CN110386793B - 一种超缓凝低失水高流动性水泥浆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超缓凝低失水高流动性水泥浆，属于浆料技术领域，关键在于，按重量份数计，所述的水泥浆包括以下组分：水泥195‑205份、粉煤灰780‑820份、水975‑1025份、甘油146‑154份、磺化褐煤树脂0.8‑1.2份、聚羧酸减水剂1.3‑1.7份和引气剂0.8‑1.2份。利用粉煤灰的缓凝作用，将粉煤灰和水泥以特定的比例配置成水泥浆的胶凝体，可以使水泥浆在40℃的高温情况下，缓凝时间长达45小时。在确保缓凝效果的前提下，通过调节胶凝体与水的质量比，使水泥浆具有高流动性和低失水性。
Description
技术领域
本发明属于浆料技术领域，涉及到水泥浆，特别是一种超缓凝低失水高流动性水泥浆。
背景技术
水泥浆是固井中使用的工作液，水泥浆的功能是固井，固井作业是由套管向井壁与套管的环空注入水泥浆并让它上返至一定高度，水泥浆随后变成水泥石将井壁与套管固结起来。
高家堡西区进风井冻结深度达到990米，是全国冻结深度之最，采用全深冻结，为防止解冻后冻结器环形空间沟通上下含水层而对井筒、巷道形成隐患，设计要求对冻结器环形空间进行充填。
冻结管下放时间长，水泥浆承受的液柱压力大，中粒、粗粒砂岩地层易失水，地温高达38℃，这些环境因素对水泥浆的缓凝性能、防失水性、流动性有很高的要求，传统水泥浆无法满足施工要求。
发明内容
本发明为了克服现有技术的缺陷，设计了一种超缓凝低失水高流动性水泥浆，在40℃的高温情况下，缓凝时间长达45小时，而且可以保持高流动性、低失水性，能够满足封水要求。
本发明所采取的具体技术方案是：一种超缓凝低失水高流动性水泥浆，关键在于，按重量份数计，所述的水泥浆包括以下组分：水泥195-205份、粉煤灰780-820份、水975-1025份、甘油146-154份、磺化褐煤树脂0.8-1.2份、聚羧酸减水剂1.3-1.7份和引气剂0.8-1.2份。
按重量份数计，所述的水泥浆包括以下组分：水泥200份、粉煤灰800份、水1000份、甘油150份、磺化褐煤树脂1份、聚羧酸减水剂1.5份和引气剂1份。
按重量份数计，所述的水泥浆包括以下组分：水泥195份、粉煤灰780份、水975份、甘油146份、磺化褐煤树脂0.8份、聚羧酸减水剂1.3份和引气剂0.8份。
按重量份数计，所述的水泥浆包括以下组分：水泥205份、粉煤灰820份、水1025份、甘油154份、磺化褐煤树脂1.2份、聚羧酸减水剂1.7份和引气剂1.2份。
按重量份数计，所述的水泥浆包括以下组分：水泥198份、粉煤灰792份、水990份、甘油148份、磺化褐煤树脂0.9份、聚羧酸减水剂1.4份和引气剂0.9份。
按重量份数计，所述的水泥浆包括以下组分：水泥202份、粉煤灰808份、水1010份、甘油152份、磺化褐煤树脂1.1份、聚羧酸减水剂1.6份和引气剂1.1份。
所述的水泥是PO.42.5普通硅酸盐水泥，粉煤灰是二级粉煤灰。
所述的甘油是质量分数为95％的工业甘油。
所述的聚羧酸减水剂是质量分数为38％的苏博特液体PCA-I聚羧酸减水剂。
所述的引气剂是α-烯基磺酸钠。
本发明的有益效果是：利用粉煤灰的缓凝作用，将粉煤灰和水泥以特定的比例配置成水泥浆的胶凝体，可以使水泥浆在40℃的高温情况下，缓凝时间长达45小时。在确保缓凝效果的前提下，通过调节胶凝体与水的质量比，使水泥浆具有高流动性和低失水性。
粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物，本发明将粉煤灰与水泥混合来制作胶凝体，而且粉煤灰的用量远大于水泥用量，可以大大减少固体废物的排放量，使粉煤灰得到充分利用，可以减轻对环境的污染，同时可以减少水泥的用量，节约成本。粉煤灰使用量过多会降低水泥浆的终凝强度，使用量过少会减少水泥浆的凝固时间，降低混凝水泥的流动性，所以粉煤灰的用量多少至关重要。
甘油的主要作用是缓凝剂，起降低水泥浆凝固速度的作用，甘油自身以及和其它添加剂共同起到防止水泥浆失水和增加水泥浆流动性的作用，确保水泥浆在40℃的高温情况下，缓凝时间长达45小时。甘油量过多或过少都会降低缓凝水泥浆的凝固时间，所以甘油的用量与其它各个物料的用量之间有着密切的联系。
磺化褐煤树脂的主要作用是确保水泥浆的防失水性，用量过多则导致水泥浆增稠，用量过少则滤失量增大，所以磺化褐煤树脂的用量至关重要。
聚羧酸减水剂能够发挥较高的塑化效果，流动性好，对水泥浆的增强效果显著，能够降低水泥浆的收缩，使水泥浆具有优良的耐久性。聚羧酸减水剂与水泥的相容性好，掺量低，减水率高，可以大幅度提高水泥浆的早期、后期强度，使用聚羧酸减水剂可以用更多的粉煤灰取代水泥，从而降低成本。
