈉的摻入還可以防止混凝土內(nèi)部鋼筋的銹蝕,其原因是可以促使鋼筋表面形成致密的保護膜。所以氯鹽早強劑或氯鹽防凍劑中常復合有亞硝酸鈉組分。
4)有機化合物早強劑
最常用的有機化合物早強劑為三乙醇胺。三乙醇胺是一種表面活性劑,摻入水泥棍凝土中,在水泥水化過程中起催化劑的作用,它能夠加速C3A的水化和鈣礬石的形成。三乙醇胺常與氯鹽早強劑復合使用,早強效果更佳。常用的有機化合物早強劑還有甲酸鈣、乙酸和乙酸鹽等。
5)復合型早強劑和早強減水劑
通過對各種早強劑組分之間的復合,以及早強劑組分與減水劑組分之間的復合,可以收到比單一早強劑更好的改性效果,如:大幅度提高混凝土的早期強度發(fā)展速率;既能較好地提高混凝土的早期強度,又對混凝土后期強度發(fā)展帶來好處;既具有一定減水作用,又能大幅度加速混凝土早期強度發(fā)展;既能起到良好的早強效果,又能避免有些早強組分引起混凝土內(nèi)部鋼筋銹蝕等。
混凝土早強劑是外加劑發(fā)展歷史中最早使用的外加劑品種之一。到目前為止,人們已先后開發(fā)除氯鹽和硫酸鹽以外的多種早強型外加劑,如亞硝酸鹽,鉻酸鹽等,以及有機物早強劑,如三乙醇胺、甲酸鈣、尿素等,并且在早強劑的基礎(chǔ)上,生產(chǎn)應(yīng)用多種復合型外加劑,如早強減水劑、早強防凍劑和早強型泵送劑等。這些種類的早強型外加劑都已經(jīng)在實際工程中使用,在改善混凝土性能。提高施工效率和節(jié)約投資成本方面發(fā)揮了重要作用。
油井水泥緩凝劑是一類應(yīng)用普遍的油田化學品,它自身具備的性質(zhì)、不同類型、品質(zhì)問題、應(yīng)用量多少,一般會對改進產(chǎn)品性質(zhì)引起非常重要的作用。在油田勘探鉆井過程中,油井水泥緩凝劑是關(guān)鍵的,油井水泥緩凝劑就如鉆井...
從分子量的大小或合成方法的角度可以分為有機物類緩凝劑和聚合物類緩凝劑兩大類。有機物類緩凝劑中,研究較多的有機物主要是有機膦酸(鹽),其有不少品種適合用作油井水泥緩凝劑,在國內(nèi)外都有應(yīng)用實例。聚合物類緩...
油井水泥緩凝劑是一類應(yīng)用普遍的油田化學品,它自身具備的性質(zhì)、不同類型、品質(zhì)問題、應(yīng)用量多少,一般會對改進產(chǎn)品性質(zhì)引起非常重要的作用。在油田勘探鉆井過程中,油井水泥緩凝劑是關(guān)鍵的,油井水泥緩凝劑就如鉆井...
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在油氣井固井作業(yè)中需要使用油井水泥外加劑來控制、改善水泥漿的流變性能和水泥的水化、凝結(jié)性能,提高水泥石的綜合性能,保證固井質(zhì)量。大量的實踐表明,保證固井質(zhì)量的關(guān)鍵之一是固井水泥漿的良好性能。而固井水泥漿的良好性能取決于水泥漿和水泥漿外加劑的性能。主要研究自制復合型油井水泥早強劑LL與實驗室自制油井水泥緩凝劑MAM,分散劑FASA,降失水劑AS的配伍性規(guī)律。按照中國石油天然氣行業(yè)標準SY/T5504.4-2008,SY/T5504.1-2005,SY/T5504.3-2008和SY/T5504.2-2005,測試水泥漿性能,最后進行早強水泥漿體系性能測試,通過配方1撫順G級油井水泥+2.5%早強劑LL和配方2撫順G級水泥+2.5%早強劑LL+1.0%緩凝劑MAM+0.5%分散劑FASA+1.0%降失水劑AS的水泥漿性能比較,結(jié)果表明,早強劑LL分別加入緩凝劑MAM,分散劑FASA,降失水劑AS后水泥漿性能均能達到相關(guān)行業(yè)標準,配伍性良好,并且早強水泥漿體系性能穩(wěn)定,測得的稠化時間略有加長,初始稠度較低,抗壓強度降低,能夠滿足固井的各項指標的要求。
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針對低溫條件下,水泥漿因水化速度慢,候凝時間長,極易造成油、氣、水浸,導致固井質(zhì)量差和目前油田低溫淺層固井可供選擇的早強劑種類少的具體情況,根據(jù)油井水泥水化及低溫早強原理,選擇對油井水泥具有低溫早強作用的水溶性無氯化工原材料,通過實驗優(yōu)選出無機物A、B,有機鹽C和有機酸D,研制出一種新型無氯水溶性低溫早強劑ZC-2S,該早強劑對常規(guī)密度和低密度水泥漿均有顯著的早強作用,且與多種常用油井水泥添加劑體系配伍性好,可用于低溫淺層油氣井固井水泥漿體系,尤其是無干混裝置的油田。
本書重點討論的內(nèi)容如下:
(1)油井水泥外加劑作用機理。
(2)新型油井水泥外加劑分子設(shè)計思路。以AMPS、 AHPS系列共聚物為例來說明和討論。
(3)外加劑之間的協(xié)同作用與相反作用。
(4)新型無公害、可生物降解的高分子材料油井水泥外加劑。
(5)納米材料用于油井水泥早強劑及其作用機理的探討。
(6)為便于對水泥外加劑作用機理的理解和研究以及新型外加劑的開發(fā),在本書的第七章介紹了有關(guān)硅酸鹽水泥水化動力學的近期理論研究進展,以供參考。