КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ (ВАРИАНТЫ)
COMPOSITE MATERIAL (VERSIONS)

Изобретение относится к утилизации буровых шламов и может использоваться для получения универсального композиционного материала, используемого при строительстве и укреплении внутри промысловых дорог, их откосов и самого тела дорог, строительстве кустовых площадок, при строительстве и рекультивации иных промышленных объектов, таких как карьеры, выемки, амбары.
Известен композиционный материал, включающий буровой отход, вспененную и отвержденную карбамидную и/или формальдегидную смолу, кальцийсодержащую добавку, торф, цемент и песок, при следующем соотношением компонентов, масс.%:
Буровой отход
30-50
Карбамидная и/или
Формальдегидная смола
2-5
Кальцийсодержащая добавка
2-3
Торф
1-10
Цемент
3-5
Песок
остальное
(патент РФ №2323293, Е01С 3/04, опубл. 27.04.2008 г.).
Недостатком вышеуказанного технического решения является то, что сохраняется возможность миграции хлоридов и тяжелых металлов в окружающую среду.
3
3
Наиболее близким является строительный материал, содержащий буровой отход, карбамидо-формальдегидный пенопласт с плотностью от 10 кг/м до 30 кг/м в количестве от 10% до 25% от объема бурового отхода, цемент в количестве от 10% до 20% от объема бурового отхода, минеральный наполнитель с размером частиц от 2,7 мм до 3,1 мм, выбранный из группы, содержащей песок и дробленый гранит, в количестве от 10% до 20% от объема бурового отхода, кальций хлористый в количестве 2,0% от объема бурового отхода (патент РФ №2303011, С04В 28/04, С04В 16/08, С04В 18/04, Е01С 3/04 от 11.10.2006 г., прототип).
Недостатком этого строительного материала является то, что при контакте с водой он теряет прочность, размывается водой, смывается с поверхности дорожного покрытия и мигрирует в окружающую среду и загрязняет ее.
Предлагаемый нами композиционный строительный материал лишен приведенных выше недостатков, кроме этого он позволяет снизить токсичность полученного композиционного материала за счет нейтрализации токсичных компонентов буровых отходов, получить универсальный композиционный материал для использования как в дорожном строительстве в качестве строительного материала с повышенной прочностью и устойчивостью к ветровой и водяной эрозии, так и в качестве почвогрунта с улучшенными экологическими свойствами за счет нейтрализации токсичных компонентов буровых отходов, т.е. превратить буровой отход в инертный, связывающий в своей структуре загрязняющие вещества и исключающий их миграцию в окружающую среду, минимизировать количество бурового отхода в местах его выработки путем его утилизации на месте возникновения.
3
3
Предлагаемый КОМПОЗИЦИОННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ (ВАРИАНТ 1) выполнен из композиции, включающей буровой отход, карбамидо-формальдегидный пенопласт в виде крошки или предварительно приготовленную вспененную и отвержденную формальдегидную смолу в количестве от 10% до 25% от объема бурового отхода, минеральный наполнитель с размером частиц от 2,7 мм до 3,1 мм в количестве от 10% до 20% от объема бурового отхода, обожженный буровой отход в количестве от 1,0% до 30,0% от объема бурового отхода, кальцийсодержащую добавку и/или натрийсодержащую добавку в количестве от 2,0% до 5,0% от объема бурового отхода, причем в качестве минерального наполнителя с размером частиц от 2,7 мм до 3,1 мм используют минеральный наполнитель, выбранный из группы, содержащей песок и/или дробленый гранит, причем в качестве буровых отходов используют буровые отходы с плотностью от 1,3 кг/дм до 1,8 кг/дм, в качестве кальцийсодержащей добавки используют хлористый кальций и/или известь, в качестве натрийсодержащей добавки используют поваренную соль и/или кальцинированную соду, кроме этого он дополнительно содержит торф в количестве от 10% до 30% от объема бурового отхода, двойной суперфосфат и карбамидную смолу из объемного расчета 1:1 в количестве от 5,0% до 6,0% от объема бурового отхода, бактериологический препарат, состоящий из углеводородокисляющих бактерий, в количестве от 0,1% до 3% от объема бурового отхода, в качестве бактериологического препарата, состоящего из углеводородокисляющих бактерий, используют консорциум микроорганизмов ARTHROBACTER OXYDANS и PSEUDOMONAS PUTIDA.
3
3
КОМПОЗИЦИОННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ (ВАРИАНТ 2) выполнен из композиции, включающей буровой отход, карбамидо-формальдегидный пенопласт в виде крошки или предварительно приготовленную вспененную и отвержденную формальдегидную смолу в количестве от 10% до 25% от объема бурового отхода, минеральный наполнитель с размером частиц от 2,7 мм до 3,1 мм в количестве от 10% до 20% от объема бурового отхода, обожженный буровой отход в количестве от 1,0% до 20,0% от объема бурового отхода, кальцийсодержащую добавку и/или натрийсодержащую добавку в количестве от 2,0% до 5,0%, гипс и/или алебастр в количестве от 1% до 10% от объема бурового отхода, причем в качестве минерального наполнителя с размером частиц от 2,7 мм до 3,1 мм используют минеральный наполнитель, выбранный из группы, содержащей песок и/или дробленый гранит, причем в качестве буровых отходов используют буровые отходы с плотностью от 1,3 кг/дм до 1,8 кг/дм, в качестве кальцийсодержащей добавки используют хлористый кальций и/или известь, в качестве натрийсодержащей добавки используют поваренную соль и/или кальцинированную соду, кроме этого он дополнительно содержит торф в количестве от 10% до 30% от объема бурового отхода, двойной суперфосфат и карбамидную смолу из объемного расчета 1:1 в количестве от 5,0% до 6,0% от объема бурового отхода, бактериологический препарат, состоящий из углеводородокисляющих бактерий, в количестве от 0,1% до 3% от объема бурового отхода, в качестве бактериологического препарата, состоящего из углеводородокисляющих бактерий, используют консорциум микроорганизмов ARTHROBACTER OXYDANS и PSEUDOMONAS PUTIDA.
