早強(qiáng)劑按照化學(xué)成分可分為無機(jī)鹽類、有機(jī)物類、有機(jī)類和無機(jī)物復(fù)合的復(fù)合早強(qiáng)劑三類。
1)氯鹽早強(qiáng)劑
氯鹽早強(qiáng)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(qiáng)劑,會(huì)對(duì)混凝土的早期強(qiáng)度發(fā)展有利。
氯鹽類早強(qiáng)劑是應(yīng)用歷史最長、應(yīng)用效果最顯著的早強(qiáng)劑品種。不過氯鹽類的早強(qiáng)劑只準(zhǔn)在不配剛筋的素混凝土中摻加,對(duì)于鋼筋混凝土,特別是頸應(yīng)力鋼筋混凝上,以及有金屬預(yù)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(qiáng)劑
常用的硫酸鹽早強(qiáng)劑為硫酸鈉、硫酸鉀和硫酸鈣。摻硫酸鹽早強(qiáng)劑的混凝土要注意預(yù)防泛堿和白華現(xiàn)象。硫酸鹽的摻量應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)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(qiáng)制
硝酸鹽和亞硝酸鹽均對(duì)水泥水化過程起促進(jìn)作用。這些鹽類不僅能作為混凝土的早強(qiáng)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(qiáng)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(hù)膜。所以氯鹽早強(qiáng)劑或氯鹽防凍劑中常復(fù)合有亞硝酸鈉組分。
4)有機(jī)化合物早強(qiáng)劑
最常用的有機(jī)化合物早強(qiáng)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(qiáng)劑復(fù)合使用,早強(qiáng)效果更佳。常用的有機(jī)化合物早強(qiáng)劑還有甲酸鈣、乙酸和乙酸鹽等。
5)復(fù)合型早強(qiáng)劑和早強(qiáng)減水劑
通過對(duì)各種早強(qiáng)劑組分之間的復(fù)合,以及早強(qiáng)劑組分與減水劑組分之間的復(fù)合,可以收到比單一早強(qiáng)劑更好的改性效果,如:大幅度提高混凝土的早期強(qiáng)度發(fā)展速率;既能較好地提高混凝土的早期強(qiáng)度,又對(duì)混凝土后期強(qiáng)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(qiáng)度發(fā)展;既能起到良好的早強(qiáng)效果,又能避免有些早強(qiáng)組分引起混凝土內(nèi)部鋼筋銹蝕等。
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(qiáng)劑和早強(qiáng)減水劑來提高混凝土早期強(qiáng)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(qiáng)劑和早強(qiáng)減水劑。混凝土構(gòu)件生產(chǎn)中為盡早張拉鋼筋、加快模板周轉(zhuǎn)和臺(tái)座利用率,早強(qiáng)型的外加劑更是普遍應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前我國每年使用的旱強(qiáng)劑和早強(qiáng)減水劑總量逾20萬噸。
混凝土早強(qiáng)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(qiáng)型外加劑,如亞硝酸鹽,鉻酸鹽等,以及有機(jī)物早強(qiáng)劑,如三乙醇胺、甲酸鈣、尿素等,并且在早強(qiáng)劑的基礎(chǔ)上,生產(chǎn)應(yīng)用多種復(fù)合型外加劑,如早強(qiáng)減水劑、早強(qiáng)防凍劑和早強(qiáng)型泵送劑等。這些種類的早強(qiáng)型外加劑都已經(jīng)在實(shí)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(xué)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(huì)對(duì)改進(jìn)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(jī)物類緩凝劑和聚合物類緩凝劑兩大類。有機(jī)物類緩凝劑中,研究較多的有機(jī)物主要是有機(jī)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(shí)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(xué)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(huì)對(duì)改進(jìn)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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評(píng)分: 4.3
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(shí)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(fù)合型油井水泥早強(qiáng)劑LL與實(shí)驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)SY/T5504.4-2008,SY/T5504.1-2005,SY/T5504.3-2008和SY/T5504.2-2005,測(cè)試水泥漿性能,最后進(jìn)行早強(qiáng)水泥漿體系性能測(cè)試,通過配方1撫順G級(jí)油井水泥+2.5%早強(qiáng)劑LL和配方2撫順G級(jí)水泥+2.5%早強(qiáng)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(qiáng)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(dá)到相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),配伍性良好,并且早強(qiáng)水泥漿體系性能穩(wěn)定,測(cè)得的稠化時(shí)間略有加長,初始稠度較低,抗壓強(qiáng)度降低,能夠滿足固井的各項(xiàng)指標(biāo)的要求。
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針對(duì)低溫條件下,水泥漿因水化速度慢,候凝時(shí)間長,極易造成油、氣、水浸,導(dǎo)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(qiáng)劑種類少的具體情況,根據(jù)油井水泥水化及低溫早強(qiáng)原理,選擇對(duì)油井水泥具有低溫早強(qiáng)作用的水溶性無氯化工原材料,通過實(shí)驗(yàn)優(yōu)選出無機(jī)物A、B,有機(jī)鹽C和有機(jī)酸D,研制出一種新型無氯水溶性低溫早強(qiáng)劑ZC-2S,該早強(qiáng)劑對(duì)常規(guī)密度和低密度水泥漿均有顯著的早強(qiáng)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(diǎn)討論的內(nèi)容如下:
(1)油井水泥外加劑作用機(jī)理。
(2)新型油井水泥外加劑分子設(shè)計(jì)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(qiáng)劑及其作用機(jī)理的探討。
(6)為便于對(duì)水泥外加劑作用機(jī)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(dòng)力學(xué)的近期理論研究進(jìn)展,以供參考。