以油基鉆屑?xì)堅(jiān)鳛閾胶狭系幕炷恋闹谱鞣椒?br>【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明設(shè)及一種建筑材料，特別是一種混凝±。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)是頁(yè)巖氣資源大國(guó)，資源豐富，開(kāi)發(fā)潛力大，商業(yè)條件好，發(fā)展前景廣闊。開(kāi)發(fā) 利用好頁(yè)巖氣對(duì)滿足我國(guó)不斷增長(zhǎng)的能源需求、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、提高能源效率、促進(jìn)節(jié)能減 排和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展意義重大。目前，我國(guó)正大力推進(jìn)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)工作，W我國(guó)第一 個(gè)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化開(kāi)發(fā)的大型頁(yè)巖氣田一潔陵頁(yè)巖氣田為例，已布置了200多口頁(yè)巖氣 井，建成了產(chǎn)能50億立方/年。頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)的核屯、技術(shù)是水平井分段壓裂技術(shù)，水平段 頁(yè)巖氣層鉆井采用W柴油作為基液，添加其他試劑組成的油基鉆井液，在鉆井過(guò)程中切削 地層巖石而產(chǎn)生的碎屑通過(guò)油基鉆井液帶出，產(chǎn)生油基鉆屑。據(jù)統(tǒng)計(jì)，單口井的油基鉆屑產(chǎn) 生量約200~250立方米，而油基鉆屑屬于危險(xiǎn)固體廢物，環(huán)境危害性大，處理難度大、處理 成本局。
[0003] 目前油基鉆屑采取的處理措施為:通過(guò)在鉆井平臺(tái)集中收集后運(yùn)輸至油基鉆屑回 收利用站，采用熱解析技術(shù)處理，即通過(guò)半自動(dòng)設(shè)備投加到加熱反應(yīng)爐內(nèi)并加入分離劑攬 拌，加熱至270°C左右反應(yīng)約10小時(shí)，實(shí)現(xiàn)油、鉆屑的分離。使處理后的油基鉆屑含油率控制 在0.3% W下，所得到的灰黑色粉末即是油基鉆屑?xì)堅(jiān)缓笤賹?duì)其進(jìn)行固化填埋處置。
[0004] 油基鉆屑?xì)堅(jiān)牧綖?.05~0.8mm，其含有（質(zhì)量百分比含量）：Si化45%~ 59%、Ca0 5%~14%、Al2〇36%~11%、S030.8%~1.5%、Mg0 1%~3%、Fe2〇32%~3%、 K201%~3%、Na20 0.2%~1.0%，燒失量為8%~10%;其放射性核素含量符合GB6566- 2010建筑主體材料核素含量指標(biāo)，即IRa。.0Bq/Kg、Iγ。.0Bq/Kg。
[0005] 但目前油基鉆屑?xì)堅(jiān)扇〉墓袒盥裉幚矸绞酱嬖谌缦聠?wèn)題：固化占地面積大、 數(shù)量多、±建成本高；固化作業(yè)若施工質(zhì)量有缺陷，還存在一定的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。故頁(yè)巖氣 勘探開(kāi)發(fā)中產(chǎn)生的油基鉆屑?xì)堅(jiān)陌踩h(huán)保處置和資源化綜合利用是當(dāng)前迫切需要解決 的問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種W油基鉆屑?xì)堅(jiān)鳛闈B合料的混凝±，W實(shí)現(xiàn)油基鉆屑 殘?jiān)陌踩h(huán)保處置和資源化綜合利用。