3
3
КОМПОЗИЦИОННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ (ВАРИАНТ 3) выполнен из композиции, включающей буровой отход, карбамидо-формальдегидный пенопласт в виде крошки или предварительно приготовленную вспененную и отвержденную формальдегидную смолу в количестве от 10% до 25% от объема бурового отхода, минеральный наполнитель с размером частиц от 2,7 мм до 3,1 мм в количестве от 10% до 20% от объема бурового отхода, обожженный буровой отход в количестве от 1,0% до 20,0% от объема бурового отхода, кальцийсодержащую добавку и/или натрийсодержащую добавку в количестве от 2,0% до 5,0% от объема бурового отхода, цемент и/или алебастр в количестве от 1% до 10% от объема бурового отхода, в качестве минерального наполнителя с размером частиц от 2,7 мм до 3,1 мм используют минеральный наполнитель, выбранный из группы, содержащей песок и/или дробленый гранит, причем в качестве буровых отходов используют буровые отходы с плотностью от 1,3 кг/дм до 1,8 кг/дм, в качестве кальцийсодержащей добавки используют хлористый кальций и/или известь, в качестве натрийсодержащей добавки используют поваренную соль и/или кальцинированную соду, кроме этого он дополнительно содержит торф в количестве от 10% до 30% от объема бурового отхода, двойной суперфосфат и карбамидную смолу из объемного расчета 1:1 в количестве от 5,0% до 6,0% от объема бурового отхода, бактериологический препарат, состоящий из углеводородокисляющих бактерий, в количестве от 0,1% до 3% от объема бурового отхода, в качестве бактериологического препарата, состоящего из углеводородокисляющих бактерий, используют консорциум микроорганизмов ARTHROBACTER OXYDANS и PSEUDOMONAS PUTIDA.
3
3
КОМПОЗИЦИОННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ (ВАРИАНТ 4) выполнен из композиции, включающей буровой отход, карбамидо-формальдегидный пенопласт в виде крошки или предварительно приготовленную вспененную и отвержденную формальдегидную смолу в количестве от 10% до 25% от объема бурового отхода, минеральный наполнитель с размером частиц от 2,7 мм до 3,1 мм в количестве от 10% до 20% от объема бурового отхода, обожженный буровой отход в количестве от 1,0% до 20,0% от объема бурового отхода, кальцийсодержащую и/или натрийсодержащую добавку в количестве от 2,0% до 5,0% от объема бурового отхода, цемент и/или гипс в количестве от 1% до 10% от объема бурового отхода, в качестве минерального наполнителя с размером частиц от 2,7 мм до 3,1 мм используют минеральный наполнитель, выбранный из группы, содержащей песок и/или дробленый гранит, причем в качестве буровых отходов используют буровые отходы с плотностью от 1,3 кг/дм до 1,8 кг/дм, в качестве кальцийсодержащей добавки используют хлористый кальций и/или известь, в качестве натрийсодержащей добавки используют поваренную соль и/или кальцинированную соду, кроме этого он дополнительно содержит торф в количестве от 10% до 30% от объема бурового отхода, двойной суперфосфат и карбамидную смолу из объемного расчета 1:1 в количестве от 5,0% до 6,0% от объема бурового отхода, бактериологический препарат, состоящий из углеводородокисляющих бактерий, в количестве от 0,1% до 3% от объема бурового отхода, в качестве бактериологического препарата, состоящего из углеводородокисляющих бактерий, используют консорциум микроорганизмов ARTHROBACTER OXYDANS и PSEUDOMONAS PUTIDA.
3
3
КОМПОЗИЦИОННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ (ВАРИАНТ 5) выполнен из композиции, включающей буровой отход, карбамидо-формальдегидный пенопласт в виде крошки или предварительно приготовленную вспененную и отвержденную формальдегидную смолу в количестве от 10% до 25% от объема бурового отхода, минеральный наполнитель с размером частиц от 2,7 мм до 3,1 мм в количестве от 10% до 20% от объема бурового отхода, гипс и/или алебастр в количестве от 1% до 30% от объема бурового отхода, кальцийсодержащую добавку и/или натрийсодержащую добавку в количестве от 2,0% до 5,0% от объема бурового отхода, в качестве минерального наполнителя с размером частиц от 2,7 мм до 3,1 мм используют минеральный наполнитель выбранный из группы, содержащей песок и/или дробленый гранит, причем в качестве буровых отходов используют буровые отходы с плотностью от 1,3 кг/дм до 1,8 кг/дм, в качестве кальцийсодержащей добавки используют хлористый кальций и/или известь, в качестве натрийсодержащей добавки используют поваренную соль и/или кальцинированную соду, кроме этого он дополнительно содержит торф в количестве от 10% до 30% от объема бурового отхода, двойной суперфосфат и карбамидную смолу из объемного расчета 1:1 в количестве от 5,0% до 6,0% от объема бурового отхода, бактериологический препарат, состоящий из углеводородокисляющих бактерий, в количестве от 0,1% до 3% от объема бурового отхода, в качестве бактериологического препарата, состоящего из углеводородокисляющих бактерий, используют консорциум микроорганизмов ARTHROBACTER OXYDANS и PSEUDOMONAS PUTIDA.
