聚羧酸类外加剂引起油井水泥浆异常胶凝现象分析
外加剂使用中的异常与对策！
外加剂使用中的异常与对策！混凝土外加剂虽然能有效改善混凝土性能，但有时也会产生负面效应，特别是在使用不当时会出现一些异常现象，对此应予以重视，找出原因及解决措施。
以下成因及解决措施供读者参考。
（1）混凝土坍落度损失大成因：外加剂与水泥或其他原材料适应性差；外加剂掺量低；水泥或环境温度高，水化速度快；混凝土配合比使用不当。
解决措施：通知外加剂厂家调整外加剂与水泥的适应性，更换质量不合格原材料；提高外加剂掺量，增加矿物掺合料掺量；调整混凝土配合比。
（2）凝结时间过长成因：缓凝剂用量过大或突然降温未及时调整缓凝剂掺量，生产时没有注意根据气温和缓凝剂情况调整外加剂掺量；水泥质量发生变化；矿物掺合料存在质量问题；搅拌不均或搅拌时间过短，外加剂没有均匀分散。
解决措施：根据天气情况调整外加剂掺量；通知外加剂供应商降低缓凝剂掺量或更换混凝剂品种；更换水泥或矿物掺合料；生产是及时根据气温变化调整混凝土生产配合比。
（3）假凝成因：用硬石膏或工业石膏做调凝剂的水泥遇到含有木钙或糖钙的水泥；外加剂中含有碳酸钠早强剂；三乙醇胺用量超过0.1%；水泥温度过高；早强剂掺量过大。
解决措施：更换水泥或外加剂；控制三乙醇胺的掺量。
（4）离析、泌水成因：混凝土配合比不当，砂率或胶凝材料用量偏低；外加剂掺量过大，坍落度过大；水泥与外加剂适应性变好；缓凝剂中羧酸盐、磷酸盐或糖类过量。
解决措施：调整混凝土配合比，调高砂率或增加胶凝材料用量；更换缓凝剂品种，调整外加剂掺量；在外加剂中复配增稠剂或引气剂等保水组分。
（5）和易性差成因：砂率偏低或胶凝材料用量不足；外加剂掺量低或者减水效果不佳。
解决措施：调整混凝土配合比，提高砂率或增加胶凝材料用量；提高外加剂掺量。
（6）抓底成因：水胶比过低，减水剂掺量过大，水泥用量过大。
解决措施：调整混凝土配合比，增加砂率或提高矿物掺合料用量；掺加引气剂；降低外加剂掺量等。
（7）混凝土泛碱成因：无机盐早强剂、防冻剂掺量过大；早期养护不好，水分蒸发快。
固井外加剂对提高水泥浆抗凝集性能的影响
固井外加剂对提高水泥浆抗凝集性能的影响水泥浆在固定油气井中起着关键的作用，用于填充井壁与套管之间的空隙，以固定套管并防止地层流体泄漏。
然而，在一些特殊情况下，水泥浆可能会发生凝集现象，导致灌注不良或流失。
为了提高水泥浆的抗凝集性能，可以添加一种称为固井外加剂的特殊化学物质。
本文将探讨固井外加剂对水泥浆抗凝结性能的影响及其作用机制。
固井外加剂是一种用于改善水泥浆性能的化学品，其添加可以提高水泥浆的流动性、降低粘度并抑制凝结。
具体而言，固井外加剂的添加可以改变水泥浆中水分分子之间的相互作用力，减少分子间的吸引力，从而增加水泥浆的流动性。
此外，固井外加剂还可与水泥浆中的离子发生化学反应，形成稳定的溶液，进一步抑制水泥浆的凝结。
因此，固井外加剂的添加可以提高水泥浆的稳定性和抗凝集性能。
固井外加剂可以分为不同类型，包括聚合物、异构淀粉和碱性物质等。
这些不同类型的外加剂在不同的条件下起到不同的作用。
例如，聚合物类外加剂可以通过改变水泥浆的流变性质来提高抗凝集性能。
这些聚合物以其高分子量和长链结构，可与水泥颗粒和水分子形成物理交联，从而增加水泥浆的黏度和强度，抑制凝结现象的发生。
此外，聚合物类外加剂还具有一定的粘附性，可以粘附在水泥颗粒表面，形成保护膜，有效阻止水分子与水泥颗粒的相互作用，减少凝结产物的生成。
另一类常见的固井外加剂是异构淀粉。
异构淀粉是一种非溶性聚合物，可以通过吸附在水泥颗粒表面形成一层覆盖层。
这层覆盖层可以阻断水分子的结合，减少水泥浆的流动性，进而提高水泥浆的抗凝集性能。
此外，异构淀粉还能够在水泥浆中形成一种形态复杂的胶体颗粒，通过其特殊形态对水泥浆的颗粒间排斥作用，进一步提高水泥浆的稳定性。
除了聚合物和异构淀粉外，碱性物质也是常用的固井外加剂之一。
碱性物质可以改变水泥浆中的pH值，使其更加碱性。
这种碱性环境可以促使水泥颗粒表面的硅酸盐与碱性物质发生凝胶化反应，形成硅酸盐胶凝体。
这种胶凝体可以填充水泥颗粒之间的间隙，增加水泥浆的黏度和流动性，提高抗凝集性能。
水泥的凝结时间异常因素分析
水泥的凝结时间异常因素分析作者：宁光月来源：《中国科技博览》2013年第16期[摘要]随着我国建筑行业的迅速发展，水泥作为重要的建筑材料之一，越来越多地受到人们的重视，水泥的质量直接影响着建筑所用混凝土的质量，影响着工程的整体质量，因而，加强对水泥质量的检测十分必要，而作为判断水泥性能的指标之一，水泥的凝结时间则影响着水泥质量的检测结果。
在水泥的凝结中，粉煤灰的产量和细度、混凝土外加剂组分、水泥生产过程中的混合材和配料，以及环境的温度湿度等许多因素都会对水泥的凝结时间造成影响，有可能使水泥的凝结时间出现异常。
因此，对一些可能引起水泥凝结时间异常的因素进行分析，通过实验和研究，了解它们对于水泥凝结时间的具体影响，可以有效地控制水泥质量的检测，提高工程检测的准确度，保证工程的质量和施工安全。
本文通过对粉煤灰掺量和细度、混凝土外加剂组分、混合材和配料，以及环境因素对水泥凝结时间影响的实验，理论联系实践，得出了可能引起水泥凝结时间异常的因素对水泥凝结时间的具体影响，并简要阐述了如何提高水泥凝结时间测定的方法，以方便工作人员进行工程检测时对水泥凝结时间的测定有一定程度上的参考，从而更好地安排施工的进度，保障工程的顺利完成。
[关键词]水泥凝结时间标注稠度用水量混凝土外加剂中图分类号：TQ172.13 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2013）16-0108-02水泥的凝结时间是水泥的质量检测中十分重要的性能指标之一，在工程施工前，根据水泥的凝结时间来判定水泥的质量，能很好地检测出水泥是否符合工程的质量要求，从而保证施工的质量和工程的安全。
但是，由于水泥在生产和配制过程中，很多因素都会对水泥的凝结时间造成影响，如粉煤灰的产量、混凝土外加剂等，因而，了解可能会对水泥的凝结时间造成影响的因素及它们对水泥凝结时间的影响，对检测水泥质量有十分重要的意义。