[0007] 本發(fā)明所述W油基鉆屑?xì)堅(jiān)鳛闈B合料的混凝±，是將水泥、細(xì)集料、粗集料、油 基鉆屑?xì)堅(jiān)头勖夯一旌蠑埌杈鶆?，再加入水和減水劑混合攬拌均勻而成，各組份的重量 百分比為，水泥9~15 %、細(xì)集料22~29 %、粗集料40~46%、油基鉆屑?xì)堅(jiān)?~15 %、粉煤灰 2~5%、水6~8%、減水劑0.15~0.25%。
[000引所述的水泥為普通娃酸鹽水泥，滿足GB 175-2007中的相關(guān)規(guī)定。其在加水后不斷 生成水化娃酸巧和巧抓石等，不僅為混凝±提供主要強(qiáng)度支撐來(lái)源，同時(shí)其不斷產(chǎn)生的氨 氧化巧可用來(lái)作為粉煤灰活性激發(fā)的堿度。
[0009] 所述的細(xì)集料為符合JG巧2-2006規(guī)定要求的各種惰性砂。
[0010] 所述的粗集料為符合JG巧2-2006規(guī)定要求的各種建筑用碎石和/或卵石。
[0011] 粗、細(xì)集料為混凝±的骨架。
[0012] 所述的粉煤灰可優(yōu)選燃煤電廠煙道中排出的粉塵，為符合GB/T1596-2005的Π 級(jí)F 類粉煤灰，其具有潛在的水硬性活性，能在后期發(fā)生反應(yīng)增加強(qiáng)度，并能作為微細(xì)粉料填充 于混凝±有害孔隙中，使混凝±更加密實(shí);另外還能改善混凝±的流動(dòng)性。
[0013] 所述的減水劑為滿足GB8076-2008規(guī)定的高性能聚簇酸系列，減水率20~25%。高 性能聚簇酸減水劑在不影響混凝±工作性的條件下，主要是利用靜電斥力和空間位阻效應(yīng) 能使單位用水量減少，從而使混凝±性能提高。
[0014] 所述的油基鉆屑?xì)堅(jiān)侵福涸陧?yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)水平井鉆井過(guò)程中將產(chǎn)生油基鉆 屑，將該油基鉆屑采用熱解析技術(shù)處理，使處理后的油基鉆屑含油率控制在0.3% W下，所 得到的灰黑色粉末，其粒徑為0.05~0.8mm，其含有（質(zhì)量百分比含量）：Si化45%~59%、 CaO 5%~14%、Al2〇36%~11%、S030.8%~1.5%、Mg0 1%~3%、Fe2〇32%~3%、K201% ~3%、Na2〇 0.2%~1.0%，燒失量為8%~10%。
[0015] 如圖1所示，油基鉆屑?xì)堅(jiān)某煞諻Si、Ca、Al等元素為主，可作為火山灰質(zhì)材料使 用，具備了制備混凝上的元素和化學(xué)組分。
[0016] 按GB/T17671-1999水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法，參照GB/T 18046-2000中的活性指數(shù) 試驗(yàn)方法，分別測(cè)試滲30%油基鉆屑?xì)堅(jiān)荣|(zhì)量替代水泥的28天膠砂抗壓強(qiáng)度(Ri)和標(biāo)準(zhǔn) 娃酸鹽水泥28天抗壓強(qiáng)度(R2)，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。結(jié)果顯示油基鉆屑熱解殘?jiān)臒Я糠?標(biāo)準(zhǔn)的10% W內(nèi)，S化含量也達(dá)標(biāo)，活性指數(shù)=化/R2 = 71.5%，活性指數(shù)較好，也基本具備了 作為混凝±滲合料的基礎(chǔ)。
[0017]表1棘性指數(shù)現(xiàn)聯(lián)結(jié)果 [001 引
[0019] 油基鉆屑?xì)堅(jiān)?1〇245%~59%、〔曰0 5%~14%、412〇36~11%，粒徑為0.05~ 0.8mm，既可作為一種娃質(zhì)材料來(lái)取代道路混凝±常用的河砂，作為細(xì)集料來(lái)使用，又可作 為一種活性滲合料，參與水泥的水化反應(yīng)，如娃質(zhì)材料與水泥水化產(chǎn)物氨氧化巧之間反應(yīng) 生成水化娃酸巧，對(duì)骨料與水泥漿的界面過(guò)渡區(qū)起到了增強(qiáng)作用;侶質(zhì)材料與水泥中的硫 酸鹽反應(yīng)生成水化硫侶酸巧等等，此類水化產(chǎn)物均可形成對(duì)整個(gè)體系的強(qiáng)度支持。另一方 面，合理的配比還可W改善整個(gè)混合料的級(jí)配，不僅能提高混凝±強(qiáng)度，還可使其內(nèi)部更加 密實(shí)，增加其耐久性能。
