利用背散射光技术评价水泥发泡剂的稳定性

泡沫水泥固井的关键技术是发泡技术和注水泥技术.评价发泡剂性能的指标很多,通常采用沉陷距和泌水量等方法干扰因素较多,评价结果较粗,不能准确评价泡沫的稳定性以及所混配的泡沫水泥浆的稳定性.因此,该文采用背散射光技术对泡沫水泥发泡剂的稳定性进行评价,针对不同流体对光线有不同的透射率和背散射率,同一种流体的稳定性随时间而变化,其对光线的透射率和背散射率也不同这一特性,通过考察不同泡沫随时间增加的析水情况、泡沫粒径随时间的变化情况,计算泡沫稳定性系数等参数,以此对不同发泡剂进行稳定性评价,从而优选性能稳定的发泡剂.同时用此方法也可对泡沫水泥进行稳定性的评价,因此用本方法具有快速、简便,直观等优点.     

发泡剂含量对气泡轻质土性能的影响

流动度、容重、抗压强度是气泡轻质土物理力学性能的主要影响指标.研究结果表明:随着发泡剂含量的增加,气泡轻质土的流动度增大,当气泡含量大于2%时,发泡剂含量对流动度的影响较小;发泡剂含量对气泡轻质土的容重和抗压强度影响显著,随着发泡剂含量增加,单位体积内混合料含量减少,结构不稳定性增大,导致其容重和抗压强度快速降低.相同围压时,随着气泡含量的减小,气泡轻质土的破坏峰值逐渐增大,曲线开始由硬化型向软化型转化.研究结果不仅有助于确定发泡剂对其物理力学特性的影响,而且为工程应用的结构设计提供可行的参考依据.     

热采变温条件下发泡剂评价指标及方法研究

为了对稠油热采高温用发泡剂的发泡性能、稳泡性能及封堵性能进行客观地评价,测定了不同温度条件下高温发泡剂的最大发泡剂体积、半衰期,基础压差以及封堵压差等,引入了高温泡沫平均综合指数及高温泡沫平均阻力因子两项指标,形成了对变温过程中发泡剂性能的综合评价方法,为稠油油田热采条件下目标油藏封堵调剖所用的高温泡沫发泡剂的筛选评价提供参考。     

基于AHP-FCE方法的气泡混合轻质土耐久性评估

为提高气泡混合轻质土的耐久性能,将层次分析法(AHP)和模糊综合评价法(FCE)相结合,对气泡混合轻质土耐久性进行综合全面评估。基于气泡混合轻质土的物理力学性质,从初步设计、施工工艺和运行管理角度出发,选择相应的影响因子,建立了影响因子等级标准;建立了基于目标层、准则层和指标层的气泡混合轻质土耐久性综合评估模型,通过AHP法确定下一层次相对于上一层次的影响权重,并对判断矩阵进行一致性检验,证明了影响因子权值分配的合理性;构建了适用于各影响因子的隶属函数,计算相应的隶属度,并给出模糊综合评价的具体方法;以广东某高速公路S03标段收费岛范围的轻质土路基为实例,对该项目进行耐久性综合评估,证明了AHP-FCE方法的实用性与可靠性。     

硬脂酸钙稳泡机制及其对发泡水泥保温板泡孔结构的影响

以硬脂酸钙为主稳泡剂制备轻质发泡水泥保温板,通过考察硬脂酸钙对发泡水泥泡沫稳定性、疏水性和泡孔结构等影响,提出硬脂酸钙在化学发泡水泥中的稳泡机制。研究结果表明:硬脂酸钙在化学发泡水泥中的稳泡机制为硬脂酸钙吸附在水泥颗粒表面使其呈现部分疏水性,进而吸附在气泡的气液界面上使泡沫达到稳定。优化稳泡剂成分和用量所制备的高性能轻质发泡水泥保温板符合国家标准要求,产品密度为220 kg/m3,抗压强度为0.63 MPa,导热系数为0.042 W/(m·K),体积吸水率为9.8%。     

