以油基鉆屑殘渣制備的免燒磚制造技術

本發明專利技術公開了一種以油基鉆屑殘渣制備的免燒磚。是將水泥、集料、油基鉆屑殘渣和粉煤灰混合攪拌均勻得固相混合料，再向固相混合料中加入水混合攪拌均勻得半干狀混合料，將半干狀混合料送至免燒磚機內充模、壓制成型、脫模，將脫模后的磚坯自然養護而得；各組份的重量百分比為，水泥5～8%、集料19～76%、油基鉆屑殘渣10～60%、粉煤灰2～6%、水3～11%。本發明專利技術不但能夠制造出合格的建筑用磚，而且有效地實現了油基鉆屑殘渣的安全環保處置和資源化綜合利用，使油基鉆屑殘渣不再占用土地和污染環境。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種建筑材料，特別是一種建筑用磚。
技術介紹
我國是頁巖氣資源大國，資源豐富，開發潛力大，商業條件好，發展前景廣闊。開發利用好頁巖氣對滿足我國不斷增長的能源需求、優化能源結構、提高能源效率、促進節能減排和促進經濟社會發展意義重大。目前，我國正大力推進頁巖氣勘探開發工作，以我國第一個實現大規模商業化開發的大型頁巖氣田—涪陵頁巖氣田為例，已布置了200多口頁巖氣井，建成了產能50億立方/年。頁巖氣勘探開發的核心技術是水平井分段壓裂技術，水平段頁巖氣層鉆井采用以柴油作為基液，添加其他試劑組成的油基鉆井液，在鉆井過程中切削地層巖石而產生的碎屑通過油基鉆井液帶出，產生油基鉆屑。據統計，單口井的油基鉆屑產生量約200～250立方米，而油基鉆屑屬于危險固體廢物，環境危害性大，處理難度大、處理成本高。目前油基鉆屑采取的處理措施為：通過在鉆井平臺集中收集后運輸至油基鉆屑回收利用站，采用熱解析技術處理，即通過半自動設備投加到加熱反應爐內并加入分離劑攪拌，加熱至270℃左右反應約10小時，實現油、鉆屑的分離。使處理后的油基鉆屑含油率控制在0.3％以下，所得到的灰黑色粉末即是油基鉆屑殘渣，然后再對其進行固化填埋處置。油基鉆屑殘渣的粒徑為0.05～0.8mm，其含有(質量百分比含量)：SiO2 45％～59％、CaO 5％～14％、Al2O3 6％～11％、SO3 0.8％～1.5％、MgO 1％～3％、Fe2O3 2％～3％、K2O 1％～3％、Na2O 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，即IRa≤1.0Bq/Kg、Iγ≤1.0Bq/Kg。但目前油基鉆屑殘渣采取的固化填埋處理方式存在如下問題：固化占地面積大、數量多、土建成本高；固化作業若施工質量有缺陷，還存在一定的環境污染風險。故頁巖氣勘探開發中產生的油基鉆屑殘渣的安全環保處置和資源化綜合利用是當前迫切需要解決的問題。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種以油基鉆屑殘渣制備的免燒磚，以實現油基鉆屑殘渣的安全環保處置和資源化綜合利用問題。本專利技術所述以油基鉆屑殘渣制備的免燒磚，是將水泥、集料、油基鉆屑殘渣和粉煤灰混合攪拌均勻得固相混合料，再向固相混合料中加入水混合攪拌均勻得半干狀混合料，將半干狀混合料送至免燒磚機內充模、壓制成型、脫模，將脫模后的磚坯自然養護而得；各組份的重量百分比為，水泥5～8％、集料19～76％、油基鉆屑殘渣10～60％、粉煤灰2～6％、水3～11％。所述的水泥為普通硅酸鹽水泥，滿足GB 175-2007中的相關規定。其在加水后不斷生成水化硅酸鈣和鈣礬石等，不僅為磚體提供主要強度支撐來源，同時其不斷產生的氫氧化鈣可用來作為粉煤灰活性激發的堿度。所述的集料為符合JGJ52-2006規定要求的各種惰性砂，為磚體的骨架。所述的粉煤灰可優選燃煤電廠煙道中排出的粉塵，為符合GB/T1596-2005的Ⅱ級F類粉煤灰，其具有潛在的水硬性活性，能在后期發生反應增加磚體的強度。所述的油基鉆屑殘渣是指：在頁巖氣勘探開發水平井鉆井過程中將產生油基鉆屑，將該油基鉆屑采用熱解析技術處理，使處理后的油基鉆屑含油率控制在0.3％以下，所得到的灰黑色粉末，其粒徑為0.05～0.8mm，其含有(質量百分比含量)：SiO2 45％～59％、CaO 5％～14％、Al2O3 6％～11％、SO3 0.8％～1.5％、MgO 1％～3％、Fe2O3 2％～3％、K2O 1％～3％、Na2O 0.2％～1.0％，燒失量為8％～10％。如圖1所示，油基鉆屑殘渣的成分以Si、Ca、Al等元素為主，可作為火山灰質材料使用，具備了制備免燒磚的元素和化學組分。按GB/T17671-1999水泥膠砂強度檢驗方法，參照GB/T 18046-2000中的活性指數試驗方法，分別測試摻30％油基鉆屑殘渣等質量替代水泥的28天膠砂抗壓強度(R1)和標準硅酸鹽水泥28天抗壓強度(R2)，測試結果見表1。結果顯示油基鉆屑熱解殘渣的燒失量符合標準的10％以內，SO3含量也達標，活性指數＝R1/R2＝71.5％，活性指數較好，也基本具備了作為免燒磚原料的基礎。表1 活性指數測試結果油基鉆屑殘渣含SiO2 45％～59％、CaO 5％～14％、Al2O3 6～11％，粒徑為0.05～0.8mm，既可作為細集料來使用，又可作為一種活性摻合料，參與水泥的水化反應，如硅質材料與水泥水化產物氫氧化鈣之間反應生成水化硅酸鈣，鋁質材料與水泥中的硫酸鹽反應生成水化硫鋁酸鈣等等，此類水化產物均可形成對整個體系的強度支持。另一方面，合理的配比還可以改善整個混合料的級配，不僅能提高建筑用磚強度，還可使其內部更加密實，增加其耐久性能。本專利技術所述免燒磚采用油基鉆屑殘渣作為摻合料，不但能夠制造出合格的建筑用磚，而且有效地實現了油基鉆屑殘渣的安全環保處置和資源化綜合利用，使油基鉆屑殘渣不再占用土地和污染環境，并且利用油基鉆屑殘渣作為摻合料制備的免燒磚，其早期強度較高，養護時間短，可大大提高生產效率。附圖說明圖1為本專利技術所述的油基鉆屑殘渣EDS能譜分析圖。具體實施方式實施例1：將60％的油基鉆屑殘渣、19％的機制砂投入兩倉配料攪拌機中攪拌均勻，通過輸送機至強制攪拌機內，同時將8％的水泥、2％的粉煤灰也通過螺旋輸送機輸送至強制攪拌機內，充分混合攪拌均勻得固相混合料；再將11％的水加入該固相混合料內，得半干狀混合料，將半干狀混合料送至免燒磚機內充模，以13MPa的成型壓力靜壓成型后，脫模，將脫模后的磚坯自然養護而得。所述的水泥為普通硅酸鹽水泥，滿足GB 175-2007中的相關規定；機制砂細度模數為3.2，顆粒級配良好；粉煤灰為燃煤電廠煙道中排出的粉塵，符合GB/T1596-2005的Ⅱ級F類。實施例2：將50％的油基鉆屑殘渣、31％的機制砂投入兩倉配料攪拌機中攪拌均勻，通過輸送機至強制攪拌機內，同時將7％的水泥、3％的粉煤灰也通過螺旋輸送機輸送至強制攪拌機內，充分混合攪拌均勻得固相混合料；再將9％的水加入該固相
混合料內，得半干狀混合料，將半干狀混合料送至免燒磚機內充模，以12MPa的成型壓力靜壓成型后，脫模，將脫模后的磚坯自然養護而得。所述的水泥為普通硅酸鹽水泥，滿足GB 175-2007中的相關規定；機制砂細度模數為3.2，顆粒級配良好；粉煤灰為燃煤電廠煙道中排出的粉塵，符合GB/T1596-2005的Ⅱ級F類。實施例3：將40％的油基鉆屑殘渣、43％的河砂投入兩倉配料攪拌機中攪拌均勻，通過輸送機至強制攪拌機內；同時將6％的水泥、4％的粉煤灰也通過螺旋輸送機輸送至強制攪拌機內，充分混合攪拌均勻得固相混合料；再將7％的水加入該固相混合料內，得半干狀混合料，將半干狀混合料送至免燒磚機內充模，以11MPa的成型壓力靜壓成型后，脫模，將脫模后的磚坯自然養護而得。所述的水泥為普通硅酸鹽水泥，滿足GB 175-2007中的相關規定；河砂細度模數為3.2，顆粒級配良好；粉煤灰為燃煤電廠煙道中排出的粉塵，符合GB/T1596-2005的Ⅱ級F類。實施例4：將30％的油基鉆屑殘渣、54％的河砂投入兩倉配料攪拌機中攪拌均勻，通過輸送機至強制攪拌機內；本文檔來自技高網...