3
3
КОМПОЗИЦИОННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ (ВАРИАНТ 6) выполнен из композиции, включающей буровой отход, карбамидо-формальдегидный пенопласт в виде крошки или предварительно приготовленную вспененную и отвержденную формальдегидную смолу в количестве от 10% до 25% от объема бурового отхода, минеральный наполнитель с размером частиц от 2,7 мм до 3,1 мм в количестве от 10% до 20% от объема бурового отхода, цемент и алебастр или алебастр в количестве от 1% до 30% от объема бурового отхода, кальцийсодержащую добавку и/или натрийсодержащую добавку в количестве от 2,0% до 5,0% от объема бурового отхода, в качестве минерального наполнителя с размером частиц от 2,7 мм до 3,1 мм используют минеральный наполнитель, выбранный из группы, содержащей песок и/или дробленый гранит, причем в качестве буровых отходов используют буровые отходы с плотностью от 1,3 кг/дм до 1,8 кг/дм, в качестве кальцийсодержащей добавки используют хлористый кальций и/или известь, в качестве натрийсодержащей добавки используют поваренную соль и/или кальцинированную соду, кроме этого он дополнительно содержит торф в количестве от 10% до 30% от объема бурового отхода, двойной суперфосфат и карбамидную смолу из объемного расчета 1:1 в количестве от 5,0% до 6,0% от объема бурового отхода, бактериологический препарат, состоящий из углеводородокисляющих бактерий, в количестве от 0,1% до 3% от объема бурового отхода, в качестве бактериологического препарата, состоящего из углеводородокисляющих бактерий, используют консорциум микроорганизмов ARTHROBACTER OXYDANS и PSEUDOMONAS PUTIDA.
3
3
КОМПОЗИЦИОННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ (ВАРИАНТ 7) выполнен из композиции, включающей буровой отход, карбамидо-формальдегидный пенопласт в виде крошки или предварительно приготовленную вспененную и отвержденную формальдегидную смолу в количестве от 10% до 25% от объема бурового отхода, минеральный наполнитель с размером частиц от 2,7 мм до 3,1 мм в количестве от 10% до 20% от объема бурового отхода, цемент и гипс или гипс в количестве от 1% до 30% от объема бурового отхода, кальцийсодержащую добавку и/или натрийсодержащую добавку в количестве от 2,0% до 5,0% от объема бурового отхода, в качестве минерального наполнителя с размером частиц от 2,7 мм до 3,1 мм используют минеральный наполнитель, выбранный из группы, содержащей песок и/или дробленый гранит, причем в качестве буровых отходов используют буровые отходы с плотностью от 1,3 кг/дм до 1,8 кг/дм, в качестве кальцийсодержащей добавки используют хлористый кальций и/или известь, в качестве натрийсодержащей добавки используют поваренную соль и/или кальцинированную соду, кроме этого он дополнительно содержит торф в количестве от 10% до 30% от объема бурового отхода, двойной суперфосфат и карбамидную смолу из объемного расчета 1:1 в количестве от 5,0% до 6,0% от объема бурового отхода, бактериологический препарат, состоящий из углеводородокисляющих бактерий, в количестве от 0,1% до 3% от объема бурового отхода, в качестве бактериологического препарата, состоящего из углеводородокисляющих бактерий, используют консорциум микроорганизмов ARTHROBACTER OXYDANS и PSEUDOMONAS PUTIDA.
Современная нефтедобывающая промышленность производит огромное количество отходов нефтедобычи, в том числе буровых шламов. Являясь разновидностью промышленных шламов, эти отходы имеют ряд отличительных свойств, а именно текучесть, статичность, гигроскопичность и т.п.
Буровые отходы включают в себя буровые шламы, буровые сточные воды, буровые растворы и нефтепродукты.
В ряде случаев буровые шламы содержат нефть и нефтепродукты. Эти включения после переработки известными способами мигрируют в окружающую среду, загрязняя почву.
3
3
Кроме того, в процессе строительства нефтяных скважин образуются буровые отходы с плотностью от 1,3 кг/дм до 1,8 кг/дм, содержащие выбуренную породу, буровые сточные воды и буровой раствор, включающий в себя химические реагенты, загрязняющие окружающую среду, могут иметь следующий состав, масс.%:
Нефтепродукты
0,1-10,0
Вода
20,0-30,0
Глинистые сланцы
10,0-13,0
Высокопластичные глины
до 25,0
Песок
10,0-15,0
Алевролиты
5,0-6,0
и др.
остальное
В основе разработки состава композиционного строительного материала лежит химическая реакция - капсулизация, смысл ее в том, что применяемые химические реагенты в предлагаемых пропорциях вступают в химические реакции с компонентами буровых отходов, образуя капсулы, которые связывают в себе загрязняющие вещества бурового отхода и не позволяют им мигрировать в окружающую среду, что дает возможность утилизировать буровые отходы.
Предлагаемый композиционный строительный материал содержит:
В качестве вяжущего компонента, обеспечивающего устойчивость получаемого композиционного строительного материала по отношению к воде, используют:
- предварительно вспененную и отвержденную формальдегидную смолу, которую получают посредством вспенивания ее известными пеногенераторами по известной технологии и с последующим отверждением посредством кислотосодержащего катализатора, например уксусной кислоты, выдерживая в течение 24-48 часов при температуре 25-40°С, или используют готовый карбамидо-формальдегидный пенопласт в виде крошки размером от 0,5 см до 1,5 см - этот состав выпускается промышленностью под названием «Пеноизол» по ТУ 2254-001-44581572-98, который позволяет сорбировать влагу и загрязнители, в частности нефтепродукты, и обеспечивает лучшее загущение смеси.
Вспененная и отвержденнная формальдегидная смола вводится в виде вещества, имеющего структуру затвердевшей пеноваты небольшого объемного веса с наличием обособленных, не сообщающихся между собой полостей, заполненных газом или воздухом. Кроме того, высокая относительная поверхность вспененной формальдегидной смолы резко повышает ее сорбционные способности по отношению к таким загрязнителям, как нефть.
В качестве формальдегидных смол используют в том числе и феноло-формальдегидную, и меламино-формальдегидную, и мочевино-формальдегидную, и феноло-анилино-формальдегидную, анилино-формальдегидную, и резооцино-феноло-формальдегидную, тиомочевино-формальдегидную, и сульфамидо-формальдегидную, и др. формальдегидные смолы.
