本产品以物理化学协同固化技术为核心,通过创新材料设计,实现钻井废弃物的快速干化、高强度固结与污染物长效封存,为油田废弃物治理提供科学的解决方案。
技术原理
1.1 水分定向吸附与锁定
材料内部构建多级孔道结构(小孔0.2-2μm,大孔20-100μm),通过表面羟基与水分子的强氢键作用(结合能>45kJ/mol),实现泥浆中自由水的快速捕获:
· 吸附效率:在25℃环境温度下,15分钟内吸附泥浆中93%的自由水(ASTM D2216测试标准)。
· 孔隙演变:固化体孔隙率从初始50%降至9.8%(压汞法测定,孔径分布曲线显示主峰从100μm迁移至0.5μm)。
1.2 离子键合强化体系
活性硅铝酸盐组分与泥浆中金属阳离子(Ca²⁺、Mg²⁺等)发生水化反应,生成三维网状凝胶结构:
· 凝胶生成动态:10分钟内生成C-S-H凝胶(XRD特征峰2θ=29.4°),30分钟凝胶相体积占比达65%(同步辐射原位观测)。
· 力学性能提升:28天抗压强度达12.5MPa,是传统水泥固化体(4.2MPa)的3倍。
1.3 长效抗渗屏障构建
通过表面接枝改性剂(接触角>130°),在固化体表层形成连续疏水膜(AFM观测膜厚15-30nm):
· 抗渗透性:渗透系数<3×10⁻⁹ cm/s(ASTM D5084),低于天然黏土层4个数量级。
· 耐化学腐蚀:在5%硫酸溶液中浸泡60天,质量损失率<0.5%(GB/T 17671标准)。