水泥緩凝劑的種類(lèi)按其化學(xué)成可分為無(wú)機緩凝劑和有機緩凝劑兩大類(lèi)。從分子量的大小或合成方法的角度可以分為兩大類(lèi):有機化合物和聚合物。研究較多的有機物主要是有機膦酸(鹽)。用作緩凝劑的聚合物通常是低聚物,其分子量一般為數千,多通過(guò)共聚反應制得,研究較多的聚合物是含有羧基、膦酸基、磺酸基的聚合物。相對來(lái)說(shuō),羥基羧酸(鹽)、有機膦酸(鹽)等有機物類(lèi)緩凝劑摻量較少,但比較敏感;而聚合物類(lèi)緩凝劑摻量較大,但摻量與稠化時(shí)間線(xiàn)性關(guān)系較好。
無(wú)機緩凝劑
1)磷酸鹽、偏磷酸鹽類(lèi)緩凝劑
磷酸鹽、偏磷酸鹽類(lèi)緩凝劑是研究較多的無(wú)機緩凝劑。正磷酸(H3PO4 ) 的緩凝作用并不大,但各種磷酸鹽的緩凝作用卻較強。在相同摻量情況下,磷酸鹽類(lèi)緩凝劑中緩凝作用最強的是焦磷酸鈉(Na2P2O7 ) 。
2)硼砂(Na2B4O7·10H2O)
吸濕性強,易溶于水和甘油,水溶液呈弱堿性,在干燥的空氣中易緩慢風(fēng)化。
3)氟硅酸鈉(Na2SiF6 )
白色結晶物質(zhì),密度2.68g·cm,微溶于水,不溶于乙醇,有腐蝕性,一般摻量為水泥用量的0.1-0.2%。
有機物類(lèi)緩凝劑
有機膦酸(鹽)
有機膦酸(鹽)種類(lèi)繁多,有不少品種適合用作油井水泥緩凝劑。
實(shí)例一: 將甲撐膦酸衍生物用作超細水泥緩凝劑,使用溫度可達116℃以上。
實(shí)例二: 將甲撐膦酸衍生物和硼砂按(0.025-0.2):1質(zhì)量比復配用作高溫緩凝劑,甲撐膦酸衍生物選自乙二胺四甲叉膦酸鈣、乙二胺四甲叉膦酸鈉、乙二胺五甲叉膦酸。該緩凝劑適用溫度121-260℃(BHST),適合長(cháng)封固段高溫深井固井。
實(shí)例三: 將有機膦酸(鹽)和無(wú)機磷酸(鹽)按一定比例復配用作緩凝劑,此外,也可加入緩凝增強劑以擴大應用溫度范圍。一個(gè)推薦的緩凝劑組成如下:10-15%的乙二胺四甲叉膦酸鈉鈣,40-45%的磷酸以及40-50%緩凝增強劑。該緩凝劑有效使用溫度為70-140℃。
實(shí)例四: 合成羥基二胺甲叉膦酸用作高溫緩凝劑,使用溫度范圍50-170℃。實(shí)例2:以一種不飽和胺類(lèi)化合物與亞磷酸、甲醛反應生成烷撐膦酸鹽作為緩凝劑,使用溫度范圍40-170℃,綜合性能優(yōu)
聚合物類(lèi)緩凝劑
聚合物類(lèi)緩凝劑是近年來(lái)國內外研究最的一類(lèi)緩凝劑。由于通過(guò)聚合技術(shù)可將多種不同的功能性單體結合在一起,而且可以控制分子鏈的長(cháng)短、分子量的大小及分布,因此這類(lèi)緩凝劑可以用分子設計思想來(lái)指導其合成,得到綜合性能較為理想的緩凝劑。
主要成分為多羥基化合物、羥基羧酸鹽及其衍生物、高糖木質(zhì)素磺酸鹽,因其兼有減水作用,也稱(chēng)緩凝減水劑。此外,一些無(wú)機鹽如氯化鋅、硼酸鹽、各種磷酸鹽也有緩凝作用,⑤提高耐久性的外加劑:引氣劑、防水劑、防銹劑等。摻量為水泥用量的0.1~0.6%。緩凝劑適用于高溫條件下連續灌筑混凝土、大體積混凝土、預拌混凝土和泵送混凝土。
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