В качестве связующего компонента строительного композиционного материала используют карбамидную смолу с добавкой двойного суперфосфата в качестве отвердителя, наибольшая прочность отвержденного материала отмечена на 21 сутки, при содержании карбамидной композиции (объемное отношение карбамидной смолы к двойному суперфосфату 1:1) в количестве 5-6% от объема бурового отхода. Карбамидная смола по ГОСТ 14231-78, выпускается промышленностью.
В качестве минерального наполнителя смеси используют минеральный наполнитель с размером частиц от 2,7 мм до 3,1 мм, выбранный из группы, содержащей песок и/или дробленый гранит, повышающий вязкость и улучшающий качество композиционного материала.
В качестве отвердителя смеси используют:
цемент, например, марки М 400 Д20, который позволяет использовать его в интервале температур от - 30°С до +40°С (ГОСТ 30515-97, ГОСТ 22266-94, ГОСТ 25328-82) и приводит к загустению смеси, связыванию компонентов буровых отходов;
двойной суперфосфат по ГОСТ 16306-80, выпускается промышленностью;
гипс по ГОСТ 125-79, 4.204-79, выпускается промышленностью;
алебастр по ГОСТ 125-79, выпускается промышленностью.
Обожженный буровой отход - буровой отход, подвергшийся термообоработке путем обжига по известной технологии, например, при температуре 800-1000°С из расчета 6 тонн в течение 60-90 мин. Обожженный буровой отход - это буровой отход, обработанный в установке или на открытом воздухе горячей температурой, равной 50-3000°С, в зависимости от условий, в которых осуществляется обжиг. Горячая температура достигается, например, горячим воздухом, пламенем, за счет выделения тепла при гашении извести и т.д. В процессе обжига бурового отхода нейтрализуются вредные составляющие буровых отходов. Полученный обожженный буровой отход приобретает свойства нейтрального материала, который не вредит окружающей среде, тем самым позволяет утилизировать сами буровые отходы, снизить токсичность композиции.
Таким образом, буровой отход путем обжига превращается в инертный материал, связывающий в своей структуре загрязняющие вещества и исключающий их миграцию в окружающую среду, а также позволяет минимизировать количество бурового отхода на местах его выработки путем его утилизации.
Для ускорения сроков схватывания смеси и для снижения расхода цемента в композиционный строительный материал вводят кальцийсодержащие и/или натрийсодержащие добавки, такие как:
кальций хлористый, который представляет собой гранулированный порошок белого цвета, кроме этого особенно важно его применять при отрицательных температурах окружающей среды, так как он при растворении выделяет большое количество тепла, что не позволяет смеси заледенеть и способствует выполнению работ в зимнее время;
известь (негашеная) по ГОСТ 4.204-79, выпускается промышленностью и представляет собой порошковидный продукт тонкого измельчения комовой извести, кроме этого известь способствует образованию хилатных соединений;
поваренная соль по ГОСТ Р 51574-2000, выпускается промышленностью;
кальцинированная сода по ГОСТ 5100-85, выпускается промышленностью.
Введение кальцийсодержащих добавок, например хлористого кальция, извести и др., и/или натрийсодержащих добавок, например поваренной соли, кальцинированной соды и др., приводит к снижению расхода цемента за счет введения свободных ионов кальция, натрия. Без этих добавок глинистые составляющие бурового отхода связывают ионы кальция, натрия цемента, чем снижают его цементирующие способности. Добавление только 1%, например, хлористого кальция снижает расход цемента вдвое.
Для обеспечения уничтожения нефтяного загрязнения в буровом отходе используют бактериологический препарат, состоящий из известных углеводородокисляющих бактерий, например консорциум микроорганизмов ARTHROBACTER OXYDANS и PSEUDOMONAS PUTIDA, препарат Путидойл, который представляет собой сухой порошок от белого до серого цвета, в который входит монокультура PSEUDOMONAS PUTIDA, консорциум штаммов углеводородокисляющих бактерий PSEUDOMONAS AERUGINOSA и PSEUDOMONAS FLUORESCENS.
Использование в предлагаемом композиционном строительном материале торфа позволяет рекультивировать нефтезагрязненные земли, карьеры и выемки и использовать композиционный материал для выращивания в нем растительности в этом случае, торф используется как дешевый сорбент, который сорбирует подвижные загрязнения в буровом отходе, такие как нефтепродукты, тяжелые металлы, соли, препятствуя тем самым их миграции в почву, и за счет этого улучшается вязкость и качество получаемой композиции, что позволяет в дальнейшем использовать получаемую композицию как плодородный грунт для выращивания растительности, например, для рекультивации нефтезагрязненных земель.
Кроме этого торф имеет, как правило, кислотную характеристику показателя рН, а отходы буровых производств имеют щелочную среду. Таким образом, торф нейтрализует щелочную среду бурового отхода.
А также торф содержит микрофлору, которая способствует разложению углеводородов нефти и связыванию тяжелых металлов в малоподвижные соединения, например хилатные, иными словами, торф, в том числе и кислый, добавляется в состав композиционного строительного материала с целью его нейтрализации, сорбирования влаги и загрязняющих веществ. Как показывает практика, использование торфа в составе предлагаемой смеси позволяет снизить расход цемента на 20%-30%.
Композиционный строительный материал готовят следующим образом.
ВАРИАНТ 1
3
3
Буровые отходы берут в расчетном количестве с плотностью от 1,3 кг/дм до 1,8 кг/дм, часть этого бурового отхода в количестве от 1,0% до 30% от объема бурового отхода перед смешиванием подвергают термообработке путем обжига буровой, причем процесс обжига бурового отхода осуществляют при температуре 800-1000°С из расчета шесть тонн в течение 60-90 мин.