一、粉煤灰掺量和细度对水泥凝结时间的影响随着混凝土在建筑工程中的广泛应用，作为混凝土重要组成部分之一的粉煤灰也受到了人们更多的关注，大掺量粉煤灰和磨细粉煤灰被大量应用在路面施工和结构施工中，而粉煤灰的掺入必然会对混凝土的凝结时间造成影响。
掺聚羧酸盐系外加剂的C45泵送混凝土问题探讨
２ 原 因分 析
针对发生掺 聚羧 酸外加剂的 Ｃ ５混凝 土发生 混凝土粘 性大 、 ４
坍落度损失过 快 、 结 时 间短 的 问题 主要 从 原 萘系 减水 剂 残存 凝 量 、 材料 质 量 、 原 聚羧 酸外 加 剂 用 缓凝 剂 的选择 三个 方 面 进行 分析 。 １ 混 凝土拌合站 、 凝土 泵车 、 ） 混 混凝 土运输 罐车 残存 萘系高 效减水剂对聚羧 酸减水 剂的影响 。 本次混凝 土生产 时 ， 聚羧酸外加 剂配料 提升 系统为全 新 的专
避免单掺 天然 砂含泥量对聚羧酸外 加剂减水 率衰减 较大 ， 试配 论 证 中采用 天 然 砂 与 机 制 人 工 砂 双 掺 ， 率 初 步 选 定 为 ０ ４ 砂 ． ３～
０４ ．６之 间， 粗骨料采用堆场 中粒径为 ５ｍ ～ １５ｍ 的碎石 。 ｍ ３ ． ｍ
ｃ 粉煤灰 、 ． ． 超细矿渣粉等掺合料对 掺聚羧 酸外加 剂 的 Ｃ ５混 ４
・１ ７ ・ ２
掺 聚 羧 酸 盐 系 外 加 剂 的 Ｃ ５泵 送 混 凝 土 问 题 探 讨 ４
李
（． １ 山西升时混凝土有 限公 司 ， 山西 太原
琪 李晓峰
０ ０ ０ ： ２ 山西 省建筑科 学研 究院 ， ３０ １ ． 山西 太原 ００ ０ ） ３０ １
摘
要： 针对实际施 工中掺聚羧酸 外加剂 的 Ｃ Ａ５泵送混凝土发粘 、 坍落 度损失较 快 的问题 ， 结合 我省现 有商 品混 凝土搅 拌站所 用
其质 量 的优 劣可 以直 接影 响到混凝 ９３ ：０开始 ， 施工机械 为一 台拖 式混 凝土泵 和一 台 ４ ４ ｍ汽 车混凝 骨料作为混凝 土的主要成分 ， 土 的施工 和易性 ， 经对混 凝 土公 司堆场 内砂 石骨 料 的调查 检验 ： 土泵 ， ８台 １ 混凝土搅 拌运 输车 。在浇筑 过程 中发 现 Ｃ ５混 ２ｍ ４ ．％ ９５ 泥 ％ 机 凝土在 浇筑 到剪 力墙 及连 梁上 ３ ｉ ， 凝 土坍落 度损 失较 天 然 砂 含 泥 量 为 ６０ ～ ． ％ ， 块 含 量 ２ 左 右 ； 制 人 工 砂 颗 ０ｍ ｎ后 混
固井外加剂对提高水泥浆抗污染性能的影响
固井外加剂对提高水泥浆抗污染性能的影响随着石油工业的快速发展，固井作为重要的油井工艺之一，扮演着防止地下水和油气窜逃的关键角色。
然而，在油井固井过程中，水泥浆往往会受到各种污染物的影响，这些污染物一旦侵蚀水泥浆，可能会导致固井质量下降，甚至危及井下设备的安全。
因此，提高水泥浆的抗污染性能，成为保障油井固井质量和生产安全的重要任务。
固井外加剂是指在水泥浆中加入的用于改善水泥浆性能的化学物质。
采用适当的固井外加剂可以提高水泥浆的粘度、流变性能和抗污染性能，从而增强固井质量和长期可靠性。
本文将重点讨论固井外加剂对提高水泥浆抗污染性能的影响。
首先，固井外加剂可以提高水泥浆的抗污染性能。
固井作业过程中，存在各种可能引入水泥浆的污染物，如泥浆污染、盐水污染、油污染等。
这些污染物的存在会导致水泥浆的流变性能发生变化，降低其粘度和稳定性，使得固井效果不佳。
然而，通过添加适量的固井外加剂，可以改变水泥浆的化学性质和物理性质，使其与污染物发生作用，并形成稳定的附着膜，从而提高水泥浆抗污染性能。
例如，磷酸盐类固井外加剂可以与盐水中的钙、镁离子发生反应，生成稳定的附着膜，阻止盐水渗透入水泥浆体系；聚合物类固井外加剂具有吸附污染物的能力，阻止污染物与水泥浆的接触，保持水泥浆的稳定性。
因此，固井外加剂对提高水泥浆抗污染性能具有重要作用。
其次，固井外加剂可以提高水泥浆的粘度和流变性能。
在固井作业中，水泥浆的粘度和流变性能对于保持固井质量和井壁稳定至关重要。
通过添加适当的固井外加剂，可以改善水泥浆的黏度、减小流失量和增加携带能力，从而实现快速均匀地填充井眼，形成坚固和稳定的固井环。
例如，有机胶黏剂类固井外加剂可以增加水泥浆的粘度和黏附力，固化速度较快，能够有效地封堵井眼边缘的裂缝和孔洞，提高固井质量。
此外，固井外加剂还可以通过改变水泥浆的流变性能，如增加伪塑性和黏弹性，降低水泥浆的沉降速度和水力携带能力，从而增加固井液在水泥井管之间的停留时间，增强水泥与井壁的粘结力，提高固井环的强度和耐久性。
固井外加剂对提高水泥浆抗拉断性能的影响
固井外加剂对提高水泥浆抗拉断性能的影响固井外加剂是一种在油井施工过程中添加到水泥浆中的化学材料。
它的添加可以改善水泥浆的性能，并提高其抗拉断性能。
本文将探讨固井外加剂对水泥浆抗拉断性能的影响，并分析其原因。
首先，固井外加剂在水泥浆中的添加可以增强水泥浆的黏结能力。
水泥浆本身具有较低的粘度，容易流动和渗透。
然而，在油井施工过程中，需要将水泥浆注入到井眼中，并在井壁上形成一个牢固的固井层。
固井外加剂的添加可以增加水泥浆的粘度，使其能够更好地附着在井壁上，并形成坚固的固井层。
这样，在井眼受到外部应力时，固井层能够有效地阻止井筒的裂缝扩展，从而提高水泥浆的抗拉断性能。
其次，固井外加剂的添加可以改善水泥浆的力学性能。
水泥浆在固化后会形成坚固的固井层，但其抗拉强度较低。
而固井外加剂的引入可以增加水泥浆的抗拉强度，使其具备更好的抗拉断性能。
这是因为固井外加剂会与水泥颗粒发生化学反应，形成一种高分子聚合物。
这种聚合物具有良好的弹性和韧性，能够有效地提高水泥浆的抗拉强度和抗断裂能力。
此外，固井外加剂的添加还可以调节水泥浆的温度敏感性。
油井施工过程中，井下环境的温度会不断变化，而水泥浆的性能在不同温度下可能会有所变化。
固井外加剂的引入可以改善水泥浆的温度敏感性，使其在不同温度下依然保持稳定的性能。
这样，即使在极端温度条件下，水泥浆也能够具备较好的抗拉断性能。
然而，固井外加剂的添加也存在一些潜在的问题。
首先，固井外加剂的选择和添加量需要根据具体情况进行调整。
不同的固井外加剂具有不同的性能特点，在应用过程中需要根据井下环境、井壁条件和施工要求等因素进行合理选择。
