一种胶凝材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种胶凝材料及其制备方法。本发明专利技术提供的胶凝材料的原料包括：基料和添加剂；所述添加剂的质量为所述基料质量的1％～5％；所述基料包括以下质量比的组分：40％～70％的预处理钻井油泥，10％～40％的粉煤灰，10％～20％的钢渣，5％～10％的脱硫石膏；其中，所述预处理钻井油泥通过以下方式获得：将NaOH水溶液与钻井油泥混合后，静置陈化，得到预处理钻井油泥。本发明专利技术提供的胶凝材料采用预处理钻井油泥作为主要原料，不仅能够制备出胶凝材料，而且能够获得良好的力学性能，还解决了钻井油泥闲置堆放、占用土地的问题。占用土地的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种胶凝材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及无机材料领域，特别涉及一种胶凝材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]钻井油泥是石油在开采、运输、储存和加工等过程中产生的一种含油废渣。由于其具有组分复杂、有机污染物浓度高、处理难度大和综合处理利用效率低等特点，导致未经处理或处理不彻底的钻井油泥大量堆积，对周边的土壤、空气、水质和植被等产生较为严重的污染。
[0003]目前，对于钻井油泥的处理技术主要有：萃取分离法、热解处理、热水洗涤和污泥填埋等，将其中的原油萃取出来进行回收，实现资源化利用。虽然经过脱水脱油处理后的油泥残渣含油率小于2％，但依然存在一些有害物质，一般采用生物处理或填埋等方式进行处理，但生物处理方法具有周期比较长、占地面积广等不足，而填埋对钻井油泥的质量要求比较高，未达到投放标准的油泥会对土壤以及水质造成一定污染。
[0004]经过除油处理后的钻井油泥存在利用规模小、附加值不高等问题，大量油泥仍被闲置堆放，占用大量土地资源。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种胶凝材料及其制备方法。本专利技术提供的胶凝材料采用预处理钻井油泥作为主要原料，不仅能够制备出胶凝材料，而且能够获得良好的力学性能，还解决了钻井油泥闲置堆放、占用土地的问题。
[0006]本专利技术提供了一种胶凝材料，所述胶凝材料的原料包括：基料和添加剂；
[0007]所述添加剂的质量为所述基料质量的1％～5％；
[0008]所述基料包括以下质量比的组分：r/>[0009][0010][0011]其中，所述预处理钻井油泥通过以下方式获得：
[0012]将NaOH水溶液与钻井油泥混合后，静置陈化，得到预处理钻井油泥。
[0013]优选的，所述NaOH水溶液的质量浓度为1％～2％；所述NaOH水溶液与钻井油泥的质量比为(0.15～0.20)∶1。
[0014]优选的，所述静置陈化的温度为24～26℃，时间为20～28h。
[0015]优选的，所述粉煤灰的粒径为1～100μm。
[0016]优选的，所述钢渣的粒度为≤30mm。
[0017]优选的，以各组分占所述基料的质量比计，所述添加剂包括：
[0018]碱性激发剂
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1％～2％；
[0019]铝酸盐
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1％～2％；
[0020]减水剂
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0.5％～1％。
[0021]优选的，所述碱性激发剂选自Ca(OH)2、KOH和NaSiO3中的一种或多种；
[0022]所述铝酸盐为铝酸钠；
[0023]所述减水剂选自木质素磺酸盐类高效减水剂、氨基磺酸盐系高效减水剂、脂肪酸系高效减水剂和聚羧酸盐系高效减水剂中的一种或多种。
[0024]优选的，所述胶凝材料的细度规格为：比表面积600～700m2/kg。
[0025]本专利技术还提供了一种上述技术方案中所述的胶凝材料的制备方法，包括：
[0026]将预处理钻井油泥、粉煤灰、钢渣、脱硫石膏和外加剂烘干后，混合球磨，得到胶凝材料。
[0027]优选的，所述烘干的温度为40～50℃。
[0028]本专利技术提供的胶凝材料，将预处理钻井油泥、粉煤灰、钢渣、脱硫石膏和添加剂以一定比例搭配制得；其中，预处理钻井油泥为利用NaOH水溶液处理的钻井油泥，能够提高反应体系的pH，加速钻井油泥内部网络结构中Si
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O和Al
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O的断裂，降低Si
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O