В оставшуюся часть бурового отхода при постоянном помешивании равномерно постепенно засыпают обожженный буровой отход, карбамидо-формальдегидный пенопласт в виде крошки или предварительно приготовленную вспененную и отвержденную формальдегидную смолу в количестве от 10% до 25% от объема бурового отхода, затем минеральный наполнитель, например песок и/или дробленый гранит, с размером частиц от 2,7 мм до 3,1 мм в количестве от 10% до 20% от объема бурового отхода и кальцийсодержащую добавку, например хлористый кальций, известь, и/или натрийсодержащую добавку, например поваренную соль, кальцинированную соду, в расчетном количестве от 2,0% до 5,0% от объема бурового отхода для регулирования кинетики твердения смеси.
Все это перемешивают известными средствами, например с помощью различных смесительных установок, например с помощью экскаватора за счет движения ковша в продольном или поперечном направлениях. Перемешивание осуществляют до получения гомогенной густой массы. При этом тщательно размалывают сгустки и куски бурового отхода. Продолжительность процесса перемешивания одного замеса составляет 5-15 минут.
После смешивания всех ингредиентов композиционный строительный материал выдерживают в течение 2-3 суток для того, чтобы набрать необходимую прочность, затем полученный состав можно укладывать в тело дороги и кустовой площадки, укреплять откосы и обочины дорог.
С целью использования полученного композиционного строительного материала для рекультивации нефтезагрязненных земель, карьеров и выемок, например, для выращивания растительности в него добавляют торф в расчетном количестве от 10% до 30% от объема бурового отхода.
Для улучшения связующих свойств композиционного строительного материала в него добавляют двойной суперфосфат и карбамидную смолу из объемного расчета 1:1 в расчетном количестве от 5,0% до 6,0% от объема бурового отхода. С целью удаления нефтепродуктов из буровых отходов, например, в теплую погоду свыше 10°С в композиционный материал добавляют бактериологический препарат, состоящий из известных углеводородокисляющих бактерий, например, консорциум микроорганизмов ARTHROBACTER OXYDANS и PSEUDOMONAS PUTIDA, в который входит монокультура PSEUDOMONAS PUTIDA, консорциум штаммов углеводородокисляющих бактерий PSEUDOMONAS AERUGINOSA и PSEUDOMONAS FLUORESCENS (далее по тексту - Путидойл), в расчетном количестве от 0,1% до 3% от объема бурового отхода в зависимости от количества нефтепродуктов в буровом отходе.
ВАРИАНТ 2
3
3
Буровые отходы берут в расчетном количестве с плотностью от 1,3 кг/дм до 1,8 кг/дм, часть этого бурового отхода в количестве от 1,0% до 20% от объема бурового отхода перед смешиванием подвергают термообработке путем обжига буровой, причем процесс обжига бурового отхода осуществляют при температуре 800-1000°С из расчета шесть тонн в течение 60-90 мин. В оставшуюся часть бурового отхода равномерно постепенно засыпают при постоянном перемешивании обожженный буровой отход, гипс и/или алебастр в расчетном количестве от 1,0% до 10% от объема бурового отхода, затем вводят карбамидо-формальдегидный пенопласт в виде крошки или предварительно приготовленную вспененную и отвержденную формальдегидную смолу в количестве от 10% до 25% от объема бурового отхода, затем минеральный наполнитель, например песок и/или дробленый гранит, с размером частиц от 2,7 мм до 3,1 мм в количестве от 10% до 20% от объема бурового отхода и кальцийсодержащую добавку, например хлористый кальций, известь, и/или натрийсодержащую добавку, например поваренную соль, кальцинированную соду, в расчетном количестве от 2,0% до 5,0% от объема бурового отхода для регулирования кинетики твердения смеси.
Все это перемешивают известными средствами, например с помощью различных смесительных установок, с помощью экскаватора за счет движения ковша в продольном или поперечном направлениях. Перемешивание осуществляют до получения гомогенной густой массы. При этом тщательно размалывают сгустки бурового отхода и куски цемента. Продолжительность процесса перемешивания одного замеса составляет 5-15 минут.
Для улучшения связующих свойств композиционного материала в него дополнительно засыпают двойной суперфосфат и карбамидную смолу из объемного расчета 1:1 в расчетном количестве от 5,0% до 6,0% от объема бурового отхода, а с целью удаления нефтепродуктов из буровых отходов, например, в теплую погоду свыше 10°С добавляют бактериологический препарат, состоящий из известных углеводородокисляющих бактерий, например консорциум микроорганизмов ARTHROBACTER OXYDANS и PSEUDOMONAS PUTIDA, в который входит монокультура PSEUDOMONAS PUTIDA, консорциум штаммов углеводородокисляющих бактерий PSEUDOMONAS AERUGINOSA и PSEUDOMONAS FLUORESCENS, в расчетном количестве от 0,1% до 3% от объема бурового отхода в зависимости от количества нефтепродуктов в буровом отходе.
После смешивания всех ингредиентов композиционный строительный материал выдерживают в течение 2-3 суток для того, чтобы набрать необходимую прочность, затем полученный материал можно укладывать в тело дороги и кустовой площадки, укреплять откосы и обочины дорог.
С целью использования полученного композиционного строительного материала для рекультивации нефтезагрязненных земель, карьеров и выемок, например, для выращивания растительности в него добавляют торф в расчетном количестве от 10% до 30% от объема бурового отхода.
ВАРИАНТ 3
3
3
Буровые отходы берут в расчетном количестве с плотностью от 1,3 кг/дм до 1,8 кг/дм, часть этого бурового отхода в количестве от 1,0% до 20% от объема бурового отхода перед смешиванием подвергают термообработке путем обжига, причем процесс обжига бурового отхода осуществляют при температуре 800-1000°С из расчета шесть тонн в течение 60-90 мин.