同时，过量或不当的添加可能会导致水泥浆的性能下降，甚至引起固井失效的风险。
因此，在使用固井外加剂时，需要进行充分的实验和测试，确保添加量的准确性和合理性。
此外，固井外加剂的添加也需要考虑其对环境和人体健康的影响。
一些固井外加剂可能含有有害物质或对环境造成污染。
因此，在选择和使用固井外加剂时，需要考虑其环境友好性和安全性，避免对环境和人体健康造成不良影响。
聚羧酸类外加剂引起油井水泥浆异常胶凝现象分析
子上 的极性 基 团一 Ｃ Ｍ一通 过配 位键 结 合 ， ａ 另一 端 与一 Ｏ Ｓ一 ０ 键 连接 ， 成 离子 型 的复合 结 ＯＯ Ｃ — ｉ 一 形
构 ． 一
硅 酸根 离子 与金 属离子 作用 形成 不稳定 的 中间态 ， 当溶 液 中有 氢氧 化物 晶核生 成 时 ， 硅酸 根离子 吸 附 到形成 的 晶核上［ ． ｅ ｏ ｎ 等研究 表 明 ： ９ Ｒ ｇ ｕ ｄＭ 在油 井水 泥水 化过程 中 ， 硅酸三 钙 与铝酸 三钙 之 间相互 作 用 形成 硅铝 酸盐水 化产 物 ， 过溶 液扩 散到 铝酸 三钙表 面形成 硅 酸根离 子＿ 通 ｌ ． 通 过聚 羧酸类 外加 剂油 井水 泥浆 稠化实 验 ， 现水 泥浆 中偶 尔 出现 异常胶 凝现 象 ， 现为 一部分 水泥 发 表 浆 形成 胶冻 状缠绕 在搅 拌桨 轴部 （ 包心 内部 ） 凝 固后与 未胶凝 的外 圈油井 水 泥明显 分层． ， 由于 固井作 业时 水 泥通 道宽 度为 ３ ｍ， ～５ｃ 出现异 常胶凝 可 堵塞 通 道 ， 引起 固井作 业 失 败． 常胶 凝 现象 在偶 尔 批 次油 井 异 水 泥实 验 中出现 ， 复现 性差 ， 油井水 泥浆 中成 分变化 是造 成该 现象 的主要 因素 ， 有关 研究较 少． 据红 外光 根
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报
第３ ５卷
Ｖｏ ．３ １ ５
第 ５期 ２ １ ０ １年 １ Ｏ月
Ｎｏ ．５ Ｏｃ ． ２ １ ｔ ０１
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＤＡＱＩ ＮＧ ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＮＳＴＩ Ｉ ＴＵＴＥ
聚 羧 酸 类 外 加 剂 引 起 油 井 水 泥 浆 异 常胶 凝 现 象分 析
固井外加剂对提高水泥浆抗结皮性能的影响
固井外加剂对提高水泥浆抗结皮性能的影响水泥固井是油气井中不可或缺的关键环节，而水泥浆抗结皮性能则是评价固井质量的重要指标之一。
固井外加剂是提高水泥浆抗结皮性能的一种有效手段。
本文将探讨固井外加剂对水泥浆抗结皮性能的影响，并分析其相关机理。
1. 外加剂的作用和分类水泥固井外加剂是指在水泥浆中添加的一系列化学物质，其作用是改善水泥浆的流动性、抑制水泥硬化速度、调整水泥浆的性能，并提高固井质量。
根据其功能和化学成分不同，外加剂可以分为分散剂、减水剂、延迟剂等多种类型。
2. 外加剂对水泥浆抗结皮性能的影响2.1 分散剂的作用分散剂是常用的固井外加剂之一，它能够有效地降低水泥浆的黏度，改善流变性能，使水泥颗粒均匀分散，减少结块现象。
适当的分散剂添加可以提高水泥浆的流动性，降低泵压，减少泵送阻力，从而防止结皮发生。
2.2 减水剂的作用减水剂能够显著降低水泥浆的含水量，减少水泥与水的相互作用，使水泥颗粒间的相互作用力减小，从而提高水泥浆的流动性。
减水剂的添加会使水泥浆的含水量减少，表面张力增大，从而减少了水泥浆结皮的风险。
2.3 延迟剂的作用延迟剂是一种通过控制水泥浆的凝结反应时间来改善固井工艺的外加剂。
延迟剂的添加能够有效延缓水泥浆的凝结时间，保证水泥浆能够更好地充满井眼和间隙，减少了结皮的可能性。
此外，延迟剂还可以提高水泥浆的安定性，防止水泥浆在泵送过程中发生陈化现象。
3. 外加剂的机理分析固井外加剂对水泥浆抗结皮性能的影响主要是通过改变水泥浆的流变性和凝胶结构来实现的。
分散剂的添加可以降低水泥浆的黏度，使水泥颗粒更为均匀地分散在水中，降低水泥颗粒的聚集程度，减少结块的发生。
减水剂的作用是通过改善水泥颗粒间的相互作用力，降低水泥浆的含水量，减少水泥浆结皮的可能性。
而延迟剂的加入主要是为了控制水泥浆的凝结反应时间，保证水泥浆充分充满井眼和间隙，同时提高水泥浆的安定性。
4. 外加剂在固井施工中的应用在实际固井施工中，外加剂的选择和控制是非常重要的。
固井外加剂对提高水泥浆抗裂性能的影响
固井外加剂对提高水泥浆抗裂性能的影响概要：固井外加剂是一种常用于油井固井工程中的化学制剂，其目的是提高水泥浆的性能并增强井壁固定能力。
本文将探讨固井外加剂对水泥浆抗裂性能的影响，并就实验结果和实际应用进行分析。
引言：油井固井工程是保证油井安全和顺利开采的关键步骤之一。
水泥浆作为固井过程中最重要的材料之一，其抗裂性能直接影响到井筒的完整性和固定效果。
为此，研究人员开发出了各种固井外加剂，旨在提高水泥浆的性能，增强其抗裂能力，从而更好地满足固井工程的需求。
1. 固井外加剂对水泥浆抗裂性能的影响1.1 强度增强剂强度增强剂是一种常见的固井外加剂，其添加可以显著提高水泥浆的抗折强度和抗拉强度。
实验结果表明，在加入适量的强度增强剂后，水泥浆的强度可以提高30%以上。
这主要是因为强度增强剂可填充水泥浆中的微观孔隙，增加水泥浆内部的结晶凝胶、钙鱼石和水化硬环等反应产物的形成，从而使水泥浆更加致密和坚实。
1.2 粘结剂粘结剂是另一类常用的固井外加剂，其主要作用是增强水泥浆与井壁的粘结力。
实验研究发现，添加粘结剂后的水泥浆可以与井壁形成更牢固的结合，不易产生水泥体与井壁之间的脱粘现象。
这种粘结效果可以有效防止水泥体的开裂，提高井壁的固定能力，从而确保井筒的完整性。
1.3 消泡剂在固井过程中，气泡的存在可能导致水泥浆的裂缝和空洞，对固井效果造成不利影响。
因此，消泡剂的使用可以有效地消除水泥浆中的气泡，防止气泡在固化过程中引起的裂缝，提高水泥浆的抗裂性能。
消泡剂的加入可以有效地降低水泥浆中的表面张力，使气泡更容易破裂和消失。
