Mật độ của bùn bentonit
1. Phân loại và hiệu suất của bùn
1.1 Phân loại
Bentonit, còn được gọi là đá bentonit, là một loại đá sét có hàm lượng montmorillonit cao, thường chứa một lượng nhỏ illit, kaolinit, zeolit, feldspar, canxit, v.v. Bentonit có thể được phân loại thành ba loại: bentonit gốc natri (đất kiềm), bentonit gốc canxi (đất kiềm) và đất tẩy trắng tự nhiên (đất chua). Trong đó, bentonit gốc canxi cũng có thể được phân loại thành bentonit gốc canxi-natri và bentonit gốc canxi-magiê.
1.2 Hiệu năng
1) Tính chất vật lý
Đất sét bentonit có màu trắng và vàng nhạt trong tự nhiên, ngoài ra còn có các màu khác như xám nhạt, xanh nhạt, hồng, nâu, đỏ, đen, v.v. Độ cứng của đất sét bentonit thay đổi tùy thuộc vào tính chất vật lý của nó.
2) Thành phần hóa học
Các thành phần hóa học chính của bentonit là silic dioxit (SiO2), nhôm oxit (Al2O3) và nước (H2O). Hàm lượng sắt oxit và magie oxit đôi khi cũng cao, và canxi, natri, kali thường có mặt trong bentonit với hàm lượng khác nhau. Hàm lượng Na2O và CaO trong bentonit ảnh hưởng đến các tính chất vật lý và hóa học, thậm chí cả công nghệ chế biến.
3) Tính chất vật lý và hóa học
Đất sét bentonit nổi bật với khả năng hút ẩm tối ưu, cụ thể là sự giãn nở sau khi hấp thụ nước. Hệ số giãn nở khi hấp thụ nước có thể lên tới 30 lần. Nó có thể được phân tán trong nước để tạo thành một hỗn hợp keo nhớt, thixotropic và bôi trơn. Nó trở nên dẻo và bám dính sau khi trộn với các mảnh vụn mịn như nước, bùn hoặc cát. Nó có khả năng hấp thụ nhiều loại khí, chất lỏng và chất hữu cơ, và khả năng hấp thụ tối đa có thể đạt gấp 5 lần trọng lượng của nó. Đất sét tẩy trắng có hoạt tính bề mặt này có thể hấp thụ các chất có màu.
Các tính chất vật lý và hóa học của bentonit chủ yếu phụ thuộc vào loại và hàm lượng montmorillonit có trong đó. Nhìn chung, bentonit gốc natri có các tính chất vật lý và hóa học cũng như hiệu suất công nghệ vượt trội hơn so với bentonit gốc canxi hoặc gốc magie.
2. Đo liên tục dung dịch bùn bentonit
CáiMáy đo chiều dàinội tuyếnbentoniteslcủa bạnyTỉ trọngmétlà một trang web trực tuyếnmáy đo mật độ bột giấyThường được sử dụng trong các quy trình công nghiệp. Mật độ của bùn là tỷ lệ giữa trọng lượng của bùn và trọng lượng của một thể tích nước xác định. Mật độ bùn đo được tại chỗ phụ thuộc vào tổng trọng lượng của bùn và các mảnh vụn khoan trong bùn. Trọng lượng của các chất phụ gia (nếu có) cũng cần được tính đến.
3. Ứng dụng bùn dưới các điều kiện địa chất khác nhau
Việc khoan lỗ trong các lớp cát, sỏi, đá cuội và các vùng bị vỡ để tăng cường độ bám dính giữa các hạt là rất khó. Mấu chốt của vấn đề nằm ở việc tăng cường lực liên kết giữa các hạt, và sử dụng bùn làm lớp chắn bảo vệ trong các tầng đất đá như vậy.
3.1 Ảnh hưởng của mật độ bùn đến tốc độ khoan
Tốc độ khoan giảm khi mật độ dung dịch khoan tăng. Tốc độ khoan giảm đáng kể, đặc biệt khi mật độ dung dịch khoan lớn hơn 1,06-1,10 g/cm³.3Độ nhớt của hỗn hợp càng cao thì tốc độ khoan càng thấp.
