镁氧水泥用于油井堵漏及暂闭的室内研究

利用物相分析、电镜扫描等手段,研究了镁氧水泥在模拟井下工况水热环境中的热稳定性及酸溶蚀特性,分析和探讨了氯氧镁强度在水热环境中衰退的机理。研究结果表明:氯氧镁水泥在水热环境下5.1.8相易发生晶型转变,致使强度急剧衰减;而硫氧镁水泥克服了氯氧镁水泥在水热环境下稳定性不良的缺陷,内掺5%碳酸钙后,硫氧镁水泥石2 h酸溶能力达95%以上,且具有较高的抗压强度,为产层封堵或暂闭提供了一种新型的暂闭封堵技术。     

以镁盐为原料生产氧化镁及氯镁氧水泥的研究

简要介绍了镁盐的种类、资源分布及产品应用,列举了常见的氧化镁生产工艺,对氯镁氧水泥的相稳定性及改性应用方面的研究进行了介绍,指出氯镁氧水泥作为一种新型混凝土材料在建筑节能方面将存在广阔的应用空间。     

氯氧镁水泥耐水性能的研究

通过对氯氧镁水泥块、粉末及含少量防水改性剂的试样进行对比测定，研究了氯氧镁水泥的耐水性能，提出了寻找新的防水改性剂的途径．     

秸秆-氯氧镁水泥墙体保温材料配合比设计方法

为了规范秸秆-氯氧镁水泥墙体保温材料生产制备过程,结合秸秆利用问题,建立一种适用于秸秆-氯氧镁水泥复合体系的完整配合比设计方法,并对其可靠性进行验证.基于复合材料基本理论,根据MOC浆体、秸秆与空隙在不同条件下的堆积方式,首先从理论上建立了配合比设计模型.利用所建基于容重预测模型的配合比设计方法,提出了导热系数及强度的理论预测模型,并通过实验的方法对上述方法和模型进行了验证和修正.在此基础上预测了秸秆掺量对秸秆-氯氧镁水泥复合保温材料容重、抗压强度、导热系数的影响,为秸秆-胶凝材料复合保温材料体系的设计和施工提供了理论依据.     

外加剂对氯氧镁水泥水化过程影响

为改善氯氧镁水泥(MOC)水化速率快、凝结时间短的特性,选择适宜的聚羧酸减水剂和某酸类缓凝剂掺入到MOC中以提高水泥的和易性。首先,通过水化热试验研究了基准MOC水化历程,并划分了水化阶段,运用水化动力学方法研究不同水化阶段的主要受控因素;然后,分析外加剂对MOC水化放热量、水化速率、水化产物类型及形貌的影响,采用动力学方程对比研究了外加剂作用下MOC水化历程的变化;最后,以旋转黏度试验表征外加剂作用下MOC水化过程的变化,以浸水后力学强度与未浸水强度的比值表征外加剂作用下MOC耐水性变化。研究结果表明:MOC水化过程与硅酸盐水泥类似,可分为起始期、诱导期、加速期、减速期和稳定期,其中加速期阶段水化速率完全受控于结晶成核和晶体生长,之后相边界反应和扩散因素逐渐影响水化速率;MOC结晶成核和晶体生长速率直接影响水泥浆体的凝结时间,降低MOC水化速率的主要措施为控制其结晶速率;掺入减水剂、缓凝剂等外加剂并没有改变MOC水化产物,但其晶体形貌得到改善,浸水试验表明改善后的晶体形貌耐水能力更加优异;减水剂提高了浆体流动度,缓凝剂能够有效延长水化诱导期,加速期向后推迟了约2 h,但会小幅降低MOC的力学强度;旋转黏度试验表明添加外加剂有利于提高MOC的流动度。     