2. 实验结果分析许多实验研究表明，在石油勘探和开采过程中使用固井外加剂可以有效提高水泥浆的抗裂性能。
例如，一项针对不同外加剂添加量的研究发现，适量添加强度增强剂和粘结剂可以显著增强水泥浆的抗裂能力，提高固井的成功率。
此外，消泡剂的使用也被证明对水泥浆的抗裂性能有积极的影响。
一项实验观察发现，添加消泡剂的水泥浆表面张力降低，气泡破裂速度加快，从而减少了水泥浆中的气泡数量，降低了裂缝和空洞的形成。
聚羧酸减水剂配制混凝土易出现的问题
聚羧酸减水剂配制混凝土易出现的问题聚羧酸减水剂作为一种新型减水剂，具有低掺量高减水率的特点，且随着功能型聚羧酸减水剂的研发应用，使得聚羧酸减水剂的应用更加广泛。
但聚羧酸减水剂不同于传统高效减水剂，如脂肪族、萘系等，如聚羧酸高性能减水剂饱和掺量较传统的萘系、脂肪族高效减水剂饱和点窄，其对用水量、外加剂掺量以及砂石质量敏感性强。
在当前复杂多变的混凝土原材料给聚羧酸减水剂的使用带来新的挑战，有时会出现一些异于传统高效减水剂的特点。
因此，在生产实践过程中，应注意分析产生异常现象的原因，以便控制混凝土质量，不宜照搬照抄传统高效减水剂的经验来使用聚羧酸减水剂。
针对聚羧酸减水剂使用过程中的一些异常现象及对策加以整理，以供大家参考。
欢迎大家把聚羧酸减水剂使用过程中的一些异常现象，留言分享。
现象一、蜂窝、麻面混凝土剪力墙、柱等竖向结构浇筑拆模后，表面出现大量蜂窝、麻面。
部分混凝土浆体从模板缝中窜出，楼面上残留一层水泥浆。
原因：聚羧酸减水剂固含量较高，掺量低，使用过程中用水量对外加剂用量十分敏感，混凝土用水量微弱变化（变化3～5kg/m3）均会造成混凝土的剧烈变化。
此外，聚羧酸减水剂减水率高，计量的误差都可能造成混凝土状态严重变化，稍超量混凝土就会离析，失去黏聚性，浆体与骨料分离，严重时造成堵泵。
浇筑到模板内的混凝土，由于混凝土分层、离析，浆体易从模板缝隙中流出，结构表面只剩下骨料，导致表面形成蜂窝、麻面。
建议：在使用聚羧酸减水剂时，不宜选用低掺量，高固含量，减水率较高的高浓型聚羧酸，宜选用固含量8%～10%的聚羧酸减水剂，使用过程中应严格控制外加剂掺量和用水量。
现象二、混凝土结构出现泡沫层剪力墙或柱等竖向结构，上表面出现一层砂浆层或泡沫层，无粗骨料。
原因：（1）聚羧酸减水剂掺量大，且含气量大；（2）聚羧酸和水泥助磨剂发生化学反应，产生气泡；（3）混凝土过振浆体上浮，骨料下沉，混凝土出现离析、分层，表层浆体多，伴有大量气泡，硬化后形成无强度的泡沫层。
聚羧酸系减水剂在混凝土中应用存在的典型问题及其解决措施
聚羧酸系减水剂在混凝土中应用存在的典型问题及其解决措施摘要：总结了聚羧酸系减水剂（PCE）在混凝土工程中应用存在的典型技术问题，包括：砂石料含泥量过高引起的PCE分散性大幅下降；混凝土配合比设计不合理导致掺PCE混凝土离析泌水和粘度过高；以及掺PCE的新拌混凝土工作性差、坍落度保持性不理想，硬化后早期强度发展较慢等。
针对这些技术问题进行了详细的机理分析，并从PCE 的制备、复配和其他方面提出了有效的解决措施。
在我国基础设施建设大浪潮的背景下，聚羧酸系减水剂（简称PCE）作为第三代减水剂，凭借其较低的掺量、优异的分散性能、功能可设计性强及制备过程绿色环保等一系列优点已成为我国工程建设领域应用最广的减水剂。
同样，也正是PCE应用领域的不断拓宽、实际工程对混凝土性能要求的不断提高以及混凝土原材料的复杂多变，使得PCE在推广应用过程中遇到了许多亟待解决的技术难题。
对这些技术难题的深入分析和有效解决，不仅有助于PCE的进一步发展，更能提高混凝土品质的稳定性和耐久性，保证建筑物或构筑物的安全使用，因此意义十分重大。
1、混凝土原材料品质差的问题混凝土外加剂的推广应用为混凝土性能提升及混凝土技术进步起到了直接的推动作用，也正是因为混凝土外加剂能够很好地解决混凝土性能需求方面的问题，使得混凝土工程人士越来越依赖混凝土外加剂，甚至一味地认为混凝土外加剂是解决一切混凝土性能问题的“万金油”。
当混凝土工程出现任何问题时，人们首先向外加剂厂商提出要求，而外加剂厂商因受产业链所处地位的限制和自身职业习惯，也习惯性地认为通过调整外加剂配方和使用方式几乎能够解决所有问题，但往往只取得事倍功半的效果。
事实上，多数的外加剂应用效果波动是与混凝土原材料物性波动直接相关的。
笔者认为，保证混凝土各原材料的稳定供应是保证混凝土质量的关键。
水泥与各类辅助胶凝材料性能对减水剂作用效果的影响在之前的许多文献中都有所报道。
近年来，随着优质砂石资源的日益枯竭，机制砂和含泥量大的砂石骨料被大量应用于混凝土工程中，这些原材料的使用给PCE的安全高效应用提出了巨大挑战，下面将针对此类问题进行分析并提出解决措施。
聚羧酸系减水剂在预拌混凝土中常见问题及分析
K国团圈口囫滴墨t Z而U IU而N U而．Z-’而咖刊酬吣工程技术聚羧酸系减水剂在预拌混凝土中常见问题及分析尹国英(辽宁城市建设职业技术学院，辽宁沈阳l10112)摘要：聚羧酸系减水剂作为一种新型的外加荆，具有减水率高、保塑性能好、水泥适应性强、混凝土收缩小等优点，但在掺入预拌混凝土的使用过程中，由于各种原因。
引起混凝土的质量问题，合理选用使用原材料，提高聚羧酸类减水荆在预拌混凝土中的应用。
关键词：聚羧酸系减水剂；预拌混凝土；坍落度；保塑性；适用性聚羧酸类减水剂以其优越的性能和无污染牛产，近年来在国外发展很快，尤其在日本，聚羧酸与萘系的使用比例已经超过7：3。
聚羧酸类减水剂从分子结构、作用原理和在混凝上巾的表现行为与传统减水剂有很大区别，因此．正确认识和合理使用是推广聚羧酸减水剂应用的萤要环节。
聚羧酸系减水剂具有掺量少、减水率高、保甥性能好、与水泥适应性强、混凝土收缩小等特点。
这样，给初次使用者的感觉足该减水剂比前几代减水剂在使用时更方便、安全、高效。
但在聚羧酸系减水剂工程应用过程中发现，该减水剂与其他减水剂一样，也有一定的局限性，其优点只是相对的。
所以，在生产使用过程中仍然要通过试验检验后方可以应用。
在T．程应用过程中，常出现以下问题，根据实际情况提出分析解决方案。
l与水泥适用性水泥和胶凝材料成分复杂多变，从吸附一分散机理来看，不可能找到一种什么都适应的减水剂，聚羧酸减水剂尽管具备比萘系更广泛的适应性，但仍可能耐部分水泥适应性差。