В оставшуюся часть бурового отхода равномерно постепенно вносят - засыпают при постоянном перемешивании обожженный буровой отход, цемент, например цемент марки М 400 Д20, и/или алебастр в расчетном количестве от 1,0% до 10% от объема бурового отхода, затем вводят карбамидо-формальдегидный пенопласт в виде крошки или предварительно приготовленную вспененную и отвержденную формальдегидную смолу в количестве от 10% до 25% от объема бурового отхода, затем минеральный наполнитель, например песок и/или дробленый гранит, с размером частиц от 2,7 мм до 3,1 мм в количестве от 10% до 20% от объема бурового отхода и кальцийсодержащую добавку, например хлористый кальций, известь, и/или натрийсодержащую добавку, например поваренную соль, кальцинированную соду, в расчетном количестве от 2,0% до 5,0% от объема бурового отхода для регулирования кинетики твердения смеси.
Все это перемешивают известными средствами, например с помощью различных смесительных установок, с помощью экскаватора за счет движения ковша в продольном или поперечном направлениях. Перемешивание осуществляют до получения гомогенной густой массы. При этом тщательно размалывают сгустки бурового отхода и куски цемента. Продолжительность процесса перемешивания одного замеса составляет 5-15 минут. Для улучшения связующих свойств композиционного материала в него дополнительно засыпают двойной суперфосфат и карбамидную смолу из объемного расчета 1:1 в расчетном количестве от 5,0% до 6,0% от объема бурового отхода, а с целью удаления нефтепродуктов, например, в теплую погоду свыше 10°С добавляют бактериологический препарат, состоящий из известных углеводородокисляющих бактерий, например консорциум микроорганизмов ARTHROBACTER OXYDANS и PSEUDOMONAS PUTIDA, в который входит монокультура PSEUDOMONAS PUTIDA, консорциум штаммов углеводородокисляющих бактерий PSEUDOMONAS AERUGINOSA и PSEUDOMONAS FLUORESCENS, в расчетном количестве от 0,1% до 3% от объема бурового отхода в зависимости от количества нефтепродуктов в буровом отходе. После смешивания всех ингредиентов композиционный материал выдерживают в течение 2-3 суток для того, чтобы набрать необходимую прочность, затем полученный материал можно укладывать в тело дороги и кустовой площадки, укреплять откосы и обочины дорог. С целью использования полученного композиционного строительного материала для рекультивации нефтезагрязненных земель, карьеров и выемок, например, для выращивания растительности в него добавляют торф в расчетном количестве от 10% до 30% от объема бурового отхода.
ВАРИАНТ 4
3
3
Буровые отходы берут в расчетном количестве с плотностью от 1,3 кг/дм до 1,8 кг/дм, часть этого бурового отхода в количестве от 1,0% до 20% от объема бурового отхода перед смешиванием подвергают термообработке путем обжига, причем процесс обжига бурового отхода осуществляют при температуре 800-1000°С из расчета шесть тонн в течение 60-90 мин.
В оставшуюся часть бурового отхода равномерно постепенно вносят - засыпают при постоянном перемешивании обожженный буровой отход, цемент, например цемент марки М 400 Д20, и/или гипс в расчетном количестве от 1,0% до 10% от объема бурового отхода, затем вводят карбамидо-формальдегидный пенопласт в виде крошки или предварительно приготовленную вспененную и отвержденную формальдегидную смолу в количестве от 10% до 25% от объема бурового отхода, затем минеральный наполнитель, например песок и/или дробленый гранит, с размером частиц от 2,7 мм до 3,1 мм в количестве от 10% до 20% от объема бурового отхода и кальцийсодержащую добавку, например хлористый кальций, известь, и/или натрийсодержащую добавку, например поваренную соль, кальцинированную соду, в расчетном количестве от 2,0% до 5,0% от объема бурового отхода для регулирования кинетики твердения смеси.
Все это перемешивают известными средствами, например с помощью различных смесительных установок, с помощью экскаватора за счет движения ковша в продольном или поперечном направлениях. Перемешивание осуществляют до получения гомогенной густой массы. При этом тщательно размалывают сгустки бурового отхода и куски цемента. Продолжительность процесса перемешивания одного замеса составляет 5-15 минут.
Для улучшения связующих свойств композиционного строительного материала в него засыпают двойной суперфосфат и карбамидную смолу из объемного расчета 1:1 в расчетном количестве от 5,0% до 6,0% от объема бурового отхода, а с целью удаления нефтепродуктов из буровых отходов, например, в теплую погоду свыше 10°С добавляют бактериологический препарат, состоящий из известных углеводородокисляющих бактерий, например консорциум микроорганизмов ARTHROBACTER OXYDANS и PSEUDOMONAS PUTIDA, в который входит монокультура PSEUDOMONAS PUTIDA, консорциум штаммов углеводородокисляющих бактерий PSEUDOMONAS AERUGINOSA и PSEUDOMONAS FLUORESCENS, в расчетном количестве от 0,1% до 3% от объема бурового отхода в зависимости от количества нефтепродуктов в буровом отходе.
После смешивания всех ингредиентов композиционный строительный материал выдерживают в течение 2-3 суток для того, чтобы набрать необходимую прочность, затем полученный материал можно укладывать в тело дороги и кустовой площадки, укреплять откосы и обочины дорог.
С целью использования полученного композиционного строительного материала для рекультивации нефтезагрязненных земель, карьеров и выемок, например, как смеси для выращивания растительности в него добавляют торф в расчетном количестве от 10% до 30% от объема бурового отхода.
ВАРИАНТ 5
3
3
Буровые отходы берут в расчетном количестве с плотностью от 1,3 кг/дм до 1,8 кг/дм.
В буровой отход равномерно постепенно вносят - засыпают при постоянном перемешивании гипс и/или алебастр в расчетном количестве от 1,0% до 30% от объема бурового отхода, затем вводят карбамидо-формальдегидный пенопласт в виде крошки или предварительно приготовленную вспененную и отвержденную формальдегидную смолу в количестве от 10% до 25% от объема бурового отхода, затем минеральный наполнитель, например песок и/или дробленый гранит, с размером частиц от 2,7 мм до 3,1 мм в количестве от 10% до 20% от объема бурового отхода и кальцийсодержащую добавку, например хлористый кальций, известь, и/или натрийсодержащую добавку, например поваренную соль, кальцинированную соду, в расчетном количестве от 2,0% до 5,0% от объема бурового отхода для регулирования кинетики твердения смеси. Все это перемешивают известными средствами, например с помощью различных смесительных установок, с помощью экскаватора за счет движения ковша в продольном или поперечном направлениях.