[0020] 本發(fā)明所述混凝±采用油基鉆屑?xì)堅(jiān)鳛闈B合料，有效地實(shí)現(xiàn)了油基鉆屑?xì)堅(jiān)?安全環(huán)保處置和資源化綜合利用，使油基鉆屑?xì)堅(jiān)辉僬加谩赖睾臀廴经h(huán)境，并且利用油 基鉆屑?xì)堅(jiān)鳛闈B合料制備的混凝上，其和易性好、巧落度損失小，抗壓強(qiáng)度高，耐久性能 優(yōu)良，滿足普通商品混凝±的生產(chǎn)要求。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 圖1為作為本發(fā)明所述混凝±滲合料的油基殘?jiān)能譜分析圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 實(shí)施例1:
[0023] 將14.8 %的油基鉆屑?xì)堅(jiān)?2.6 %的機(jī)制砂、40.6 %的建筑用碎石投入Ξ倉(cāng)配料 攬拌機(jī)中攬拌均勻，通過(guò)輸送機(jī)至強(qiáng)制攬拌機(jī)內(nèi)，同時(shí)將9.1 %的水泥、4.9%的粉煤灰也通 過(guò)螺旋輸送機(jī)輸送至強(qiáng)制攬拌機(jī)內(nèi)，充分混合攬拌均勻得固相混合料;再將7.8%的水和 0.2%的高性能聚簇酸減水劑加入該固相混合料內(nèi)，均勻混合攬拌1~2分鐘得商品混凝±。
[0024] 所述的水泥為普通娃酸鹽水泥，滿足GB 175-2007中的相關(guān)規(guī)定;機(jī)制砂細(xì)度模數(shù) 為2.8,顆粒級(jí)配良好;建筑用碎石的壓碎指標(biāo)值大于或等于20%，粒徑為5~25mm連續(xù)級(jí) 配，質(zhì)量良好;粉煤灰為燃煤電廠煙道中排出的粉塵，符合GB/T1596-2005的Π 級(jí)F類，高性 能聚簇酸減水劑滿足GB8076-2008的規(guī)定，減水率20%。
[0025] 實(shí)施例2:
[00%] 將11.71 %的油基鉆屑?xì)堅(jiān)?4.7%的機(jī)制砂、41.1 %的建筑用碎石投入Ξ倉(cāng)配料 攬拌機(jī)中攬拌均勻，通過(guò)輸送機(jī)至強(qiáng)制攬拌機(jī)內(nèi)，同時(shí)將10.1%的水泥、4.6%的粉煤灰也 通過(guò)螺旋輸送機(jī)輸送至強(qiáng)制攬拌機(jī)內(nèi)，充分混合攬拌均勻得固相混合料;再將7.6 %的水和 0.19%的高性能聚簇酸減水劑加入該固相混合料內(nèi)，均勻混合攬拌2~3分鐘得商品混凝 ±。
[0027]所述的水泥為普通娃酸鹽水泥，滿足GB 175-2007中的相關(guān)規(guī)定;機(jī)制砂細(xì)度模數(shù) 為2.8,顆粒級(jí)配良好;建筑用碎石的壓碎指標(biāo)值大于或等于20%，粒徑為5~25mm連續(xù)級(jí) 配，質(zhì)量良好;粉煤灰為燃煤電廠煙道中排出的粉塵，符合GB/T1596-2005的Π 級(jí)F類，高性 能聚簇酸減水劑滿足688076-2008的規(guī)定，減水率22%。
[002引實(shí)施例3:
[00巧]將8.46 %的油基鉆屑?xì)堅(jiān)?6.4%的機(jī)制砂、42.58 %的建筑用碎石投入Ξ倉(cāng)配料 攬拌機(jī)中攬拌均勻，通過(guò)輸送機(jī)至強(qiáng)制攬拌機(jī)內(nèi)，同時(shí)將11.3%的水泥、3.78%的粉煤灰也 通過(guò)螺旋輸送機(jī)輸送至強(qiáng)制攬拌機(jī)內(nèi)，充分混合攬拌均勻得固相混合料;再將7.3 %的水和 0.18%的高性能聚簇酸減水劑加入該固相混合料內(nèi)，均勻混合攬拌3~4分鐘得商品混凝 ±。
