成熟度法预测混凝土强度的机理分析

为了从微观层面分析成熟度与强度之间的相关性,文章从成熟度与水化产物生成量之间的关系研究混凝土强度预测机理,并对成熟度规则进行验证;采用X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)分析不同养护温度下各龄期水泥石中各物相组成,并通过积分强度法确定各物相的相对生成量。实验结果表明：氢氧化钙的相对生成量随着成熟度值增大而增大,钙矾石的相对生成量随着成熟度值增大呈先增大而后减小的趋势,且不受水泥石所经历的温度历程影响,水化硅酸钙的相对生成量与氢氧化钙具有相同规律;成熟度相等时,不同温度历程下的水泥石中氢氧化钙、钙矾石的相对生成量大致相等。     

高密度高炉矿渣水泥浆固井技术研究

以低密度矿渣水泥浆研究结果为基础 ,设计高密度水泥浆 ,使油气井全井段使用矿渣水泥浆固井 ,以提高固井质量 ,降低固井成本 .以高炉矿渣为水化胶凝材料 ,添加少量水泥和碱性激活剂 ,结合 MTC固井技术和多功能钻井液固井技术 ,设计密度 1 .75～ 1 .93 g/cm3 的矿渣水泥浆、矿渣MTC浆和矿渣 UF浆 .对 3种高密度矿渣水泥浆在 45～ 75℃条件下水泥石的抗压强度 ,水泥浆的凝结时间、流变性和稳定性进行试验对比 .试验结果表明 :3种水泥浆水泥石抗压强度从大到小依次为 :矿渣 UF浆 ,矿渣 MTC浆 ,矿渣水泥浆 .3种体系水泥石抗压强度满足油气井井下射孔作业对水泥石抗压强度的要求 .在 45～ 75℃条件下 ,随着温度的升高 ,高密度矿渣水泥浆和矿渣 UF浆水泥石抗压强度呈降低趋势 .矿渣 MTC浆和矿渣 UF浆的流变性、稳定性和稠化时间可通过钻井液的加量及性能来调整     

高密度高炉矿渣水泥浆固井技术研究

以低密度矿渣水泥浆研究结果为基础,设计高密度水泥浆,使油气井全井段使用矿渣水泥浆固井,以提高固井质量,降低固井成本,以同炉矿渣为水化胶凝材料。添加少量水泥和矿性激活剂结合MTC固井技术和多功能钻井液固井技术,设计密度1.75-1.93g/cm^3的矿渣水泥浆,矿渣MTC浆和矿渣UF浆,对3种高密度矿渣水泥浆在45-75℃条件下水泥石的抗压强度,水泥浆的凝结时间,流变性和稳定性进行试验对比。试验结果表明;3种水泥浆水泥石抗压强度从大到小依次为：矿渣UF浆,矿渣MTC浆,矿渣水泥浆,3种体系水泥石抗压强度满足油气井井下射孔作业对水泥石抗压强度的要求,在45-75℃条件下,随着温度的升高,高密度矿渣水泥浆和矿渣UF浆水泥石抗压强度呈降低趋势,矿渣MTC浆和矿渣UF浆的流变性,稳定性和稠化时间可通过钻井液的加量及性能来调整。     

抗溶剂沉淀沥青质过程相态及相平衡研究

以辽河减压渣油为原料、汽油为溶剂、丙烷为抗溶剂 ,在温度 5 0～ 10 0℃、压力 3.0～ 5 .0MPa及抗溶剂比为 1.0～ 2 .5的条件下 ,在RUSKA 2 370 6 0 1高压无汞双釜PVT相平衡仪装置上对抗溶剂沉淀沥青质的相态进行了研究 ,考察了温度、抗溶剂比与压力对沥青质沉淀过程的相态变化、脱沥青油收率及质量的影响。研究结果表明 ,升高温度、增大抗溶剂比及降低压力 ,都能降低轻相密度、轻相中脱沥青油的含量、脱沥青油的收率与残炭值 ,同时使脱沥青油中饱和分含量增加 ,并改善脱沥青油的质量。     

煤层气泡沫固井新型早强剂FC-A及其性能

针对煤储层温度低,固井时水泥水化反应速率慢,水泥浆稠化时间长,水泥石抗压强度发展缓慢等问题,依据水泥浆的水化机理,以不同离子对硅酸钙矿物熟料水化速率的影响规律为理论基础,研制出过渡金属复合盐类新型低温早强剂FCA,并系统评价了该早强剂不同加量(1%、2%和3%)情况下的水泥浆性能,与早强剂氯化钙(Ca Cl2)进行对比,得到了FC-A对水泥浆的影响规律:早强剂FC-A能够提高水泥石低温早期抗压强度,完全满足6 h抗压强度(39℃、常压)大于等于4.0MPa技术指标;早强剂FC-A能够缩短水泥浆稠化时间,加有FC-A早强剂的水泥浆稠化时间与水泥原浆稠化时间之比(32℃、8.3 MPa)为0.438;FC-A对水泥浆的流变参数和初始稠度基本无影响,具有优异的低温早强和促凝作用,是一种综合性能优异的新型早强剂。     