Перемешивание осуществляют до получения гомогенной густой массы. При этом тщательно размалывают сгустки бурового отхода и куски цемента. Продолжительность процесса перемешивания одного замеса составляет 5-15 минут.
Для улучшения связующих свойств композиционного материала в него засыпают двойной суперфосфат и карбамидную смолу из объемного расчета 1:1 в расчетном количестве от 5,0% до 6,0% от объема бурового отхода, а с целью удаления нефтепродуктов из буровых отходов, например, в теплую погоду свыше 10°С добавляют бактериологический препарат, состоящий из известных углеводородокисляющих бактерий, например консорциум микроорганизмов ARTHROBACTER OXYDANS и PSEUDOMONAS PUTIDA, в который входит монокультура PSEUDOMONAS PUTIDA, консорциум штаммов углеводородокисляющих бактерий PSEUDOMONAS AERUGINOSA и PSEUDOMONAS FLUORESCENS, в расчетном количестве от 0,1% до 3% от объема бурового отхода в зависимости от количества нефтепродуктов в буровом отходе. После смешивания всех ингредиентов композиционный строительный материал выдерживают в течение 2-3 суток для того, чтобы набрать необходимую прочность, затем полученный материал можно укладывать в тело дороги и кустовой площадки, укреплять откосы и обочины дорог. С целью использования полученного композиционного строительного материала для рекультивации нефтезагрязненных земель, карьеров и выемок, например, для выращивания растительности в него добавляют торф в расчетном количестве от 10% до 30% от объема бурового отхода.
ВАРИАНТ 6
3
3
Буровые отходы берут в расчетном количестве с плотностью от 1,3 кг/дм до 1,8 кг/дм. В буровой отход равномерно постепенно вносят - засыпают при постоянном перемешивании цемент, например цемент марки М 400 Д20, и/или алебастр в расчетном количестве от 1,0% до 30% от объема бурового отхода, затем вводят карбамидо-формальдегидный пенопласт в виде крошки или предварительно приготовленную вспененную и отвержденную формальдегидную смолу в количестве от 10% до 25% от объема бурового отхода, затем минеральный наполнитель, например песок и/или дробленый гранит, с размером частиц от 2,7 мм до 3,1 мм в количестве от 10% до 20% от объема бурового отхода и кальцийсодержащую добавку, например хлористый кальций, известь, и/или натрийсодержащую добавку, например, поваренную соль, кальцинированную соду, в расчетном количестве от 2,0% до 5,0% от объема бурового отхода для регулирования кинетики твердения смеси.
Все это перемешивают известными средствами, например с помощью различных смесительных установок, с помощью экскаватора за счет движения ковша в продольном или поперечном направлениях. Перемешивание осуществляют до получения гомогенной густой массы. При этом тщательно размалывают сгустки бурового отхода и куски цемента. Продолжительность процесса перемешивания одного замеса составляет 5-15 минут. Для улучшения связующих свойств композиционного строительного материала в него засыпают двойной суперфосфат и карбамидную смолу из объемного расчета 1:1 в расчетном количестве от 5,0% до 6,0% от объема бурового отхода, а с целью удаления нефтепродуктов из буровых отходов, например, в теплую погоду свыше 10°С добавляют бактериологический препарат, состоящий из известных углеводородокисляющих бактерий, например консорциум микроорганизмов ARTHROBACTER OXYDANS и PSEUDOMONAS PUTIDA, в который входит монокультура PSEUDOMONAS PUTIDA, консорциум штаммов углеводородокисляющих бактерий PSEUDOMONAS AERUGINOSA и PSEUDOMONAS FLUORESCENS, в расчетном количестве от 0,1% до 3% от объема бурового отхода в зависимости от количества нефтепродуктов в буровом отходе. После смешивания всех ингредиентов композиционный строительный материал выдерживают в течение 2-3 суток для того, чтобы набрать необходимую прочность, затем полученный материал можно укладывать в тело дороги и кустовой площадки, укреплять откосы и обочины дорог.
С целью использования полученного композиционного строительного материала для рекультивации нефтезагрязненных земель, карьеров и выемок, например, для выращивания растительности в него добавляют торф в расчетном количестве от 10% до 30% от объема бурового отхода.
ВАРИАНТ 7
3
3
Буровые отходы берут в расчетном количестве с плотностью от 1,3 кг/дм до 1,8 кг/дм.
В буровой отход равномерно постепенно вносят - засыпают при постоянном перемешивании цемент, например цемент марки М 400 Д20, и/или гипс в расчетном количестве от 1,0% до 30% от объема бурового отхода, затем вводят карбамидо-формальдегидный пенопласт в виде крошки или предварительно приготовленную вспененную и отвержденную формальдегидную смолу в количестве от 10% до 25% от объема бурового отхода, затем минеральный наполнитель, например песок и/или дробленый гранит, с размером частиц от 2,7 мм до 3,1 мм в количестве от 10% до 20% от объема бурового отхода и кальцийсодержащую добавку, например хлористый кальций, известь, и/или натрийсодержащую добавку, например поваренную соль, кальцинированную соду, в расчетном количестве от 2,0% до 5,0% от объема бурового отхода для регулирования кинетики твердения смеси.
Все это перемешивают известными средствами, например с помощью различных смесительных установок, с помощью экскаватора за счет движения ковша в продольном или поперечном направлениях.
Перемешивание осуществляют до получения гомогенной густой массы. При этом тщательно размалывают сгустки бурового отхода и куски цемента.
Продолжительность процесса перемешивания одного замеса составляет 5-15 минут.