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Al网络聚合体的聚合度，增加其活性，有利于提升后续胶凝材料产品的强度；同时，加入粉煤灰、钢渣、脱硫石膏和少量外加剂与预处理钻井油泥进行混合，进而补充生产胶凝材料所必要的成分，能够提高砂浆和混凝土的强度和抗渗性，且粉煤灰中的SiO2可以减少钻井油泥中的硫酸盐与胶凝材料体系中的水化铝酸钙反应，避免砂浆试块或混凝土膨胀而受到破坏。本专利技术在制备过程中再采用机械粉磨的方式对物料活性进一步激发，使预处理钻井油泥与其他物料进行级配和活性协同双重优化，提高物料颗粒的润滑作用和均化作用，改善集料级配，从而有利于提高胶凝材料的强度。
[0029]试验结果表明，本专利技术提供的胶凝材料，使砂浆试件的28d抗折强度达到6.7MPa以上，28d抗压强度达到36.5MPa以上，达到32.5硅酸盐水泥作为胶凝材料的强度标准；其中，预处理钻井油泥用量为40％～50％时，使砂浆试件的28d抗折强度进一步提升至8.8MPa以上，28d抗压强度进一步提升至43.9MPa以上，优于42.5硅酸盐水泥的强度标准。
具体实施方式
[0030]本专利技术提供了一种胶凝材料，所述胶凝材料的原料包括：基料和添加剂；
[0031]所述添加剂的质量为所述基料质量的1％～5％；
[0032]所述基料包括以下质量比的组分：
[0033][0034]其中，所述预处理钻井油泥通过以下方式获得：
[0035]将NaOH水溶液与钻井油泥混合后，静置陈化，得到预处理钻井油泥。
[0036]本专利技术提供的胶凝材料，将预处理钻井油泥、粉煤灰、钢渣、脱硫石膏和添加剂以
一定比例搭配制得；其中，预处理钻井油泥为利用NaOH水溶液处理的钻井油泥，能够提高反应体系的pH，加速钻井油泥内部网络结构中Si
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O和Al
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O的断裂，降低Si
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O
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Al网络聚合体的聚合度，增加其活性，有利于提升后续胶凝材料产品的强度；同时，加入粉煤灰、钢渣、脱硫石膏和少量外加剂与预处理钻井油泥进行混合，进而补充生产胶凝材料所必要的成分，能够提高砂浆和混凝土的强度和抗渗性，且粉煤灰中的SiO2可以减少钻井油泥中的硫酸盐与胶凝材料体系中的水化铝酸钙反应，避免砂浆试块或混凝土膨胀而受到破坏。本专利技术在制备过程中再采用机械粉磨的方式对物料活性进一步激发，使预处理钻井油泥与其他物料进行级配和活性协同双重优化，提高物料颗粒的润滑作用和均化作用，改善集料级配，从而有利于提高胶凝材料的强度。
[0037]按照本专利技术，所述预处理钻井油泥通过以下方式获得：将NaOH水溶液与钻井油泥混合后，静置陈化，得到预处理钻井油泥。钻井油泥主要由粘土和地底岩屑组成，主要成分包括CaO、Al2O3和SiO2等；本专利技术采用NaOH水溶液进行预处理，能够提高反应体系的pH，加速钻井油泥内部网络结构中Si
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O和Al
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O的断裂，降低Si
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O
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Al网络聚合体的聚合度，增加其活性，有利于提升后续胶凝材料产品的强度；同时，NaOH还可以溶解钻井油泥表面的油脂，可以避免钻井油泥粘附设备的问题。
[0038]本专利技术中，所述钻井油泥是指油田钻井开采、运输、储存和加工等过程中产生并经过除油脱水处理后的固相残渣，其含油量小于2％，其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种胶凝材料，其特征在于，所述胶凝材料的原料包括：基料和添加剂；所述添加剂的质量为所述基料质量的1％～5％；所述基料包括以下质量比的组分：其中，所述预处理钻井油泥通过以下方式获得：将NaOH水溶液与钻井油泥混合后，静置陈化，得到预处理钻井油泥。2.根据权利要求1所述的胶凝材料，其特征在于，所述NaOH水溶液的质量浓度为1％～2％；所述NaOH水溶液与钻井油泥的质量比为(0.15～0.20)∶1。3.根据权利要求1或2所述的胶凝材料，其特征在于，所述静置陈化的温度为24～26℃，时间为20～28h。4.根据权利要求1所述的胶凝材料，其特征在于，所述粉煤灰的粒径为1～100μm。5.根据权利要求1所述的胶凝材料，其特征在于，所述钢渣的粒度为≤30mm。6.根据权利要求1所述的胶凝材料，其特征在于，以各组分占所述基料的质量比计，所述添加剂包括：碱性激发剂
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈慧玲，贾屹海，亓熙，黄山珊，周燕玲，王川行，
申请(专利权)人：广东清大同科环保技术有限公司，
类型：发明
国别省市：