盐湖地区氯氧镁水泥混凝土中钢筋涂层防护试验

基于西部盐湖地区出现的"镁害"问题,结合盐湖地区实际环境,以氯氧镁水泥混凝土中裸露钢筋作为对照组,研究不同涂层对氯氧镁水泥混凝土中钢筋的防护效果。采用CS350电化学工作站,对氯氧镁水泥混凝土中钢筋的电化学腐蚀行为进行研究。结合SEM微观实验,对氯氧镁水泥混凝土中裸露钢筋腐蚀状况进行描述。研究结果表明:达克罗、BNC和久美特等涂层钢筋的腐蚀速率分别为裸露钢筋腐蚀速率的1/24~1/16,1/35~1/21,1/318~1/79。钢筋涂层防腐蚀性能从高到低依次为:久美特涂层、BNC涂层、达克罗涂层;涂层钢筋虽然防腐效果相差很大,但明显有利于钢筋的防腐。     

基于钢筋锈蚀时变模型的氯氧镁水泥钢筋混凝土初裂时间

针对氯氧镁水泥混凝土中氯离子含量较高的问题,通过电化学试验研究了氯氧镁水泥混凝土中钢筋锈蚀速率的时变模型,并结合钢筋腐蚀电流密度以及理论模型,对氯氧镁水泥混凝土中钢筋的初始锈蚀时间和混凝土开裂时间进行预测.研究结果表明:裸露钢筋(S1)锈蚀速率符合幂函数型时变模型,BNC~水性涂层钢筋(S2)、Zintek涂层钢筋(S3)、Dacromet涂层钢筋(S4)和Geomet涂层钢筋(S5)锈蚀速率均符合对数型时变模型,Magni涂层钢筋(S6)锈蚀速率符合指数型时变模型.钢筋腐蚀电流密度限值可以作为氯氧镁水泥混凝土中钢筋初始锈蚀时间计算标准.S1,S2,S4和S6开始测试时已锈蚀,S3的初始锈蚀时间为1 115 d,S5的初始锈蚀时间为2 760 d;与S1相比,S2,S3,S4,S5和S6的混凝土开裂时间分别延迟了345,2 127,192,3 745和1 877 d,验证了氯氧镁水泥混凝土中涂层钢筋应用的可行性、长期稳定性和有效性.     

柠檬酸对硫氧镁水泥改性作用

为了改善和提高硫氧镁水泥的基本性能,在硫氧镁水泥中掺入柠檬酸,文章研究了柠檬酸对硫氧镁水泥力学性能和耐久性能的影响规律。结果表明,柠檬酸可延缓硫氧镁水泥的凝结时间,提高硫氧镁水泥的强度,有效抑制硫氧镁水泥的收缩,提高镁水泥耐酸碱腐蚀能力,对硫氧镁水泥具有很好的改性作用。     

球磨时间对氯氧镁水泥生产工艺的影响

以氧化镁、氯化镁为主要原料制备氯氧镁水泥,通过球磨确定球磨时间与浆料表观黏度和球磨时间与固化时间的关系,得到了最佳工艺条件,研究表明球磨时间15 min左右,固化脱模时间在20-30 min之间.该研究对氯氧镁水泥制品成型过程具有理论指导作用.     

配比及添加剂对氯氧镁水泥耐水性研究

以氧化镁、氯化镁为原料,加入添加剂磷酸和FeSO4制备氯氧镁水泥.研究了原料配比、磷酸和FeSO4对氯氧镁水泥耐水性的影响;利用电脑恒应力压力试验机测试了不同龄期的抗压强度来表征其耐水性.实验结果表明,所用氧化镁原料的活性为63.24%(质量分数),原料MgO∶MgCl2(摩尔比)为6∶1时效果最好;添加剂磷酸和FeSO4均能大幅度提高氯氧镁水泥的耐水性,浸水56d时的抗压强度表明磷酸的效果优于FeSO4.     