发泡聚丙烯的制备及其表征

本文论述了使用碳酸氢钠为发泡剂,通过加入一定量的交联剂DCP和成核剂硫酸钙制备了微孔发泡聚丙烯,研究发泡剂、交联剂、成核荆用量对发泡聚丙烯拉伸强度、冲击强度、硬度、密度等性能的影响。并用扫描电镜观察了产品中气泡的分布和形状。实验结果表明,当发泡母料的用量为4％,交联剂的用量为0．02％,成核母料为10％时,所得的发泡聚丙烯性能最佳。     

新型高温发泡剂烷基苯烷基磺酸钠性能研究

针对现有发泡剂无法在高温环境发挥作用的问题,合成了新型高温发泡剂12C烷基苯16C烷基磺酸钠.试验表明:烷基苯烷基磺酸钠的最佳作用质量浓度为8g/L,烷基苯烷基磺酸钠能在200~250℃维持较佳的发泡能力,并且在250℃高温高压环境48h后发泡性能未见显著降低,起始pH值对发泡剂高温性能有显著影响.耐油实验表明:该发泡剂质量分数为在20%加入原油时,由于原油沥青质、胶质的稳泡作用,发泡能力虽有下降,但泡沫稳定性大大上升.     

轻质保温隔墙板的制备及性能研究

建筑节能理念已受到普遍关注,轻质保温隔墙板作为一种节能材料且多功能化而成为研究开发的热点.由发泡聚苯乙烯(EPS)颗粒保温砂浆制备而成的芯材是轻质保温隔墙板的重要组成部分,对隔墙板性能起决定性作用.现有的保温隔墙板虽质轻,但强度较弱.为获得密度低、抗压强以及粘结性好的EPS保温砂浆芯材,以干表观密度对导热系数和抗压强度的影响为引导,研究了粉煤灰、发泡剂、甲基纤维素醚等对芯材抗压强度及粘结性能的作用规律；对芯材的压缩应力-应变曲线进行了分析,并讨论了增韧原因；初步试生产制得了综合性能良好的轻质保温隔墙板.     

轧制复合对泡沫铝夹心板组织与性能的影响

研究了轧制复合-粉末冶金发泡法制备泡沫铝夹心板的生产工艺,分析了板/芯结合工艺对芯层粉末致密度的影响,探讨了粉末致密度与发泡效果间的关系,初步得到了复合板的发泡机制.研究结果表明:轧制过程使芯层粉末获得了极高的致密度.发泡时,轧制复合板内发泡剂TiH2释放出的H2的流失量很少,发泡驱动力充足,所得到的夹心板很少出现无泡层及大尺寸连通孔等缺陷.芯层粉末内发泡剂的质量分数为1%时,轧制复合板发泡后即可获得理想的泡沫结构,有效降低了产品的生产成本.夹心板具有良好的三点抗弯强度等力学性能.     

碳酸盐矿物分解引起的熔渣泡沫化行为

提出平均发泡寿命作为熔渣发泡效果的实验评价指标．在Ｎａ２Ｂ４Ｏ７－ＣａＯ－ＭｇＯ熔体中,采用碳酸盐矿物作发泡剂,进行内生气源熔渣发泡实验．结果表明,发泡剂粒度、种类对熔渣平均发泡寿命的影响,可归因于熔渣中碳酸盐热分解行为的差异．在一定浓度范围内,熔体中ＣａＯ、ＭｇＯ含量的变化,不仅改变熔体的物理性质,而且直接影响碳酸盐矿物的分解速度与生成气泡的大小,对熔体起泡过程和泡沫渣的稳定性也起重要作用．     

发泡法制备莫来石轻质耐火材料工艺研究

以黏土、工业氧化铝、石英砂为主要原料,采用发泡法制备莫来石轻质耐火材料,研究了发泡剂的种类、发泡工艺、耐火纤维加入量对莫来石轻质耐火材料性能的影响.结果表明,以十二烷基苯磺酸钠等为发泡剂,其加入量为1%时,试样的容重最轻;加入糊精可以提高试样烧结后的强度,最佳加入量为5%;而搅拌时间为8～11min或发泡温度为50℃时,试样烧结后强度最大.引入硅酸铝耐火纤维对试样的容重和气孔率影响不大,但可明显提高烧结后试样的强度,其加入量以1%为宜.     