玻璃粉表面改性及其对水泥浆水化硬化作用

利用增钙、机械粉磨等手段对玻璃粉进行局部活化,采用SEM、XRD等测试方法研究了改性玻璃粉水泥浆水化产物和微观结构,并讨论了改性玻璃粉在水泥浆水化硬化过程的作用。研究表明:氧化钙的掺入提高了复合体系液相的碱度,从而加快了水泥水化反应生成更多水化产物;掺入氧化钙的玻璃粉水泥浆微观结构更为密实,28 d龄期时水化产物间的孔隙远远小于3 d,水化产物发育更好,硬化浆体的强度大幅提高。当CaO掺量过大(6%)时,生成过多的氢氧化钙晶体引起膨胀开裂,对玻璃粉水泥浆的强度发展产生不利影响。     

纳米偏高岭土水泥浆在水化早期的内部结构建立

考虑水胶比（0.40、0.45、0.50）、NMK掺量（0、1%、3%、5%、7%）、减水剂掺量（0、0.04%、0.08%，0.12%）及温度（10 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃）的影响，采用静态屈服应力试验方法和小振幅振荡剪切试验方法获得了纳米偏高岭土（NMK）水泥浆静态屈服应力、储能模量等参数，通过静态屈服应力和储能模量随时间的演变规律讨论了水化早期（10~90 min）NMK水泥浆内部结构的建立过程.试验结果表明：NMK能够促进水泥浆在水化早期的内部结构建立.在水化90 min内，掺3%NMK水泥浆静态屈服应力的平均增长速率约为普通水泥浆的2倍；掺7%NMK水泥浆储能模量的平均增长速率约为普通水泥浆的4倍.水胶比越高、减水剂掺量越大，NMK水泥浆内部结构建立速率越低；NMK加速了不同温度环境中水泥浆内部结构的建立；温度升高，NMK水泥浆静态屈服应力和储能模量的增长速率增大.     

纳米技术合成硅酸三钙及表征

以硅溶胶、硝酸钙为原料,尿素为燃料,采用燃烧法制备纳米硅酸三钙。研究了化学计量比、引燃温度对合成产物中游离氧化钙含量的影响。用乙二醇法测定产物中游离氧化钙的含量,x射线衍射仪、场发射扫描电镜、Zeta电位及纳米粒度分析仪和微量热仪表征合成样品的物相、微观形貌、粒度分布和水化热。结果表明：化学计量比为0．24,引燃温度为700oC时,合成产物中游离氧化钙含量达到最低值2．0％;合成的纳米硅酸三钙颗粒为不同结晶程度且呈现多种形貌的颗粒,平均粒度为225．9nm;合成的纳米硅酸三钙水化放热峰值出现的时间为69．2s,峰值为2．4368mw／g,比传统水泥具有较高的水化活性。     

油井水泥增韧剂的无皂乳液合成及性能评价

针对丁苯胶乳增韧剂存在的问题,合成了一种油井水泥胶乳增韧剂OWCL-1G并对其性能进行了评价.引入反应型乳化剂2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS),采用无皂乳液聚合,避免了传统乳液聚合中残存的乳化剂吸水后导致水泥石溶胀、软化、强度下降等不利后果.乳液热失重、抗盐性、冻融稳定性测试表明:OWCL-1G耐热性良好,260,℃时开始分解,其抗盐达饱和,冻融稳定性良好.对含OWCL-1G水泥浆API失水量考察发现,OWCL-1G具有一定的控失水能力,与降失水剂配伍使用可获得低滤失量水泥浆.抗压和抗折强度测试表明,水泥石抗折强度明显提升,说明OWCL-1G有效增强了水泥石的韧性.扫描电子显微镜(SEM)测试表明,胶乳颗粒在水泥微缝隙间形成绒状桥接结构,而纯水泥的水化产物没有这种结构.     

高温作用后矿渣微粉纤维混凝土的微观结构

通过对扫描电镜照片的对比分析,探讨了矿渣微粉纤维混凝土经受不同高温作用后,水泥浆体、骨料与水泥浆体界面过渡区内的水化硅酸钙C-S-H凝胶、钙矾石AFt和氢氧化钙Ca(OH)2等水泥水化物形貌、状态、数量及孔隙与裂缝的变化情况.结果表明,经历不同程度的高温后,水泥浆体及界面过渡区的结构疏松程度增加,水化产物不密实,C-S-H凝胶网状结构破碎直至消失,AFt和Ca(OH)2逐步分解含量减少,骨料与水泥浆之间的粘结变得松散,裂缝逐渐扩展.混凝土中的聚丙烯纤维在160℃左右熔融逸出,形成众多相互交织的孔隙通道,缓解了其内部的蒸汽压力,有效阻止了混凝土的爆裂.