这种适应性大多反映在：减水率降低和坍落度损失增加。
即使是同一种水泥，球磨到不问细度时，减水剂的作，I{j也会不同。
现象：某搅拌站用所在地区某P042．5R 水泥．给某工地供应C50混凝土，用的是聚羧酸系高效减水剂．做混凝土配合比时，发现该水泥用减水剂的掺量比其他水泥稍多，但实际搅拌时，出厂混凝土拌合物坍落度目测有210m m。
到工地往混凝土泵车中卸料时，却发现该乍混凝土已卸不出来。
外加剂超量对混凝土质量危害实例分析
防止措施：
（1）加强设备维护与保养，建立定期设备巡查制度。
（2）加强操作人员和质检人员业务素质的培训，增强相关人员的工作责任教育。
（3）要做到问题早发现早解决，避免不合格混凝土出厂。
3、缓凝型外加剂外掺法超量，导致混凝土出现异常现象
处理：
将这部分异常现象的几车混凝土全部作报废处理。
防止措施：
（1）加强搅拌站各部分的维修和保养，尤其注意计量部分的检修，防止生产中某一部分失控，对于涉及计量方面的检修或更换，尤其是秤体、秤体连接件以及传感器的更换，必须重新校秤，正常后方可使用。
（2）搅拌站操作人员和试验人员要增强工作责任心，不合格的产品或有异常状态的混凝土决不可马虎出厂。
案例：
某搅拌站夏季施工中由于工地停电近4小时，混凝土坍落度损失太大，搅拌站为增加坍落度而不增加水灰比，采用添加外加剂的办法调节坍落度，但由于外加剂掺量过多，混凝土施工后12个小时不凝结。
原因分析：
夏季混凝土生产用的外加剂是一种带有缓凝组分的复合型外加剂，如果一味采用掺外加剂来调整混凝土坍落度，必然将缓凝组分带入混凝土中，致使缓凝组分超量，混凝土凝结时间大大加长。
总之，要避免或减少问题的发生，就要严格管理，重视细节，建立和健全相关的管理制度，提高相关从业人员的业务水平和工作责任心，要在预控上多下工夫，严格做到防患于未然。
处理：
通知施工单位延缓拆模时间并禁止上人踩踏，继续加强养护。混凝土凝结时间虽然延缓，但不会影响混凝土的后期强度。
防止措施：
（1）出现坍落度损失过大时，搅拌站技术人员应分析原因，即使掺外加剂也要适量，坍落度的调整可根据具体情况适当掺加外加剂或补充少量水，不应由施工人员随意加水，防止因水胶比增大而降低混凝土强度。
固井外加剂对提高水泥浆抗侵蚀性能的影响
固井外加剂对提高水泥浆抗侵蚀性能的影响引言：随着石油行业的快速发展，井下作业环境越来越严峻。
在油井钻探和完井过程中，固井工艺的合理性和水泥浆的性能对井下安全与产能起着决定性的作用。
在油井固井中，外加剂作为提高水泥浆性能的有效手段之一，越来越受到工程师的重视。
本文将探讨固井外加剂对提高水泥浆抗侵蚀性能的影响。
一、固井外加剂简介固井外加剂是指在水泥浆的基础上添加的特定化学物质，以改善水泥浆的性能以及提高固井质量。
根据其功能和加入时间的不同，可以分为分散剂、凝聚剂、抗侵蚀剂、增稠剂等。
二、水泥浆抗侵蚀性能的重要性水泥浆抗侵蚀性能指的是在良好固化状态下，水泥浆对于井内流体的稳定性和抵抗腐蚀的能力。
良好的抗侵蚀性能可以有效减少井壁因水泥浆侵蚀而导致的裂缝和管柱塌陷等问题，同时提高井口及油藏的整体安全性。
三、固井外加剂对抗侵蚀性能的影响1. 抗侵蚀剂的使用抗侵蚀剂是常用的固井外加剂之一，主要用于提高水泥浆的抗酸性能。
与传统水泥相比，添加抗侵蚀剂的水泥浆具有更好的抗酸性能和抗侵蚀能力。
抗侵蚀剂能够与水泥颗粒发生反应，形成一层保护膜，增强水泥浆对酸侵蚀的抵抗能力。
2. 温度对抗侵蚀性能的影响水泥浆在高温环境下容易发生凝固和水分丢失，从而影响其抗侵蚀性能。
在这种情况下，固井外加剂的选择变得尤为重要。
一些新型的固井外加剂，在高温环境下具有较高的稳定性和抗侵蚀性能，可以在一定程度上解决水泥浆在高温下的问题。
3. 添加剂与水泥配方的协同作用除了单独的抗侵蚀剂外，一些添加剂与水泥配方的协同使用也能够提高水泥浆的抗侵蚀性能。
例如，在水泥浆中添加高含氧化钙的混合物可提高水泥浆的抗酸性能和抗侵蚀性能。
四、固井外加剂选择的原则1. 耐酸性能在选择固井外加剂时，需要考虑其耐酸性能。
抗酸性能好的外加剂能够增加水泥浆在酸性环境下的稳定性和抗侵蚀能力。
2. 温度稳定性在高温环境下，水泥浆容易凝固和失水，因此需要选择具有较高温度稳定性的外加剂。
一起因外加剂使用不当造成的预拌混凝土质量事故原因分析及其加固处理方法
一起因外加剂使用不当造成的预拌混凝土质量事故原因分析及其加固处理方法一、引言随着工程建设的不断发展，预拌混凝土已经成为了建筑和水利工程中的主要建材之一。
然而，由于外加剂使用不当，预拌混凝土的质量问题时有发生，不仅会给工程建设带来不良影响，还会造成不小的经济损失。
因此，对外加剂使用不当所造成的预拌混凝土质量事故原因进行分析，并提出加固治理措施，对于提升预拌混凝土质量、保障工程建设安全具有重要意义。
二、预拌混凝土质量事故的原因分析外加剂作为预拌混凝土配方中的必要组成部分，其使用量和使用方法对于预拌混凝土的质量具有决定性影响。
以下是常见的外加剂使用不当所导致预拌混凝土质量事故的原因分析。
1.主要原料配比不当预拌混凝土主要由水泥、砂、石料和外加剂等混合而成，主要原料配比不当是导致预拌混凝土质量事故的主要原因之一。
如果外加剂的使用量超过标准，或是使用质量不过关的外加剂，会使混凝土失去稳定性，从而出现质量问题。
2.外加剂的质量不合格外加剂使用不当还包括了外加剂质量不过关的情况，有些外加剂的生产厂家掺入了不合格的原材料，而且制造工艺也存在很大的问题。
这些不合格的外加剂，会使混凝土的强度和耐久性受到很大影响。
3.外加剂添加过量在施工过程中，很多工人在添加外加剂时浮躁，贪图一次性解决问题，因此会超量添加外加剂，导致混凝土既不能达到对应的强度标准，另外对环境和人体所造成的污染和伤害也非常严重。
4.外加剂添加不当在预拌混凝土加工的过程中，很容易出现外加剂添加不当的情况，包括添加位置、添加时间和添加顺序等方面的误差，这样会影响混凝土的质量，并就会有质量事故的出现。
三、预拌混凝土质量事故的加固治理方法为了加固提高混凝土的质量，避免预拌混凝土质量事故的发生，需要从以下几个方面进行改进和加固。