有机无机复合发泡材料的制备及影响因素分析

为制备一种力学性能优异、阻燃性好、泡孔均匀的高无机含量复合发泡材料,本文通过模压发泡以聚氯乙烯树脂、纳米碳酸钙为原料,偶氮二异丁腈/偶氮二甲酰胺为化学发泡剂,甲苯为物理发泡剂,测试了发泡材料的表观密度、压缩强度、硬度和极限氧指数等性能,并且考察了纳米碳酸钙、邻苯二甲酸二辛酯和溶剂的影响。实验研究结果表明:当PVC100份、DOP25份、纳米碳酸钙100份、甲苯70份时,发泡体的表观密度为0.46 g/cm3,压缩强度为0.80 MPa,硬度为83.5HA,极限氧指数值为26.2%。该方法可为制备高强度外、墙承重发泡保温材料提供参考。     

支化及交联聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备及其发泡性能

采用聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)与苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯低聚物(GS)的化学键合产物(PBT-GS)为扩链剂,与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)熔融反应,制备了支化及交联PET。分析了反应过程的扭矩变化,以及支化及交联PET的特性黏数、交联度和流变性能。并以超临界CO2为物理发泡剂,通过釜式发泡对比了支化及交联PET的可发性,制备了平均泡孔直径为50~75μm、泡孔密度为1×108~4×108 cells/cm3、泡孔形貌规整的PET泡沫材料,研究了发泡温度和饱和压力对发泡过程的影响。     

高温氮气泡沫调驱发泡剂性能评价实验研究

利用物理模拟实验的方法,对河南油田井楼三区LZ27井区蒸汽-氮气泡沫调驱拟采用的5种高温发泡剂进行性能评价。其中静态性能评价实验包括常温下表面张力测定、低温到高温条件下发泡体积与半衰期测定及发泡剂抗油性能实验;动态性能评价实验包括温度、发泡剂浓度、气液比、渗透率对泡沫封堵能力影响实验。实验结果表明:5#发泡剂发泡性能、稳定性能和抗油性能明显好于其他4种发泡剂,实验建议蒸汽-氮气泡沫调驱现场施工中使用质量浓度为5kg/m3～6kg/m3的5#发泡剂溶液,气液比选择在1:1左右。实验为下一步进行区块蒸汽氮气泡沫调驱的成功实施提供了指导性意见。     

多孔有机硅固体材料的制备

研究了以聚硅氧烷、硅树脂和硅橡胶为基体制备多孔有机硅固体材料的制备原理及泡体膨胀机理,并对多孔固体材料进行结构表征和性能测试.结果表明:聚硅氧烷体系在季铵碱的催化下可发生交联及发泡反应,借助内发泡剂氢气使泡体自由膨胀,制得的多孔固体材料密度较小且无发泡剂残留;黏度为760Pa.s的羟基硅树脂体系的交联固化速率与发泡体系的分解速率匹配,能得到泡孔细密、分布均匀、低密度的海绵状多孔固体材料;向甲基乙烯基硅橡胶中加入含氢硅油和硫化剂,通过加成硫化,提高了泡体硫化速率与硫化程度,可制备高拉伸强度和高断裂伸长率的弹性体多孔固体材料.     

海淤建筑废料混合轻质土的配比优化

【目的】对海淤软土地基进行轻质化处理,制备具有轻质、高强特点的海淤建筑废料混合轻质土,可以减轻疏浚海淤地基的沉降。【方法】以疏浚海淤泥为原料土、水泥为固化剂、轻质建筑废料为轻质材料,采用优选配合比设计方法,研究组成材料对混合轻质土密度和强度的影响。同时以轻质高强、经济合理为原则,提出该混合轻质土的强度配比公式,并测试其耐久性指标水稳定性。【结果】水泥用量对混合轻质土密度影响较小,而轻质建筑废料用量对混合轻质土密度影响较大,随着轻质建筑废料用量的增加,混合轻质土密度降低; 水泥用量和轻质建筑废料用量对混合轻质土的无侧限抗压强度影响均较大,当轻质建筑废料用量不变时,随着水泥用量的增加,混合轻质土强度增加; 而当水泥用量不变时,随着轻质建筑废料用量的增加,混合轻质土的强度先增加后降低,存在一个峰值。【结论】不同的原料土、固化剂和轻质材料配比都会对轻质土的物理、力学性质产生影响,在实际工程应用中,在参考该研究提出的配比公式时,如混合轻质土的组分发生变化,还需要对其实用性进行验证。     