3.2 Ảnh hưởng của hàm lượng cát trong hỗn hợp bùn đến quá trình khoan
Hàm lượng mảnh vụn đá trong hỗn hợp bùn gây ra rủi ro trong quá trình khoan, dẫn đến việc lỗ khoan không được làm sạch đúng cách và gây tắc nghẽn. Ngoài ra, nó có thể gây ra hiện tượng hút và kích thích áp suất, dẫn đến rò rỉ hoặc sập giếng. Hàm lượng cát cao và lớp trầm tích trong lỗ khoan dày. Điều này khiến thành lỗ khoan bị sụp đổ do quá trình hydrat hóa, và dễ làm bong tróc lớp màng bùn, gây ra tai nạn trong giếng. Đồng thời, hàm lượng trầm tích cao gây mài mòn mạnh các ống khoan, mũi khoan, ống xi lanh bơm nước và cần piston, làm giảm tuổi thọ của chúng. Do đó, trên cơ sở đảm bảo cân bằng áp suất tầng chứa, cần giảm mật độ bùn và hàm lượng cát càng nhiều càng tốt.
3.3 Mật độ bùn trong đất mềm
Trong các lớp đất mềm, nếu mật độ bùn quá thấp hoặc tốc độ khoan quá nhanh, sẽ dẫn đến sụp đổ lỗ khoan. Thông thường, tốt hơn nên giữ mật độ bùn ở mức 1,25 g/cm³.3trong lớp đất này.
4. Các công thức pha chế bùn thông dụng
Trong kỹ thuật xây dựng có nhiều loại bùn, nhưng chúng có thể được phân loại theo thành phần hóa học như sau. Phương pháp định lượng như sau:
4.1 Hỗn dịch Na-Cmc (Natri Carboxymethyl Cellulose)
Hỗn hợp dạng sệt này là loại phổ biến nhất giúp tăng độ nhớt, và Na-CMC đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cường độ nhớt và giảm thiểu sự mất nước. Công thức gồm: 150-200g đất sét dạng sệt chất lượng cao, 1000ml nước, 5-10kg soda ash, và khoảng 6kg Na-CMC. Các đặc tính của hỗn hợp dạng sệt: mật độ 1,07-1,1 g/cm3, độ nhớt 25-35s, lượng nước mất đi dưới 12ml/30 phút, giá trị pH khoảng 9,5.
4.2 Muối sắt crom - Dung dịch Na-Cmc
Hỗn hợp này có khả năng tăng cường độ nhớt và độ ổn định cao, và muối sắt crom đóng vai trò ngăn ngừa sự kết tụ (pha loãng). Công thức gồm: 200g đất sét, 1000ml nước, khoảng 20% dung dịch kiềm tinh khiết nồng độ 50%, 0,5% dung dịch muối sắt crom nồng độ 20%, và 0,1% Na-CMC. Các đặc tính của hỗn hợp: mật độ 1,10 g/cm3, độ nhớt 25s, lượng nước mất đi 12ml/30 phút, pH 9.
4.3 Bùn Lignin Sulfonat
Lignin sulfonate được điều chế từ chất thải lỏng bột giấy sunfit và thường được sử dụng kết hợp với chất kiềm than để giải quyết vấn đề chống đông tụ và mất nước của bùn trên cơ sở tăng độ nhớt. Công thức là: 100-200kg đất sét, 30-40kg chất thải lỏng bột giấy sunfit, 10-20kg chất kiềm than, 5-10kg NaOH, 5-10kg chất khử bọt và 900-1000L nước cho 1m3 bùn. Các đặc tính của bùn là: mật độ 1,06-1,20 g/cm3, độ nhớt phễu 18-40s, mất nước 5-10ml/30 phút, và có thể thêm 0,1-0,3kg Na-CMC trong quá trình khoan để giảm thêm lượng nước mất.
4.4 Bùn axit humic
Dung dịch axit humic sử dụng chất kiềm than hoặc natri humat làm chất ổn định. Nó có thể được sử dụng kết hợp với các chất xử lý khác như Na-CMC. Công thức pha chế dung dịch axit humic là thêm 150-200kg chất kiềm than (trọng lượng khô), 3-5kg Na2CO3 và 900-1000L nước vào 1m3 dung dịch. Tính chất của dung dịch: mật độ 1,03-1,20 g/cm3, lượng nước mất đi 4-10ml/30 phút, pH 9.
Thời gian đăng bài: 12/02/2025