1.提高工人素质，加强培训对于预拌混凝土生产过程中的处理方法，施工人员必须小心谨慎，重视所有加工步骤中的每一个细节，尤其在外加剂的添加过程中更是不能马虎处理，否则质量事故就会发生。
油井水泥缓凝剂BH作用机理研究
油井水泥缓凝剂BH作用机理研究油井水泥缓凝剂BH作用机理研究摘要：本文通过实验和理论研究，探究了油井水泥缓凝剂BH 的作用机理。
结果表明，BH缓凝剂中的主要活性成分是聚羧酸盐，它能与水泥颗粒表面形成孔隙，在水泥颗粒外面生成一层物理屏障，从而影响水泥与水的反应速度，改变胶结土的性质，成功地实现了油井水泥缓凝效果。
此外，实验还表明了BH缓凝剂能够对油井水泥骨料表面进行修复，提高其抗压强度。
关键词：BH缓凝剂；聚羧酸盐；孔隙；水泥骨料一、引言油井水泥是一种重要的石油工业原材料，它在油井穿越、固井和完井等方面具有重要的作用。
由于油井水泥本身存在过热、过冷、胶凝不良等缺陷，其在使用过程中往往缺少一些辅助剂的加入，缓凝剂是其中一种常用的辅助剂。
目前常用的缓凝剂有G、H、L、D等几种，但大部分缓凝剂对水泥骨料的表面有一定影响，影响混凝土的品质。
BH缓凝剂是一种新型的油井水泥缓凝剂，它的主要成分是聚羧酸盐。
BH缓凝剂具有卓越的缓凝性和控制性能，可以有效地延缓水泥的凝结速度，提高水泥骨料的耐久性，优化水泥混凝土结构，提高油井井筒稳定性和安全性。
因此，本研究旨在探究BH缓凝剂的作用机理，并通过实验验证其效果。
二、实验方法A.实验材料1.水泥。
选用M425 #水泥。
2.缓凝剂。
BH缓凝剂。
B.实验程序1.制备测试块。
将水泥、BH缓凝剂和水混合，搅拌均匀，倒入模具中，制作测试块。
2.测定压缩强度。
试验后，取出测试块，用压力机进行压缩强度测定。
3.分析数据。
分析压缩强度和其他相关数据。
三、实验结果实验结果表明，BH缓凝剂能够有效地控制水泥的凝结速度，降低水泥骨料表面的活性，从而延缓水泥的硬化时间，提高了水泥骨料的耐久性。
同时，实验表明，BH缓凝剂中的聚羧酸盐活性成分能够与水泥颗粒表面形成孔隙，从而在水泥颗粒表面形成一层物理屏障，从而影响水泥与水的反应速度，改变胶结土的性质。
实验结果还表明，BH缓凝剂能够对油井水泥骨料表面进行修复，并提高其抗压强度。
聚羧酸超塑化剂对水泥净浆流变性能的影响
聚羧酸超塑化剂对水泥净浆流变性能的影响中国混凝土与水泥制品网[2006-12-18]收藏本页打印本页傅乐峰冯中军马临涛沈军林忠斌俞明辉郑柏存（1.上海三瑞高分子材料有限公司，上海，200237；2.华东理工大学资源与环境工程学院，上海，200237）摘要:应用回转粘度计研究了甲基丙烯酸共聚物和马来酸酐共聚物两种聚羧酸超塑化剂对水泥浆体流变性能的影响。
考察了水灰比、超塑化剂分子结构以及掺量等影响因素。
结果表明水泥净浆的流变参数的变化比较好的符合了水泥净浆工作性的变化。
关键词：聚羧酸超塑化剂混凝土流变性能1、前言新拌混凝土被认为是一种Bingham流体[1]。
混凝土流变学的研究主要集中在新拌混凝土的特性（即一般认为的稳定性和工作性）或硬化混凝土的性能（徐变和松弛等等）以及水泥净浆流变学。
[1-6]外加剂特别是高效减水剂对水泥浆体的流变性能有很大的影响[7,8]。
目前关于这方面的研究，文献报道主要集中在萘系、三聚氰胺等高效减水剂。
对于聚羧酸超塑化剂对水泥浆体流变学的研究比较少。
本文研究了甲基丙烯酸共聚物和马来酸酐共聚物两种不同结构聚羧酸超塑化剂对基准水泥浆体流变性能的影响。
考察了水灰比、超塑化剂分子结构以及掺量等影响因素。
2、试验2.1材料2.1.1超塑化剂（1）甲基丙烯酸共聚物（PCA）甲基丙烯酸共聚物的化学结构式见图1，共聚物合成参考文献9。
共聚物中聚醚侧链的平均长度约16mol（n=16）,甲基丙烯酸占共聚物质量的21%，通过GPC测得共聚物的重均分子量(Mw)平均值为18000，分子量分布(Mw/Mn)系数D=3.1。
图1 甲基丙烯酸共聚物的化学结构（2）马来酸酐共聚物（PCM）马来酸酐共聚物的化学结构式见图2，共聚物合成参考文献10。
共聚物中聚醚侧链的平均长度约为35mol（n=35），聚醚基单体占共聚物质量的83%，马来酸酐占共聚物质量的15%，通过GPC测得共聚物的重均分子量平均值为15400，分子量分布系数D=4.7。
固井外加剂对提高水泥浆凝结时间的影响
固井外加剂对提高水泥浆凝结时间的影响水泥固井是油气井钻井过程中的关键步骤，其目的是封堵井眼周围的地层空隙以确保井筒的稳定性和防止地下水和气体的渗透。
水泥浆的凝结时间是固井过程中需要注意的重要参数之一。
凝结时间过长会延长井口关闭期间，增加钻井作业的时间和成本，而凝结时间过短则可能导致固井不牢固。
因此，了解固井外加剂对水泥浆凝结时间的影响至关重要。
水泥浆的凝结时间主要取决于水泥本身的活性和化学反应速度。
对于需要延长凝结时间的特殊情况，如深井或高温井，可以通过添加固井外加剂来调整水泥浆的凝结时间。
固井外加剂是通过改变水泥浆的化学组成和物理性质来达到延迟凝结的目的。
以下将介绍几种常用的固井外加剂及其对水泥浆凝结时间的影响：1. 延迟剂（Retarders）：延迟剂是常用的固井外加剂之一，它可以显著延长水泥浆的凝结时间。
在高温或高压下，延迟剂可以减缓水泥的晶体生长速度，从而延迟凝结时间。
常见的延迟剂包括有机酸、氧化铬、晶状硼酸盐等。
2. 加速剂（Accelerators）：加速剂可以提高水泥浆的凝结速度，缩短凝结时间。
在特殊情况下，如需要快速封堵漏失井的情况下，加速剂可以帮助固井作业更加高效。
常见的加速剂有碱金属盐类、硫酸盐、硫酸铝等。
3. 流动性调整剂（Fluid Loss Control Agents）：流动性调整剂主要用于控制水泥浆的流动性和粘度。
适量添加流动性调整剂可以改变水泥浆的流变性质，从而对凝结时间产生一定的影响。
常见的流动性调整剂有聚合物、黏土类物质等。
4. 过滤损失控制剂（Lost Circulation Control Agents）：过滤损失控制剂主要用于防止水泥浆在导管中丧失过多的液体。
合适的过滤损失控制剂能够增加水泥浆的流动性，使其能够更好地渗透到地层中，从而减少凝结时间。
