低当量水灰比含超细颗粒水泥水化的研究

提出当量水灰比（Ｗ／Ｃ）Ｅ的概念，研究水化程度及其发展真挚与（Ｗ／Ｃ）Ｅ（）．１４６－０．２１，Ｗ／Ｃ＝０．２１）在７ｄ龄期内的关系，并观察了水泥石在１ｄ 微观结构。结果表明，随着（Ｗ／Ｃ）Ｅ下降，水化体系水化程度提高，水化程度随（Ｗ／Ｃ）Ｅ变化率的发展趋势可保持至７ｄ不变，在低（Ｗ／Ｃ）Ｅ状态下，具有初始界面面积水、产物层薄的优点，可使体系转入扩散控制阶段后仍能正常水化，低（Ｗ／Ｃ）Ｅ的水泥石１     

水泥石热变形性能试验

研究了水泥石线性热膨胀系数的测试方法及温度、湿含量和龄期对其的影响,并进行了一定的理论分析,以期为长形混凝土结构设计提供一定的依据.研究结果发现:所使用的测试水泥石线性热膨胀系数的方法是可行的,所测试的水泥石的线性热膨胀系数在12×10-6~20×10-6℃范围内,水泥石线性热膨胀系数随龄期增长而增大,随温度升高而增大;所讨论的影响水泥石线性热膨胀系数的3个因素中,龄期影响最大,温度次之,湿含量影响最小.     

水泥石的膨胀行为与应力匹配

采用膨胀自动测定仪和电阻应变仪测定了水泥石的膨胀率和膨胀应力，研究了游离氧化钼在不同温度条件下对水泥石膨胀行为的影响规律，发现水泥石的膨胀行为实质上反映了其内部的应力匹配，它不仅与膨胀组分的含量和活性有关，以取决于水泥石自身的结构的粘聚应力。     

丁苯胶乳对固井水泥石性能的影响

针对油田中后期开发面临的固井水泥环受腐蚀、脆性破裂的问题,采用水泥石抗腐蚀性分析、试件抗压和抗折强度实验,对胶乳改善水泥石的抗腐蚀性和韧性进行了研究,分析了胶乳改善水泥石抗腐蚀性和韧性的机理。结果表明,胶乳水泥石比普通水泥石抗腐蚀能力明显提高;随着水泥石中胶乳加量增加,水泥石的脆性系数逐渐减小,抗折强度逐渐增大,韧性增强。m(胶乳)∶m(水泥)在1∶10～1.5∶10时,水泥石的致密程度最高,渗透率最小。     

聚乙烯醇纤维和维尼纶纤维增强水泥石的研究

以聚乙烯醇纤维和维尼纶纤维为增强纤维，研究了水化时间、养护方式和纤维对水泥石力学性能的影响。发现：随着水化时间的延长，水泥石力学性能提高；养护方式影响素水泥石的力学性能，但较小影响纤维增强水泥石的力学性能；少量纤维加入到水泥基体中，能有效提高水泥石的力学性能；较高强度模量的聚乙烯醇纤维的增强增韧效果优于较低强度模量的维尼纶纤维。     

碳纤维改善水泥石韧性试验研究

针对油田中后期开发面临的固井质量问题，即水泥环脆性破裂问题，对水泥石韧性测定方法进行了讨论，采用水泥试件抗折强度和弹性模量试验以及薄片分析对碳纤维改善水泥石的韧性进行了考察，并分析了碳纤维改善水泥石韧性的机理。结果表明，纤维的加入可以使水泥石的抗折强度提高30％以上；随纤维掺量的增加，水泥石的弹性模量减小，泊松比增加；纤维在水泥石中的分布有效地阻止了裂纹的发展，增强了水泥石的韧性抗断裂能力。对于水泥石的抗折强度存在着最佳纤维长度和纤维掺量，本试验条件下，纤维的最佳长度为700～l400μm，最佳掺量为0．12％～0．19％。     