【技術保護點】
以油基鉆屑殘渣制備的免燒磚，其特征在于：是將水泥、集料、油基鉆屑殘渣和粉煤灰混合攪拌均勻得固相混合料，再向固相混合料中加入水混合攪拌均勻得半干狀混合料，將半干狀混合料送至免燒磚機內充模、壓制成型、脫模，將脫模后的磚坯自然養護而得；各組份的重量百分比為，水泥5～8%、集料19～76%、油基鉆屑殘渣10～60%、粉煤灰2～6%、水3～11%。

【技術特征摘要】
1.以油基鉆屑殘渣制備的免燒磚，其特征在于：是將水泥、集料、油基鉆屑殘渣和粉煤灰混合攪拌均勻得固相混合料，再向固相混合料中加入水混合攪拌均勻得半干狀混合料，將半干狀混合料送至免燒磚機內充模、壓制成型、脫模，將脫模后的磚坯自然養護而得；各組份的重量百分比為，水泥5～8%、集料19～76%、油基鉆屑殘渣10～60%、粉煤灰2～6%、水3～11%。2.根據權利要求1所述以油基鉆屑殘渣制備的免燒磚，其特征在于：所述的水泥為普通硅酸鹽水泥，滿足GB 175-2007中的相關規定。3.根據權利要求1所述以油...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周伯均，金吉中，周澤軍，張召基，何勇，熊德明，王朝強，張春，
申請(專利權)人：中石化重慶涪陵頁巖氣勘探開發有限公司，重慶市涪陵頁巖氣環保研發與技術服務中心，
類型：發明
國別省市：重慶;50