Для улучшения связующих свойств композиционного строительного материала в него засыпают двойной суперфосфат и карбамидную смолу из объемного расчета 1:1 в расчетном количестве от 5,0% до 6,0% от объема бурового отхода, а с целью удаления нефтепродуктов из буровых отходов, например, в теплую погоду свыше 10°С добавляют бактериологический препарат, состоящий из известных углеводородокисляющих бактерий, например консорциум микроорганизмов ARTHROBACTER OXYDANS и PSEUDOMONAS PUTIDA, в который входит монокультура PSEUDOMONAS PUTIDA, консорциум штаммов углеводородокисляющих бактерий PSEUDOMONAS AERUGINOSA и PSEUDOMONAS FLUORESCENS, в расчетном количестве от 0,1% до 3% от объема бурового отхода в зависимости от количества нефтепродуктов в буровом отходе.
После смешивания всех ингредиентов композиционный строительный материал выдерживают в течение 2-3 суток для того, чтобы набрать необходимую прочность, затем полученный материал можно укладывать в тело дороги и кустовой площадки, укреплять откосы и обочины дорог.
С целью использования полученного композиционного строительного материала для рекультивации нефтезагрязненных земель, карьеров и выемок, например, для выращивания растительности в него добавляют торф в расчетном количестве от 10% до 30% от объема бурового отхода.
Предложенный состав композиционного строительного материала иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1
3
Берем буровой отход с плотностью 1,3 кг/дм в количестве 100 кг и закладываем в емкость.
В емкость с буровым отходом постепенно всыпаем цемент марки М 400 Д20 в количестве 15% от объема бурового отхода и гипс в количестве 1% от объема бурового отхода, затем вводим карбамидо-формальдегидный пенопласт марки Карбопен-М в виде крошки в количестве 25% от объема бурового отхода и песок с размером частиц от 2,7 мм до 3,1 мм в количестве 15% от объема бурового отхода, кальций хлористый в количестве 2% от объема бурового отхода, затем вводится двойной суперфосфат и карбамидная смола из объемного расчета 1:1 в количестве 5% от объема бурового отхода, бактериологический препарат Путидойл, состоящий из углеводородокисляющих бактерий, в количестве 1,5% от объема бурового отхода. Все эти ингредиенты тщательно перемешиваем, полученная смесь выдерживается в течение 2 суток. После этого композиционный строительный материал использовался для отсыпки откосов дорог. С помощью транспортных средств материал вывезли на место, выложили на откосы дороги и утрамбовали с помощью катка, выдержали 30 суток, после чего откосы стали плотными, прочными, контуры дороги, не расползались и не раздувались, т.е. были устойчивы к ветровой и водной эрозии.
Пример 2
3
Берем буровой отход с плотностью 1,4 кг/дм в количестве 100 кг и закладываем в емкость.
В емкость с буровым отходом постепенно всыпаем цемент марки М 400 Д20 в количестве 7% от объема бурового отхода и алебастр в количестве 3% от объема бурового отхода, затем вводим обожженный буровой отход в количестве 15% от объема бурового отхода, вводим предварительно приготовленную вспененную и отвержденную формальдегидную смолу марки СФ-341А в виде застывшей пеноваты в количестве 5% от объема бурового отхода и песок с размером частиц от 2,7 мм до 3,1 мм в количестве 10% от объема бурового отхода, известь негашеную в количестве 2% от объема бурового отхода, бактериологический препарат - консорциум штаммов углеводородокисляющих бактерий PSEUDOMONAS AERUGINOSA и PSEUDOMONAS FLUORESCENS, в количестве 3% от объема бурового отхода, торф в количестве 15% от объема бурового отхода.
После тщательного смешивания всех ингредиентов композиционного строительного материала полученная смесь выдерживается в течение 3 суток. После этого композиционный строительный материал использовался для рекультивации нефтезагрязненных земель.
Пример 3
3
Берем буровой отход плотностью 1,8 кг/дм в количестве 100 кг и закладываем в емкость.
В емкость с буровым отходом постепенно всыпаем гипс в количестве 10% от объема бурового отхода и алебастр в количестве 10% от объема бурового отхода, затем вводим предварительно приготовленную вспененную и отвержденную формальдегидную смолу марки Карбопен в виде застывшей пеноваты в количестве 20% от объема бурового отхода и песок с размером частиц от 2,7 мм до 3,1 мм в количестве в количестве 10% от объема бурового отхода, поваренную соль в количестве 3% от объема бурового отхода, затем вводится двойной суперфосфат и карбамидная смола из объемного расчета 1:1 в количестве 4% от объема бурового отхода, бактериологический препарат - консорциум микроорганизмов ARTHROBACTER OXYDANS и PSEUDOMONAS PUTIDA, в количестве 1,0% от объема бурового отхода.
После тщательного смешивания всех ингредиентов композиционного строительного материала полученная смесь выдерживается в течение 2 суток. После этого композиционный строительный материал использовался в качестве покрытия дороги, при эксплуатации этого покрытия поверхность дороги не меняла свои контуры, кроме этого покрытие обеспечило механическую прочность поверхностного слоя дорожного полотна, устойчивость к ветровой и водяной эрозии.
В таблицах 1-7 приведены составы композиционного строительного материала.
Как показали эксперименты, проведенные на Каменном месторождении нефти, применение заявленного композиционного строительного материала позволило
снизить токсичность полученного композиционного строительного материала за счет нейтрализации токсичных компонентов буровых отходов,
получить универсальный композиционный строительный материал для использования как в дорожном строительстве в качестве строительного материала с повышенной прочностью и устойчивостью к ветровой и водяной эрозии, так и в качестве почвогрунта с улучшенными экологическими свойствами за счет нейтрализации токсичных компонентов буровых отходов, т.е. превратить буровой отход в инертный, связывающий в своей структуре загрязняющие вещества и исключающий их миграцию в окружающую среду, минимизировать количество бурового отхода в местах его выработки - его не накапливают, а сразу утилизируют на месте возникновения.