水泥石微孔界面结构及其对浆体性能的影响

采用Ｘ射线小角散射技术对水泥石中微孔孔界面结构,特别是孔界面的分维进行了实验研究,并对这些结构参数对水泥石比表面积和强度的影响作了分析讨论。研究表明：水泥石中的微孔界面不具有分明的边界,而是有约５×１０＾－１０ｍ的过渡层;水泥石中微孔界面具有分形结构特征,界面分形维数接近于３;水泥石的抗弯、抗压强度比表面积等均与微孔界面分维存在较好的联系。     

基于组合体力学模型的固井水泥石封隔能力分析

为探究水力压裂过程中水泥石封隔失效的内在机理，建立了一套基于套管-水泥石-地层组合体弹塑性力学模型的水泥石封隔能力失效分析方法，并通过数值模拟和实验分别验证了力学模型和分析方法的可靠性.然后借助等效应力与屈服强度、应变与材料极限伸长率的对比，绘制了水泥石封隔能力图版.研究表明:水泥石弹性模量对水泥石封隔能力影响存在最优区间，在本文研究条件下，水泥石弹性模量在6~9.7GPa之间有利于保持水泥石封隔能力.研究结果可为不同地区页岩气水平井固井水泥参数选择提供参考.     

矿渣抗腐蚀水泥的性能评价

随着油田的开发,地下流体对水泥石的腐蚀更加严重.通过在G级水泥中添加矿渣,可提高水泥石的抗腐蚀性.加入矿渣的大连G级水泥浆表观黏度下降,稠化时间缩短,水泥石的抗压强度降低,但水泥石强度发展均匀,未出现强度衰退的现象.加入的矿渣填充在水泥石的孔隙之间,参与水化反应;生成大量的针状的钙钒石,使得水泥石孔隙减小,抑制腐蚀性离子的侵入,从而提高水泥石的抗腐蚀性.     

水泥石中微孔各向异性的描述与实验测定

材料中气孔的形状对材料的许多宏观性能有重要的影响。本文根据Ｘ射线小角散射理论提出并定义了描述水泥石中微孔各向异性程度的特征参数－－孔的形状因子，通过多种水泥石试样微孔形状因子的实验研究及由回转半径法确定的孔形状因子的比较研究，论证了本文定义的形状因子能对气孔各向异性程度给出较准确的描述，确定同时说明本文中所讨论的水泥石中气孔的形状大多数接近于球形。     

煤矸石-水泥体系早期水化的交流阻抗研究

采用交流阻抗谱方法对掺加不同量煤矸石的水泥浆体的早期水化过程进行了研究.研究结果表明,孔溶液电阻随着水化龄期的延长而增大,但随着煤矸石掺量的增大而减小;电化学反应电阻随着水化龄期的延长而增大,且可以间接地反映水泥浆体的水化程度;分形维数值随着水化龄期的延长而减小,但随着煤矸石掺量的增大而增大.其可以用来表征硬化水泥浆体的孔隙结构特征.     

复合型石膏防水剂的研制

采用特殊工艺制备了复合型石膏防水剂。用表面活性剂乳化硬脂酸作为石膏的憎水剂；以明矾石与聚乙烯醇作用的产物堵塞体系内部孔隙并切断毛细管通路；利用高分子聚合物液形成阻水膜，根据石膏制品的微观结构特征和吸水机理制得复合型防水剂。该复合型石膏防水剂可使石膏制品的长期防水性能显著提高。     