氯氧镁水泥结合铝镁质无碳不烧砖性能的研究

采用氯氧镁水泥为结合剂制备铝镁质无碳不烧砖,研究了MgCl2·6H2O和镁砂含量对材料物理性能的影响。结果表明,氯氧镁水泥能明显提高不烧砖(110℃×24h和1600℃×3h)耐压强度;随着镁砂含量的增加,不烧砖高温下低熔相量减少,镁铝尖晶石生成量增加,材料的组织结构变疏松,常温耐压强度逐渐降低。材料中镁砂的最佳加入量为10%～12%。     

复合改性硫氧镁水泥的性能研究

目的研究当总掺量不同时,复合改性硫氧镁水泥的物相组成、抗压强度及耐水性能,提出提高和改善硫氧镁水泥力学性能和耐水性能的方法.方法按材料用量的不同进行硫氧镁水泥基本配比试验;制备复合改性硫氧镁水泥;利用扫描电镜和X光谱衍射进行微观分析.结果硫氧镁水泥的抗压强度达到最大时的基本配比:质量分数为30%,固液比为1.2,粉煤灰掺量为30%;复合酸总掺量取2%,草酸质量与柠檬酸质量比为1∶3的配比时,硫氧镁水泥28 d的抗压强度为72.5 MPa左右,是不添加改性剂硫氧镁水泥的2倍多;复合酸使水泥软化系数在0.95以上,微观分析确定新物相为5Mg(OH)_2·MgSO·7H_2O.结论加入复合酸使水泥内部更加密实,孔隙率降低,抗压强度提高,并表现出较好的耐水性能和力学性能;新物相的生成是复合改性硫氧镁水泥耐水性能和力学性能显著提高的主要原因之一.     

浸水环境下改性氯氧镁砂浆黏结强度变化规律

为了研究经青稞秸秆灰（HBSA）改性的氯氧镁水泥砂浆（MOCM）作为西部盐湖地区普通混凝土的外防护层，抵御盐湖区卤水侵蚀从而延长混凝土服役寿命的可行性，开展了浸水环境下掺入HBSA的MOCM的黏结强度等试验研究.采用普通混凝土作为黏结基层，以混凝土基层涂刷界面剂、MOCM中掺入HBSA以及砂浆层厚度等影响因素为变量，通过黏结拉拔试验分析各因素对MOCM黏结强度的影响规律，确定最优的设计参数，通过多项式模拟以及MATLAB中网格化处理等数值模拟方法，建立氯氧镁水泥黏结强度时变模型，进一步分析了浸水环境下改性MOCM黏结强度的损伤退化规律.采用微观测试技术分析了MOCM的物相组成、官能团结构、微观形貌、元素映射等特征，揭示了HBSA对MOCM黏结性能的影响机理.结果表明，HBSA中有较多的活性SiO2，能够与MOCM中的水化产物发生二次水化反应，生成水化硅酸镁（M―S―H）凝胶，填充MOCM内部孔隙，增强密实性，提高黏结性能.厚度为18 mm、掺入HBSA，且涂刷界面剂的MOCM黏结强度最高，其在浸水环境下的黏结强度退化速率最慢，基于三次多项式的数值模型能较好地反映其黏结强度的退化规律，最优组YY-18的相关性系数R2达到0.98.     

氯氧镁水泥混凝土的早期耐水性

通过氯氧镁水泥混凝土28d前的耐水性研究,分析不同水损情况和不同配合比的抗压强度、软化系数、超声波速、相对动弹性模量以及作者自行设计的水损害评价参数的变化规律.研究结果表明:复合减水剂J2和复合抗水剂K2有较好的相容性,二者进行复合时,其软化系数和水损害评价参数都相对较好;使用复合减水剂J2和复合抗水剂K2的JKM5的配合比与其它配合比相比,早期的综合性能表现最好,其外加剂掺量接近最优掺量,JKM5在6种配合比中为最优配合比;水损害评价参数ω能够综合多方面因素,相对全面地评价早期氯氧镁水泥混凝土水损害情况.     