[0030] 所述的水泥為普通娃酸鹽水泥，滿足GB 175-2007中的相關(guān)規(guī)定;機(jī)制砂細(xì)度模數(shù) 為2.8,顆粒級(jí)配良好;建筑用碎石的壓碎指標(biāo)值大于或等于20%，粒徑為5~25mm連續(xù)級(jí) 配，質(zhì)量良好;粉煤灰為燃煤電廠煙道中排出的粉塵，符合GB/T1596-2005的Π 級(jí)F類，高性 能聚簇酸減水劑滿足688076-2008的規(guī)定，減水率23%。
[0031] 實(shí)施例4:
[0032] 將5.0%的油基鉆屑?xì)堅(jiān)?8.2%的河砂、43.95%的卵石投入Ξ倉(cāng)配料攬拌機(jī)中 攬拌均勻，通過(guò)輸送機(jī)至強(qiáng)制攬拌機(jī)內(nèi)，同時(shí)將12.44%的水泥、3.32%的粉煤灰也通過(guò)螺 旋輸送機(jī)輸送至強(qiáng)制攬拌機(jī)內(nèi)，充分混合攬拌均勻得固相混合料;再將6.9 %的水和0.19 % 的高性能聚簇酸減水劑加入該固相混合料內(nèi)，均勻混合攬拌4~5分鐘得商品混凝±。
[0033] 所述的水泥為普通娃酸鹽水泥，滿足GB 175-2007中的相關(guān)規(guī)定;河砂細(xì)度模數(shù)為 2.8, 顆粒級(jí)配良好;卵石的壓碎指標(biāo)值大于或等于20%，粒徑為5~25mm連續(xù)級(jí)配，質(zhì)量良 好;粉煤灰為燃煤電廠煙道中排出的粉塵，符合GB/T1596-2005的Π 級(jí)F類，高性能聚簇酸減 水劑滿足688076-2008的規(guī)定，減水率24%。
[0034] 實(shí)施例5:
[0035] 將3.68%的油基鉆屑?xì)堅(jiān)?7.4%的河砂、45.3%的卵石投入Ξ倉(cāng)配料攬拌機(jī)中 攬拌均勻，通過(guò)輸送機(jī)至強(qiáng)制攬拌機(jī)內(nèi)，同時(shí)將14.3%的水泥、2.4%的粉煤灰也通過(guò)螺旋 輸送機(jī)輸送至強(qiáng)制攬拌機(jī)內(nèi)，充分混合攬拌均勻得固相混合料;再將6.7 %的水和0.22 %的 高性能聚簇酸減水劑加入該固相混合料內(nèi)，均勻混合攬拌2~3分鐘得商品混凝±。
[0036] 所述的水泥為普通娃酸鹽水泥，滿足GB 175-2007中的相關(guān)規(guī)定;河砂細(xì)度模數(shù)為 2.8, 顆粒級(jí)配良好;卵石的壓碎指標(biāo)值大于或等于20%，粒徑為5~25mm連續(xù)級(jí)配，質(zhì)量良 好;粉煤灰為燃煤電廠煙道中排出的粉塵，符合GB/T1596-2005的Π 級(jí)F類，高性能聚簇酸減 水劑滿足688076-2008的規(guī)定，減水率25%。
[0037] 上述本發(fā)明5個(gè)實(shí)施例的各原料配比如表2所示;各實(shí)施例所制得的混凝±的各項(xiàng) 基本性能如表3所示。
[0038] 表2本發(fā)明5個(gè)實(shí)施例的各原料配比
[0042]由表3可知，本發(fā)明所制得的W油基鉆屑?xì)堅(jiān)鳛闈B合料的混凝±的各項(xiàng)指標(biāo)均 能滿足《GB50164-2011混凝±質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》中相關(guān)要求，耐久性能良好，可應(yīng)用于各種性 能要求的商品混凝±。并且所制得的混凝±浸出液中的重金屬濃度及相關(guān)指標(biāo)遠(yuǎn)低于 《GB5085.7-2007危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)通則》和《GB8978-1996污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》，不會(huì)對(duì)環(huán)境 造成二次污染，實(shí)現(xiàn)了對(duì)頁(yè)巖氣油基鉆屑?xì)堅(jiān)臒o(wú)害化和資源化綜合利用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 以油基鉆肩殘?jiān)鳛閾胶狭系幕炷粒涮卣髟谟?