引气剂的气泡结构好，气泡半径小，抗冻指标高，利用引气剂可以有效提高水泥浆的耐久性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作详细说明：
一、具体实施例、下面实施例中所用的水泥是PO.42.5普通硅酸盐水泥，粉煤灰是二级粉煤灰，甘油是质量分数为95％的工业甘油，聚羧酸减水剂是质量分数为38％的苏博特液体PCA-I聚羧酸减水剂，引气剂是α-烯基磺酸钠。
下面实施例中采用PO.42.5普通硅酸盐水泥和二级粉煤灰以1：4的比例配制水泥浆的胶凝体，胶凝体与水的质量比为1：1。
实施例1、一种超缓凝低失水高流动性水泥浆，按重量份数计，所述的水泥浆包括以下组分：水泥195份、粉煤灰780份、水975份、甘油146份、磺化褐煤树脂0.8份、聚羧酸减水剂1.3份和引气剂0.8份。
实施例2、一种超缓凝低失水高流动性水泥浆，按重量份数计，所述的水泥浆包括以下组分：水泥198份、粉煤灰792份、水990份、甘油148份、磺化褐煤树脂0.9份、聚羧酸减水剂1.4份和引气剂0.9份。
实施例3、一种超缓凝低失水高流动性水泥浆，按重量份数计，所述的水泥浆包括以下组分：水泥200份、粉煤灰800份、水1000份、甘油150份、磺化褐煤树脂1份、聚羧酸减水剂1.5份和引气剂1份。
实施例4、一种超缓凝低失水高流动性水泥浆，按重量份数计，所述的水泥浆包括以下组分：水泥202份、粉煤灰808份、水1010份、甘油152份、磺化褐煤树脂1.1份、聚羧酸减水剂1.6份和引气剂1.1份。
实施例5、一种超缓凝低失水高流动性水泥浆，按重量份数计，所述的水泥浆包括以下组分：水泥205份、粉煤灰820份、水1025份、甘油154份、磺化褐煤树脂1.2份、聚羧酸减水剂1.7份和引气剂1.2份。
二、实验验证
对实施例1-5配制的水泥浆进行常规性能测试，所得结果如下面的表1所示：
表1实施例1-5的常规性能参数
由表1中的数据可以看出，本发明的水泥浆在40℃的高温情况下，缓凝时间长达45小时，而且可以保持高流动性、低失水性，能够满足封水要求。
Claims (10)
1.一种超缓凝低失水高流动性水泥浆，其特征在于，按重量份数计，所述的水泥浆由以下组分组成：水泥195-205份、粉煤灰780-820份、水975-1025份、甘油146-154份、磺化褐煤树脂0.8-1.2份、聚羧酸减水剂1.3-1.7份和引气剂0.8-1.2份；
所述水泥浆适用于40℃的高温环境。
2.根据权利要求1所述的一种超缓凝低失水高流动性水泥浆，其特征在于，按重量份数计，所述的水泥浆由以下组分组成：水泥200份、粉煤灰800份、水1000份、甘油150份、磺化褐煤树脂1份、聚羧酸减水剂1.5份和引气剂1份。
3.根据权利要求1所述的一种超缓凝低失水高流动性水泥浆，其特征在于，按重量份数计，所述的水泥浆由以下组分组成：水泥195份、粉煤灰780份、水975份、甘油146份、磺化褐煤树脂0.8份、聚羧酸减水剂1.3份和引气剂0.8份。
4.根据权利要求1所述的一种超缓凝低失水高流动性水泥浆，其特征在于，按重量份数计，所述的水泥浆由以下组分组成：水泥205份、粉煤灰820份、水1025份、甘油154份、磺化褐煤树脂1.2份、聚羧酸减水剂1.7份和引气剂1.2份。
5.根据权利要求1所述的一种超缓凝低失水高流动性水泥浆，其特征在于，按重量份数计，所述的水泥浆由以下组分组成：水泥198份、粉煤灰792份、水990份、甘油148份、磺化褐煤树脂0.9份、聚羧酸减水剂1.4份和引气剂0.9份。
6.根据权利要求1所述的一种超缓凝低失水高流动性水泥浆，其特征在于，按重量份数计，所述的水泥浆由以下组分组成：水泥202份、粉煤灰808份、水1010份、甘油152份、磺化褐煤树脂1.1份、聚羧酸减水剂1.6份和引气剂1.1份。
7.根据权利要求1所述的一种超缓凝低失水高流动性水泥浆，其特征在于，所述的水泥是PO.42.5普通硅酸盐水泥，粉煤灰是二级粉煤灰。
8.根据权利要求1所述的一种超缓凝低失水高流动性水泥浆，其特征在于，所述的甘油是质量分数为95%的工业甘油。
9.根据权利要求1所述的一种超缓凝低失水高流动性水泥浆，其特征在于，所述的聚羧酸减水剂是质量分数为38%的苏博特液体PCA-I聚羧酸减水剂。
10.根据权利要求1所述的一种超缓凝低失水高流动性水泥浆，其特征在于，所述的引气剂是α-烯基磺酸钠。
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