膨润土作为一种重要的工业原料,在多个领域发挥着关键作用。其造浆率不仅是衡量自身性能的关键指标,测定方法严谨科学,应用场景也极为广泛。
膨润土造浆率的测定
测定原理
造浆率是指单位重量的膨润土所能配制成表观粘度为15mPa·s悬浮液的体积数,单位为m3/t。该指标反映了膨润土在形成具有特定粘度悬浮液时的能力,对其在实际应用中的效果评估至关重要。
实验仪器与操作步骤
主要使用高速搅拌器和六速旋转粘度计进行测定。首先,配置3份体积均为350ml的膨润土悬浮液,每份加入不同质量的土样,使每份悬浮液的视粘度控制在(10 - 25)×10⁻³Pa·s 。接着,将这三个样本分别用高速搅拌器搅拌20分钟,随后静置24小时,让膨润土与液体充分作用。测试前,再次搅拌5分钟 ,确保悬浮液状态均匀。利用六速旋转粘度计对悬浮液进行视粘度测试,将测得的数据记录下来,在半数坐标纸上绘制视粘度与悬浮液浓度(g膨润土/100ml悬浮液)的关系图,通过这三个数据点绘制出视粘度直线。从直线上找出视粘度为15mPa·s时对应的悬浮液浓度,最后借助造浆率对照表,求出相应的造浆率数值。
膨润土造浆率的应用
钻井领域
在石油、天然气等钻井作业中,膨润土造浆率直接影响钻井液的性能。高造浆率的膨润土能以较少的用量配制出满足需求的钻井液,有效降低成本。钻井液需具备良好的携带岩屑、稳定井壁、润滑钻具等功能,造浆率合适的膨润土所形成的钻井液,能在钻孔过程中及时将岩屑带出,防止岩屑堆积,避免卡钻事故;同时在井壁形成泥皮,稳固井壁,防止坍塌;还能减少钻具与井壁的摩擦,延长钻具使用寿命。
地质勘探
地质勘探中,膨润土泥浆同样依赖其造浆率。在复杂地质条件下进行钻探时,优质造浆率的膨润土配制的泥浆,能适应不同地层情况。在松散地层,可防止孔壁垮塌;在漏失地层,能通过调整泥浆性能进行堵漏,保障勘探工作顺利进行,获取准确地质信息。
土木工程
在地下连续墙、盾构施工等土木工程中,膨润土泥浆用于护壁和润滑。高造浆率意味着可以用较少材料制备足够泥浆,在保障施工安全的同时提高施工效率。比如地下连续墙施工时,泥浆护壁能确保槽壁稳定,便于钢筋下放和混凝土浇筑;盾构施工中,泥浆润滑可减少盾构机推进阻力,提高掘进速度 。
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