Page 200 - 《精细化工》2022年第3期

·622· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

2–
振动引起。表明在 3 种不同 pH 下，经过离子交换 少，而样品 M1、M2、M3 中均存在微弱的 CO 3 吸
–
后各插层样品中的层间阴离子均存在 B(OH) 4 、 收峰，说明在 pH 为 3.5、4.0、4.5 下得到的插层水
– 2–[21] 2–
B 3 O 3 (OH) 4 、B 4 O 5 (OH) 4 。图 3b 中 BO 3 的对称伸 滑石层间还存在少量的 CO 未交换完全，其插层结
3
–
缩振动峰较弱，表明在图 3b 中的 B 3 O 3 (OH) 4 含量较 构示意图如图 4 所示。

图 4 Mg/Al-CO 3 -LDH 以及 Mg/Al-BA-LDH 的插层结构示意图
Fig. 4 Intercalation structure diagram of Mg/Al-CO 3 -LDH and Mg/Al-BA-LDH

2.2 水泥浆稠化性能测试 由表 4 可知，Mg/Al-BA-LDH 的掺量在 0.5%~3.0%
为了评价 Mg/Al-BA-LDH 的缓凝性能，将在 pH 内均呈现出稳定的缓凝作用，且随着 Mg/Al-BA-LDH
4.5 下制备的样品 M3 加入水泥浆中，进行稠化性能 掺量的增加，稠化时间出现增加的趋势；由图 5a 可
测试。Mg/Al-BA-LDH、Mg/Al-CO 3 -LDH 以及硼酸 知，Mg/Al-BA-LDH 的掺量与稠化时间表现出良好
对水泥浆稠化性能影响结果见表 4。90 ℃下不同加量 的线性关系。由图 5c~d 可以看出，加入 Mg/Al-BA-LDH
的 Mg/Al-BA-LDH 与稠化时间的关系（a）以及样品 的水泥浆稠化曲线发展平稳，无明显的曲线异常和
C0（b）、B3(c)、B4（d）、H2（e）、H3（f）的稠化 水泥浆“包心”、“闪凝”等现象，稠度曲线走势平
曲线见图 5。 稳且呈明显的直角稠化，与纯水泥浆（图 5b）相比
有较为明显的缓凝效果。
表 4 Mg/Al-BA-LDH 以及 Mg/Al-CO 3 -LDH 掺量（以水
图 6 为不同温度下 Mg/Al-BA-LDH 加量为 3%
泥质量为基准）对水泥浆样品稠化性能影响
Table 4 Effect of Mg/Al-BA-LDH and Mg/Al-CO 3 -LDH 的水泥浆稠化时间对比图。从图 6 可以看出，在 90~
dosage (based on the mass of cement) on thickening 170 ℃的温度范围内，随着温度的升高，稠化时间
properties of cement slurry samples 依次递减。当温度为 150 ℃时，稠化时间达到 254 min，
Mg/Al-BA- Mg/Al-CO 3- H 3BO 3 温度 压力 稠化时间 满足现场施工要求。而从表 4 可知，当在水泥浆中
编号
LDH 掺量/% LDH 掺量/% 掺量/% /℃ /MPa /min
单独加入 H 3 BO 3 时，其凝结时间与 H 3 BO 3 的加量之
C0 0 0 0 90 45 174
C1 — 0.5 — 90 45 137 间不存在线性关系，且灵敏度较高，易使水泥浆产
C2 — 1.0 — 90 45 150 生超缓凝现象。同时，为了验证 Mg/Al-CO 3-LDH 前
C3 — 2.0 — 90 45 158 驱体对水泥浆稠化时间是否具有影响，将 Mg/Al-CO 3-
C4 — 3.0 — 90 45 162 LDH 加入水泥浆中进行稠化实验（见表 4）。由表 4
C5 — 5.0 — 90 45 173
H1 — — 0.2 90 45 336 可知，少量的 Mg/Al-CO 3 -LDH 由于其晶种效应对油
H2 — — 0.3 90 45 400 井水泥具有微弱的促凝作用，但随着 Mg/Al-CO 3-LDH
H3 — — 0.5 90 45 >555 加量的增加，稠化时间和纯水泥浆的凝结时间基本
H4 — — 1.0 90 45 >580
H5 — — 2.0 90 45 >600 一致，不具备缓凝效果。综上所述，与单独使用
B1 0.5 — — 90 45 188 Mg/Al-CO 3 -LDH 以及 H 3 BO 3 的样品相比，掺入
B2 1.0 — — 90 45 224 Mg/Al-BA-LDH 的水泥浆稠化时间线性可调，而且
B3 1.5 — — 90 45 285
B4 2.0 — — 90 45 308 能够在高温下延长水泥浆的凝结时间、改善水泥浆
B5 3.0 — — 90 45 336 体系的性能。