镁氧类油井水泥膨胀剂膨胀机理的研究

基于膨胀剂原地反应模型和化学热力学原理,讨论了晶体生长压的源动力及水泥浆体体积膨胀与结晶压的关系。经过分析得知:膨胀驱动力来自于水化体系化学势的降低而产生的结晶膨胀压,即化学能被转化成机械功。采用镁氧油井水泥膨胀剂和高抗硫G级油井水泥,考察了油井水泥浆塑性体的塑性强度和膨胀的关系以及硬化体的膨胀性能,为理论分析提供了有力的实验证据。结果表明:水泥浆体产生膨胀的充要条件是①浆体的塑性强度足够大(受限的晶体生长);②在水泥浆体中反应物的局部浓度过饱和(反应产物的溶度积比标准状态下大)。     

基于混料实验研究矿物外加剂对氯氧镁水泥性能的影响

目的研究矿物外加剂对氯氧镁水泥(简称镁水泥)强度和耐水性的影响,以解决镁水泥耐水性差、浸水后强度严重损失的问题.方法以粉煤灰、硅灰和铁尾矿为矿物外加剂,利用SEM和XRD观察分析改性后的镁水泥的微观结构和相组成;运用单纯形重心混料设计分析矿物外加剂复掺对镁水泥抗压强度和软化系数的影响;通过回归模型分析矿物外加剂对MgO-MgCl_2-H_2O三元体系抗压强度和软化系数影响的显著性.结果随着粉煤灰掺量的增加,镁水泥的抗压强度逐渐降低,软化系数逐渐提高;随着硅灰掺量的增加,镁水泥抗压强度逐渐降低,软化系数先升高后降低,当硅灰掺量为15%时,软化系数为0.85;随着铁尾矿掺量的增加,镁水泥抗压强度基本保持不变,软化系数降低;当m(粉煤灰)∶m(硅灰)=0.51∶0.49时,镁水泥抗压强度为39.99 MPa,软化系数为0.73.结论矿物外加剂能有效地改善镁水泥的耐水性,提高软化系数;矿物外加剂对镁水泥的改性机理基本相同;混料设计能够有效的分析复掺条件下各组分对镁水泥性能的影响.     

添加剂对镁氧水泥的作用

论述了镁氧水泥不耐水的原因及提高其耐水性的途径，并通过试验证明，工业废渣ＲＣ及胶体物质Ｅ作为添加剂，可大幅度提高镁氧水泥的耐水性能。     

MgO/MgCl2物质的量比对镁水泥基稻草板性能的影响

镁水泥基稻草板是以氯氧镁水泥为胶凝相,稻草为增强相的一种新型建筑材料.通过试验研究MgO/MgCl2物质的量比对镁水泥基稻草板静曲强度、软化系数和开始吸潮返卤时间的影响规律,并对试验结果进行分析讨论.结果表明:当n(MgO)n(MgCl2)为7时,材料的机械性能和耐水性均为最佳,此时水化产物以518相为主.     

宽城铁尾矿制造氯氧镁复合瓦的研究

以宽城铁尾矿为骨料,以氯氧镁水泥为凝胶,制造出复合瓦。通过实验研究,得出复合瓦的最佳配方是:60目的宽城铁尾矿主料为70%,,氯氧镁水泥为30%,,氯氧镁的Mg O∶Mg Cl2·6,H2O∶H2O的最佳混合比例是8∶1∶13;木屑添加量为2.5%,,以0.2%,~0.5%,的草酸和硫酸亚铁为添加剂,可以降低瓦片重量,提高复合瓦的强度和耐水性能。铁尾矿复合瓦的研制不但可以减少铁尾矿造成的环境污染,而且复合瓦性能优异,是黏土瓦的理想换代产品。     

解决氯氧镁水泥制品返卤泛霜的根本途径

通过试验分析了氯氧镁水泥制品返卤泛霜的原因及目前常用的各种改性措施的效果，提出了从根本上解决氯氧镁水泥制品返卤泛霜的途径。