长庆气田现用泡排剂评价及自生气泡排剂研究

通过实验评价长庆气田现用4种泡排剂,均存在耐凝析油效果有限的问题。为延长泡排剂发泡时间、提高举升力、降低井筒积液密度,同时解决严重水淹气井井筒排液问题,研制了一种利用化学反应在气井内产生气体的自生气泡排剂。通过实验对影响该化学反应速率的因素进行分析,并对其在气田应用的可行性进行探讨。实验结果表明:自生气泡排剂对矿化度水适应性较好;与现用泡排剂相比,在苏A-2、苏B-1、苏C-56地层水中的起泡能力有明显提高;排除积液能力较好,携液率最高可达53.5%;自生气泡排棒基础配方为:41%CQN+56%CQO+2.95%柠檬酸+0.05%泡排剂。     

正戊烷发泡法制备多孔碳泡沫材料

选择以间苯二酚和甲醛为原料,碳酸钠为催化剂合成的具有一定粘度的酚醛树脂为前驱体,正戊烷为发泡剂,吐温80为匀泡剂,采用常压物理发泡技术制得了碳泡沫.研究结果表明,所得碳泡沫是一种具有多孔网络结构的轻质固体炭材料,依据制备条件的不同,其密度在0.08-0.20 g·cm^-3之间.当控制前驱体酚醛树脂的粘度约为300 mPa.s,发泡剂的用量为V（正戊烷）∶V（酚醛树脂）=0.25,以及匀泡剂的用量为V（吐温80）∶V（酚醛树脂）=0.10时,可以制备出孔洞互相连通、韧带和接点（韧带连接处）完好的具有良好结构的碳泡沫.     

泡沫流态粉煤灰的配合比设计与性能研究

为解决软土地基上修建高速公路时常出现的较大沉降及路桥衔接处差异沉降引起的桥头跳车等工程问题,同时着重考虑节能环保,达到节约建筑材料的目的,提出并设计了泡沫流态粉煤灰这一新型轻质建筑材料。通过系统的试验,在材料配合比初步设计的基础上,分析了泡沫流态粉煤灰的密度、抗压强度、水稳定性、冻融稳定性等技术性能,以及配合比对材料各项技术指标的影响规律,提出了三种推荐采用的泡沫流态粉煤灰配合比。试验结果表明:发泡剂、水泥的掺入量、含水量均对泡沫流态粉煤灰的技术性能具有显著影响;当发泡剂含量从0增加到含水量的1/30时,泡沫流态粉煤灰的干密度、7 d龄期抗压强度、水稳定系数和冻融稳定系数(BDR)分别降低了23%、50%、10%~15%和20%左右;当水泥含量8%提高至20%时,7 d龄期抗压强度、水稳定系数和冻融稳定系数(BDR)分别提高了58.1%、38.2%和20.9%;当含水量从40%提高至60%时,干密度降低了约25%,推荐配合比的泡沫流态粉煤灰干密度比普通土低40%以上。表明泡沫流态粉煤灰是一种良好的轻质建筑材料。     

碳泡沫先驱体酚醛泡沫制备工艺研究

通过分析发泡剂、匀泡剂和固化剂的用量与酚醛泡沫密度及性能的关系,确定了制备酚醛泡沫的最佳发泡工艺。以苯酚和甲醛为主要原料,碱性催化合成改性酚醛树脂,再加入正戊烷、tween-80和20％硫酸等制备了酚醛泡沫。用红外光谱和数码显微镜等方法测定该泡沫的化学组成、泡孔结构、孔径分布及其他相关理化性能,结果表明,该工艺制备的酚醛泡沫具有优良的阻燃、隔热保温性能,是理想的碳化和石墨化用酚醛泡沫。