有效控制水泥浆质量的重要混配参数

文章内容：●1991年总筹4期井下科技译丛7有效控制水泥浆质量的重要混配参数丁仨巧乒二7一着已.————————一,————一一,;糸利孟利译鬻束杰校摘要:水泥浆的混合过程分为两个阶段,一是物理过程阶段,二是物理化学阶段.物理过程包括千灰的润湿,水泥的抗絮凝以及悬浮的均匀性;物理化学过程包括某些水泥相的溶解,过饱台溶液的形成和水泥水化物的沉淀等.通过对硅石和重晶石的惰性悬浮,水泥浆的各种反应特性和物理性质(颗粒的大小分布)进行的研究,已经证实了混合的机械过程在考\查了沉积动力学,惰性悬浮,配好的水泥浆之后,系统地研究了物理化学过程.同时发现有关的混合参数是水泥浆在混合器停留的时间和旋转速度水泥浆的物理性质(塑性牯度和滤失性)同这两个混合能参数有关.与水泥浆反应特性有关的性质(屈服值)很少受旋转速度的影响,却极大地受着在搅拌器里停留时间长嫡的影响.本文介绍了这两个参数对不同添加剂的影响(分散剂,缓速荆,降失水剂),还提出混合过程是一个综合性的物理化学过程的结论.巨众所周知,混合条件会影响新配制混凝土水泥浆的稠度.但是人们很少彻底地研究混合油井水泥过程中出现的物理,化学现象以及对水泥浆性质长期效应的大小.建议室内配制水泥浆要用准确的方法混合油井水泥浆.但很少致力于检查用这种方法配制的水泥浆是否混合很好,混合过程改变了某些参数后产生的影响怎样.本文首先把水泥看作是一种粉末,介绍了混合过程出现的不同的物理过程.其次考虑的是水泥的水凝性,并综合地考虑进整个混合过程.室内获得的充分的水泥干灰混合的关键参数将在混合试验中给予确定和讨论.本文推出一个水泥混合的物理化学模型,论文第二部份研究了混台参数对东泥浆的一些重要特性的影响.试验方法级水泥和自来水注进螺旋式搅拌器配制水泥浆.整个混合试验水泥浆体积要保持毫升,搅拌器的叶片每0次试验之后就要变重,如果水泥浆的重量损失超过5和,就要更换叶片.改变混台能(见下节)可改变浆时的旋转速度(5-2000转/分)或者改变混台时问(15-50秒).混台之后有时要测量流变性,或者用常压稠度仪在不周温度条件下,以0转/分的井下科技译占&;991年总第4期转速旋转20分钟米调接水泥浆所有的水泥浆混合和调整的物理试验都按标准进行.甩筛分试验检查水泥浆出现的聚圊颗粒状况.水泥浆混台之后立即注入滤网.滤网尺寸构选择以混台之后水泥浆产生抗絮凝的很设为依据,即水泥颗粒之间被分隔开来.于是选用45的滤网,这样水泥浆在混合之后就不会停留在滤网里.滤网上滞留的水泥浆百分数说明了水泥浆聚结颗●粒的数量.水泥混合的物理过程理论研兜:水泥浆混合过程用了两个术语一混合能和涡流.棍台能用来比较室内混合和现场的混合,涡流用来了解水泥混合的物理机理.1.混台能:混台能是欧本等人为搅拌器混合水泥浆做的定义混合能表达式如下:/=-/(1)一混合能(千焦/千克),1一水泥浆质量(千克),～6.1×10'/(试验求得),一旋转速度(转/秒),一时问(秒),一浆体积(米).<>注意,改变旋转速度或混合时间都可获得相同的混合能,按标准求出混合水泥的混合黯为5.9千焦/公斤.2.理论:可假设搅拌器混合水泥浆是紊流的.紊流状态可应用理论.紊流状态可看作是整个均匀流体高低不同的速度质谱与涡流大小曲重叠.大的初次涡流大小与叶轮的实际尺寸相接近.缓动细流大涡流的相互作用分离出较小的涡流,小涡流还要分离列溢散出热量为止.平衡状态下,最小涡流的特性长度由下式求得:'一/'(/)(2)一能量.一密度,一粘度,公式2不能预计应施加多长时间的能量封水泥浆上才能裹1先水水泥的地面裾■数据获得.试拌棍台前混合后总表面积硅相(/)(瞄)0.81.3348铝托(%)666:找到好的混合水泥浆的关键参数前,必须知道一些水泥颗粒屉否在混合时被搅拌.据参考文献5测量的总比面面积和混合前后对无水水涎的硅铝表面在甲醇里曲重薪分布进行了测量.结果列予丧.由表可见,混合使水泥聚团颗粒抗絮凝,没有破坏水泥的颗粒.可观察蓟总表面积确实增加,但硅铝问的表面分布情况基本上没有发生变化.混台过程是几个明显同的阶段.粉灰的润湿,聚圃粒的抗絮凝,有效悬浮稳定性,然而关键阶段是抗絮凝.如果水淀浆抗絮凝.粉灰就会恰当地润湿,抗絮凝要求的能量要足够大才能保证悬浮的稳定性图是在不同旋转速度和两种混合时间条件下滤分试验结果曲线.旋转速度和混合时间这两个参数对抗絮凝部有影响,6000转/分的转速15秒钟后获得抗絮凝,3000转/分的转速5秒后实现抗絮凝.另～个试验里,将这两个参数同混合能概念联系起来考虑,发现混合能和筛分试验闯的系非常好(见图2).这样情况下,实现抗絮凝1991年第4期井下科技译丛翱赋墨鼬据匿髓旋转速度(×1000转/分)圈1布同旋抟逮度与两种混合时间下的抗絮凝结果《削-墨释古能【千焦/千克)魁雹矗据匿甓赠￡随据』鐾静,混台能(千焦/千克)图2混合时间与毒舟上水泥浆的关系混台能(千焦/千克)固3混台能与滤两上重矗百为关系围4级水泥加承或乙尊的试验培果的虽小混合能是2千焦/千克.抗絮凝是个物理过程,它不是水泥独育的.图3给出了悬浮重话百试验的结果,(水灰比0.44).用蟊小落1.5-/-克2砚毒毛甘可.目了.芷墨卜占台韦3匣1,冠_啊水或加乙醇进行了相同的实验,斌硷结果见习4.用水敞斌验瞄尝均曲线与乙醇试验的曲线相当吻台.因此抗絮疑似乎是混含指侉乍蔼,水泥浆牿室可认为是由于在高于水泥浆届服直均剪重力怍下每颗颗粒在运动过程中对舒'丘颗垃均影龟而;基前.测量塑.生省蔓寸癌托昆沆鬻疑要求内强小混台能来澄是最有效的方法.图5毫混台能与筛分试验前结果,混合指与混合之后立即测量塑性粘度的结果对比图.这个数路丑司由3魇_生乓讨试硷得到过狗塑性牯宣象筛舟试验那洋使混合能遵循相同的演变曲线.曲线育个部特曲戋皇蒂求记要宣堵冬坫生一起,增阳少量的混台疆..尤每喊少程珂勺已十垂音昆,垃碹不牛覆亏臣窝廿包硬鸯彀,进一步提高混合能仅在塑性粘度方面产生少量曲变化.所以,曲线的破坏点给出了获得抗絮凝要求的混合能.这些结果是对1.

引用文章

相关文章