是將水泥、細(xì)集料、粗集料、油基 鉆肩殘?jiān)头勖夯一旌蠑嚢杈鶆颍偌尤胨蜏p水劑混合攪拌均勻而成，各組份的重量百 分比為，水泥9~15%、細(xì)集料22~29%、粗集料40~46%、油基鉆肩殘?jiān)?~15%、粉煤灰2~5%、 水6~8%、減水劑0 · 15~0 · 25%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述以油基鉆肩殘?jiān)鳛閾胶狭系幕炷?，其特征在?所述的水泥 為普通硅酸鹽水泥，滿足GB 175-2007中的相關(guān)規(guī)定。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述以油基鉆肩殘?jiān)鳛閾胶狭系幕炷?，其特征在?所述的細(xì)集 料為符合JGJ52-2006規(guī)定要求的各種惰性砂。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述以油基鉆肩殘?jiān)鳛閾胶狭系幕炷粒涮卣髟谟?所述的粗集 料為符合JGJ52-2006規(guī)定要求的各種建筑用碎石和/或卵石。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述以油基鉆肩殘?jiān)鳛閾胶狭系幕炷?，其特征在?所述的粉煤 灰為燃煤電廠煙道中排出的粉塵，符合GB/T1596-2005的Π級(jí)F類。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述以油基鉆肩殘?jiān)鳛閾胶狭系幕炷?，其特征在?所述的減水 劑為滿足GB8076-2008規(guī)定的高性能聚羧酸系列，減水率20~25%。7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述以油基鉆肩殘?jiān)鳛閾胶狭系幕炷?，其特征在?所述的惰性 砂為機(jī)制砂和/或河砂，細(xì)度模數(shù)為2.8,顆粒級(jí)配良好。8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述以油基鉆肩殘?jiān)鳛閾胶狭系幕炷粒涮卣髟谟?所述的建筑 用碎石和/或卵石的壓碎指標(biāo)值大于或等于20%，粒徑為5~25_連續(xù)級(jí)配，質(zhì)量良好。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種以油基鉆屑?xì)堅(jiān)鳛閾胶狭系幕炷?。是將水泥、?xì)集料、粗集料、油基鉆屑?xì)堅(jiān)头勖夯一旌蠑嚢杈鶆颍偌尤胨蜏p水劑混合攪拌均勻而成，各組份的重量百分比為，水泥9～15%、細(xì)集料22～29%、粗集料40～46%、油基鉆屑?xì)堅(jiān)?～15%、粉煤灰2～5%、水6～8%、減水劑0.15～0.25%。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了油基鉆屑?xì)堅(jiān)陌踩h(huán)保處置和資源化綜合利用，使油基鉆屑?xì)堅(jiān)辉僬加猛恋睾臀廴经h(huán)境，并且利用油基鉆屑?xì)堅(jiān)鳛閾胶狭现苽涞幕炷?，其和易性好、坍落度損失小，抗壓強(qiáng)度高，耐久性能優(yōu)良，滿足普通商品混凝土的生產(chǎn)要求。
【IPC分類】C04B18/04, C04B28/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105712681
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610300674
【發(fā)明人】周伯均, 金吉中, 周澤軍, 張召基, 何勇, 熊德明, 王朝強(qiáng), 張春
【申請(qǐng)人】中石化重慶涪陵頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)有限公司, 重慶市涪陵頁(yè)巖氣環(huán)保研發(fā)與技術(shù)服務(wù)中心