水泥石C-S-H凝胶的统计热力学基础

本文用统计热力学基础理论研究硬化水泥浆体中C-S-H凝胶的本征性质,从理论上获得硅酸阴离子团的聚合度的最佳分布,从而可望对水泥混凝土材料从本征性质上进行综合设计     

原料粒度对磷酸镁水泥水化硬化特性的影响

研究了原料粒度对新型磷酸镁水泥(MPC)水化硬化过程的影响规律.首先,以一定量不同粒度的烧结氧化镁粉(MgO)和磷酸二氢钾(KH2PO4)搭配并掺入不同量的缓凝剂硼砂(Na2B4O7.10H2O)配制MPC.然后,测试MPC浆体3h内半绝热温升曲线、凝结时间和MPC硬化体的强度,并分析硬化体的物相组成和微观结构形貌.结果表明:MgO粉和KH2PO4的粒度对MPC水化硬化特性有显著影响,随着MgO粉和KH2PO4的颗粒粒径减小,早期水化反应速率加快,凝结时间缩短;但对于抗压强度并非颗粒越小其值越大,在最佳MgO粉和KH2PO4粒度范围内,MPC硬化体抗压强度最高.同样,对一定粒度MgO粉和KH2PO搭配的MPC浆体,在硼砂适量时,MPC硬化体才能具有适宜的凝结时间、水化反应速度和较高的抗压强度.     

水泥掺量与再生废弃水泥基材料性能的关系

在蒸压条件下对废弃水泥基材料的再生进行了研究．测试了再生废弃水泥基材料的密度、强度、吸水率等随水泥掺量的变化．结果表明：随着水泥掺量的增加,废弃水泥净浆、废弃水泥胶砂的强度及密度不断增大,吸水率减少;废弃混凝土的强度增大,密度无显著变化,吸水率在水泥掺量为15％-20％时达到最小值后回升．     

水泥早龄水化电阻成像研究

利用电阻率成像技术(EIT),对水灰比为0.3、0.32、0.35水泥净浆,及掺氯化钙或硫酸锌的0.32水灰比浆体的前6 h水化过程进行监测,测得的EIT阻抗差分图像能较好反映水泥的水化进程。由EIT测得的阻抗-时间微分曲线可知,水泥净浆及掺硫酸锌的水泥浆体的早期水化可分为下降、稳定和上升三个阶段;掺氯化钙的水泥浆体则只有稳定和上升两个阶段。     

聚苯乙烯磺酸钠对水泥净浆性能的影响

以废弃的聚苯乙烯为原料制备聚苯乙烯磺酸钠(SPS),考察了SPS对水泥净浆性能的影响。结果表明:向水泥基体中加入微量(例如水泥质量的10-5%)的SPS,水泥净浆的吸水率和化学结合水量减小,抗压强度、抗折强度和冲击强度增大;随着SPS掺量的增大,水泥净浆的吸水率和化学结合水量进一步减小,抗压强度、抗折强度和冲击强度进一步提高;但SPS掺量超过水泥质量的10-3%后,水泥净浆的吸水率略有增大,抗压强度、抗折强度和冲击强度略有降低;SPS的相对分子质量和磺化度对水泥净浆的性能几乎没有影响。     

粉煤灰对硬化水泥石干缩湿胀行为影响的机理研究

通过试验研究在不同预养护龄期时,粉煤灰掺量对硬化水泥石干燥收缩过程和吸水膨胀过程的影响.结果表明,粉煤灰掺量不同时对硬化水泥石干燥收缩过程的影响是不一致的,将干燥后的硬化水泥石重新放入水中后,粉煤灰掺量对硬化水泥石的吸水膨胀过程的影响也是不一致的.通过热分析研究不同情况下水的分布,并将此与干缩变形试验的结果相结合,探讨了粉煤灰对硬化水泥石干缩变形的影响机理.     

磷铝酸盐水泥浆体护筋性能的研究

通过钢筋极化电位测试试验，钢筋锈蚀试验以及磷铝酸盐水泥浆体的抗渗性试验，探讨了磷铝酸盐水泥水化体系的护筋性能，并且与硫铝酸盐水泥浆体就相关性能进行了比较。结果证明，由于具有适宜的碱度环境，高抗渗性以及水泥水化后生成羟基磷灰石等特点，磷铝酸盐水泥浆体具有更为优越的护筋性能。