总体来说，固井外加剂对提高水泥浆凝结时间具有显著的影响。
正确选择和使用固井外加剂可以有效地调整水泥浆的凝结时间，以适应不同条件下的固井需求。
混凝土凝结时间异常的辨别与对策【最新版】
混凝土凝结时间异常的辨别与对策水泥的异常凝结包括假凝、瞬凝（闪凝、急凝（速凝）和缓凝，其中假凝和瞬凝是比较常见且危害较大的异常凝结。
瞬凝和假凝是水泥流变性能差的极端表现，导致混凝土迅速失去塑性，无法进行施工。
缓凝是另一种混凝土异常凝结情况，常导致混凝土拆模时间延长，早期强度低，严重时超过72h 不凝结，严重影响混凝土后期强度，过早拆模容易出现粘模掉皮。
（一）假凝和瞬凝产生的机理（1 ）假凝：水泥净浆或水泥砂浆加水搅拌后不久，在没有放出大量热的情况下迅速变硬，不需另外加水重新搅拌后仍能恢复其塑性的现象称为假凝。
表现为5min ～10min失去流动性，出现“扒锅”或“粘底”现象。
（2 ）瞬凝：水泥净浆或水泥砂浆加水搅拌后不久，有大量热放出，同时迅速变硬，不另外加水重新搅拌也不能恢复其塑性的现象称为瞬凝，也称闪凝。
水泥的正常凝结取决于C 3S 的水化速率，而异常凝结则与C3A 、石膏的数量与活性及二者之间的平衡关系有关（如图1）。
在图1 第Ⅰ象限中，C3A 的数量和/或活性、石膏的数量和/或活性均偏高；第Ⅲ象限中，C3A 的数量和/或活性、石膏的数量和/或活性均偏低，二者均为正常凝结。
在第Ⅱ象限，C3A 的数量和/或活性高，同时石膏的数量和/或活性低。
此时C3A 遇水即迅速反应，很快生成C4AH19（C 4AH13）和C 2AH8等六方型片状的晶体产物，互相搭接在水泥浆体中形成结构骨架，导致浆体迅速失去塑性，同时放出大量的水化热。
在第Ⅳ象限，C3A 的数量和/或活性低，同时石膏的数量和/或活性高，此时不会产生前述水化产物，也不会有明显放热现象。
此时的水化产物是针状的次生石膏和板条状的钾石膏，及少量针状AFt。
瞬凝和假凝都是由于加水后快速形成了针片状水化产物而导致水泥浆体迅速失去塑性，但水化产物的种类不同。
在表象上看，伴有发热是瞬凝的特征；假凝没有明显发热，不加水搅拌后可以恢复塑性是假凝的特征，可以简单地依此判断是否存在瞬凝或假凝。
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（２）烘干的物质经切片、粗磨、细磨以及双面镜面抛光，制成厚度为１ｍｍ 的光谱测试用样品． １．４ 步 骤
图 １ 油 井 水 泥 浆 样 品 红 外 光 谱 图
表１ Ｘ 线荧光光谱检测结果
％
检测项目
ＰＣＭ
ＤＨＴＲ
ｗ（ＣａＯ）ｗ（ＳｉＯ２）ｗ（Ａｌ２Ｏ３）ｗ（Ｆｅ２Ｏ３）ｗ（ＭｇＯ）ｗ（合 计 ） ｗ（ＣａＯ）ｗ（ＳｉＯ２）ｗ（Ａｌ２Ｏ３）ｗ（Ｆｅ２Ｏ３）ｗ（ＭｇＯ）ｗ（合 计 ）
包心内部
３２．７０ ３０．５３ ４．６５ ２．７６ ２．９４ ７３．４９ ３２．８８ ２７．８５ ４．６５ ２．７５ ２．９５ ７１．０８
（３）扫 描 电 镜 和 电 子 能 谱 分 析 ．对 样 品 进 行 制 备 抛 光 ，置 于 扫 描 电 镜 观 察 ，并 使 用 电 子 能 谱 分 析 仪 进 行 测 量 ，获 得 样 品 电 子 能 谱 图 ．
２ 结果讨论
２．１ 红 外 光 谱 分 析 采用红外光谱仪分别扫描混合 ＰＣＭ 和 ＤＨＴＲ 的 油 井 水 泥 样 品，样 品 包 心 内、外 部 的 红 外 光 谱 图 见
在油井水泥水化过程中，硅酸二钙的生长一般与硫铝酸钙紧靠在一起或被硫铝酸钙包围起来 ；在硫铝 酸钙水化过程中，使硅酸二钙暴露于水中，硅酸二钙水化放出氢氧化钙和水 化 硅 酸 钙，氢 氧 化 钙 与 周 围 的 Ａｌ２Ｏ３·３Ｈ２Ｏ、ＣａＳＯ４ 反应生成三硫型水化硫铝酸钙．在水化硅酸钙 形 成 过 程 中，Ｃａ２＋ 的 一 端 与 聚 羧 酸 分 子上的极性基团—ＣＯＯＭ—通过配位 键 结 合，Ｃａ２＋ 另 一 端 与—Ｏ—Ｓｉ—Ｏ—键 连 接，形 成 离 子 型 的 复 合 结 构 ． ［５－８］
· ７９ ·
大 庆 石 油 学 院 学 报 第 ３５ 卷 ２０１１ 年
１ 实验
１．１ 材 料 聚 羧 酸 减 水 剂 （ＰＣＭ）（相 对 分 子 质 量 为 １５ ４００，固 化 物 质 量 分 数 为 ２７％ ）；聚 羧 酸 缓 凝 剂 （ＤＨＴＲ）（相
摘 要：为分析使用聚羧酸类外加剂调节水泥浆性能时偶尔发生水泥浆异常胶 凝 现 象 的 原 因 ，用 油 井 水 泥 分 别 与 聚 羧酸减水剂（ＰＣＭ）、聚羧酸缓凝剂（ＤＨＴＲ）制备异常胶凝油井水泥浆样品；根据红 外 光 谱 扫 描、Ｘ 线 荧 光 光 谱 扫 描、扫 描 电镜观察及电子能谱图，分析混合后水泥浆中胶凝与未胶凝部分，判断反应过程及 成 分 结 构 变 化．实 验 结 果 表 明：聚 羧 酸 与水化硅酸钙、铝酸三钙发生交联反应，引起油井水泥浆异常 胶 凝；油 井 水 泥 浆 中 硅 和 铝 的 质 量 分 数 升 高 会 加 重 异 常 胶 凝程度．该研究结果对防止油井水泥浆异常胶凝具有参考意义 ．
图 ２ 油 井 水 泥 浆 样 品 扫 描 电 镜 照 片 （放 大 倍 数 １．０×１０５）
取混合 ＰＣＭ 的油井水泥浆样品包心异常凝胶部 分 （见 图 ３（ａ））进 行 电 子 能 谱 分 析，得 到 电 子 能 谱 图 （见 图 ３（ｂ）），其 各 元 素 质 量 分 数 和 原 子 数 量 百 分 比 见 表 ２．
２．３ 扫 描 电 镜 和 电 子 能 谱 分 析 分别对混合 ＤＨＴＲ 和未混合 ＤＨＴＲ 的油井水泥浆样品进行扫描电镜观察，未混合 ＤＨＴＲ 的油井水
泥浆样品中呈现明显的晶体形状（见图２（ａ））；混合 ＤＨＴＲ 的油井水泥浆样品包心内部呈现凝胶形态，不 能 确 定 晶 体 种 类 （见 图 ２（ｂ））．
包心外部
５６．９９ １１．７８ ４．９８ ２．７４ ２．８９ ７６．４９ ５２．４７ １２．１０ ４．９６ ２．７４ ２．８６ ７５．１３
Ｇ 级油井水泥浆 ６０．２１ ２０．５３ ４．９３ ２．７４ ２．９０ ９１．３１ ６０．２１ ２０．５３ ４．９３ ２．７４ ２．９０ ９１．３１
２．２ Ｘ 线荧光光谱分析 采用 Ｘ 线荧光光谱仪分别对混合 ＰＣＭ、混合 ＤＨＴＲ 的油井水泥浆样品及未混合聚羧酸 类 外 加 剂 的
Ｇ 级油井水泥浆样品扫描，检测结果见表１．由表１可知：混合 ＰＣＭ 的样品引起的包心内部钙元素与硅元 素的质量分数比为外部的２２．１％；混 合 ＤＨＴＲ 的 样 品 引 起 的 包 心 内 部 钙 元 素 与 硅 元 素 的 质 量 分 数 比 为 外部的２７．２％，其余元素变化不大．Ｘ 线荧光光谱分析结果与红外光谱分析一致，胶凝部分包含更多的 水 化 硅 酸 化 合 物 ，金 属 氧 化 物 总 质 量 分 数 降 低 ．
德国 Ｂｒｕｋｅｒ公司 ＴＥＮＳＯＲ ２７型傅里叶变换红外光谱仪：分辨率 为 ０．５ｃｍ－１；信 噪 比 为 ３２ ０００∶１； 光谱为７ ５００～４００ｃｍ－１；波数精度优于０．０１ｃｍ－１；标准附件包括 ＫＢｒ压片、ＡＴＲ 全反射（ＺｎＳｅ）、粉末漫 反 射 、３０°镜 面 反 射 ．
荷兰 ＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌ公司 Ａｘｉｏｓ型波长色散 Ｘ 线荧光光谱仪：最大功率为４ｋＷ；仪器稳定度≤０．０５％； 分析范围为 Ｂ５～Ｕ９２；定量误差≤０．３０％．
日本日立公司 ＳＵ－１５１０型扫描电子显微镜：二次电子分辨率为 ３．０ｎｍ（高真空，３０ｋＶ 时）；背散射 电子分辨率为４．０ｎｍ（低真空，６０Ｐａ，３０ｋＶ 时）；倍率为５．０～３．０×１０５ 倍；加速电压为０．３～３０．０ｋＶ．
英国牛津 ＯＸＦＯＲＤ－ＩＮＣＡ 型能谱分析仪；加速电压为 ２０ｋＶ 时，分 辨 率 为 １．０ｎｍ；加 速 电 压 为 １０ ｋＶ 时，分辨率为２．０ｎｍ；加速电压为５ｋＶ 时，分辨率为３．０ｎｍ；电压为１３０ｅＶ 时达到能谱能量分辨率； 元素检测范围包括 Ｂ～Ｕ 元素． １．３ 样 品 制 备
大庆石油学院学报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＤＡＱＩＮＧ ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＩＮＳＴＩＴｌ．３５ Ｎｏ．５ Ｏｃｔ． ２０１１
聚羧酸类外加剂引起油井水泥浆 异常胶凝现象分析
段 晓 岩１，李 士 斌１，姜 晓 超２，陈 晓 华３
（１．东北石油大学 石油工程学院，黑龙江 大庆 １６３３１８； ２．大庆钻探工程公司 钻井工程技术研究院，黑龙江 大 庆 １６３４１３； ３．中国石化华北分公司 工程技术研究院，河南 郑州 ４５０００６ ）
图１．由图１（ａ）可见：波数为３ ５００ｃｍ－１处红外线透过率较低，表现为较宽的吸收峰，为 Ｓｉ—ＯＨ 伸缩振 动 的 吸 收 峰 ；波 数 为 １ ７３３ｃｍ－１处 为 羰 基 吸 收 峰 ；波 数 为 １ ０６４ｃｍ－１、９４４ｃｍ－１和 ４８０ｃｍ－１处 的 ３ 个 较 强 和 较宽的吸收峰为 Ｓｉ—Ｏ—Ｓｉ键伸缩振动和弯曲振动的吸收峰．图 １（ｂ）谱 线 形 态 与 图 １（ａ）类 似，仅 为 含 量 区 别 ，未 发 现 其 他 化 学 键 ．
电子能谱图上光电子强度越高，表明样品中元素质量分数越高．由图３（ｂ）和表 ２ 可知：碳元素和硅元 素 的 质 量 分 数 很 高 ．由 于 碳 元 素 主 要 来 自 于 聚 羧 酸 分 子 ，硅 元 素 主 要 来 自 于 油 井 水 泥 浆 中 已 水 化 的 硅 酸 化 合物，所以可知异常胶凝部分聚集大量聚羧酸分子与水化硅酸化合物 ．
收 稿 日 期 ：２０１１－０４－１３；审 稿 人 ：张 继 成 ；编 辑 ：张 兆 虹 基 金 项 目 ：国 家 “大 型 油 气 田 及 煤 层 气 开 发 ”重 大 专 项 （２００８ＺＸ０５０２１－００２） 作 者 简 介 ：段 晓 岩 （１９８７－ ），女 ，硕 士 生 ，主 要 从 事 石 油 工 作 液 化 学 方 面 的 研 究 ．
对 分 子 质 量 为 ８０ ０００，固 化 物 质 量 分 数 为 ３０％ ）． １．２ 仪 器
美国 ＣＨＡＮＤＬＥＲ８２４０－ＡＵＴＯ 公司高温高压稠化仪：额定温度为３１５ ℃；额定压力为 ２７５ ＭＰａ；加 热功率为５．０ｋＷ；转速为１５０ｒ／ｍｉｎ；输入电压（ＡＣ）为１７０～２３０Ｖ；输入频率为 ５０～６０ Ｈｚ；输入功率为 ７．５ｋＷ．
（１）红外光谱分析．取样品１～２ｍｇ加入２００目 ＫＢｒ粉末２００ｍｇ，在红外灯照射下于玛瑙研钵中研磨 均匀，装入压片模具，制 得 厚 度 约 为 １ ｍｍ 的 压 片，将 压 片 装 入 样 品 架 并 放 入 样 品 窗 口，进 行 红 外 光 谱 扫描．
（２）Ｘ 线荧光光谱分析．将样品 研 磨 至 ３００～４００ 目，加 入 硼 砂 压 成 圆 片，放 入 样 品 架，通 过 Ｘ 线 荧 光 光谱仪测量．
红外光谱吸收峰强度用吸光度 Ａ 和透过率Ｔ 表示，Ａ＝ｌｇ（１／Ｔ）．红外光谱图中，红外线透过率越低， 吸光度越大，样品对红外线的吸收强度越高．由 图 １ 可 知：样 品 包 心 外 部 的 Ｓｉ—Ｏ—Ｓｉ键 质 量 分 数 低 于 包 心内部的．
· ８０ ·
第 ５ 期 段 晓 岩 等 ：聚 羧 酸 类 外 加 剂 引 起 油 井 水 泥 浆 异 常 胶 凝 现 象 分 析
关 键 词 ：聚 羧 酸 类 外 加 剂 ；异 常 胶 凝 ；油 井 水 泥 浆 ；铝 元 素 质 量 分 数 中 图 分 类 号 ：ＴＥ２５７ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１０００－１８９１（２０１１）０５－００７９－０５
０ 引言
聚羧酸类外加剂具有性能优良、质量稳 定 的 优 点，是 新 一 代 油 井 水 泥 外 加 剂 研 究 的 热 点［１－２］．油 井 水 泥 浆 中 矿 物 组 分 与 水 发 生 化 学 反 应 ，水 泥 颗 粒 表 面 的 铝 酸 三 钙 和 三 硫 型 水 化 硫 铝 酸 钙 带 正 电 荷 ，聚 羧 酸 表 现为阴离子形式，吸附在水泥颗粒上；同时，聚羧酸与铝离子通过配位键结合在一起 ． ［３－４］