油井水泥的粒度区间与其组成及性能的关系

从定量角度研究G级油井水泥不同粒度区间对其组成及性能的影响规律.对油井水泥进行精确分级后,测定不同粒度区间油井水泥的矿物、化学组成、微观结构和强度性能.油井水泥在分级过程中出现分相现象,细颗粒中C3S含量较高,粗颗粒中C2S含量较高.不同粒度油井水泥微观结构和强度性能差别大,细颗粒水化速度快,水泥石早期强度高,但后期发展不足;中颗粒水化速度适中,早期和后期强度均很高,G3水泥石比G级水泥3d抗压强度和抗折强度分别提高39.4％和25.7％;粗颗粒的水化程度低,强度发展慢.5～30 μm粒度区间对油井水泥的水化及强度的贡献较大,为指导G级油井水泥的生产和高性能复合固井水泥浆的制备提供理论依据.     

水灰比对水泥石结构形成与强度的影响

本文研究了不同水灰比水泥石的水化生成物、水化程度和水泥石的微观结构,从而探讨了水灰比对水泥石产生强度的影响因素。在固定条件下,水灰比的改变(0.26～0.60)未引起水泥水化生成物类型的变化。水泥的水化程度取决于初期水灰比值。在同一水灰比下,水泥石强度的发展是和水泥水化程度成比例即和所产生的水化物质的数量成比例的。但在不同水灰比下,水化程度不是决定强度的主要因素。不同水灰比、不同期令的水泥石,其强度除与胶一空比的数值有关外,还因原始水灰比不同,而受到微观结构的制约。因此,水泥石的力学性质并不完全依赖于水泥的化学组成,而在很大程度上取决于水泥石的物理结构。     

硅酸盐水泥的细度对其水化过程和力学性能的影响

细度高低会影响硅酸盐水泥的水化特性和力学性能，从而影响混凝土的力学性能、工作性和耐久性。本文研究了组成相同、细度不同的水泥的水化特性和力学性能发展，期望对于新的水泥标准确定合适的细度范围提供依据。研究发现，以现在一般商业化生产的水泥的细度为基准，比表面积小于此范围的较粗的水泥早期水化程度低，强度低；但水化反应持续时间较长，后期强度增长率大。比表面积大于此范围的较细的水泥早期水化程度高，强度高；但水化反应持续时间较短，后期强度增长率小。水化90 d以后，不同细度的水泥的水化程度和强度基本相当。兼顾水泥的早期和后期性能，现行标准规定的水泥细度范围(比表面积在350～380 m²/kg之间)是适宜的。     

泥炭磺酸盐减水剂与水泥熟料的相互作用 (第一报) 泥炭磺酸盐对水泥早期水化的影响

减水剂对水泥早期水化的影响水泥水化历程,水化速度除了由水泥本身组成决定外,还受许多因素影响。如水固比(W/S),物料细度,水化温度等,而外加剂的类型和数量也是一个很重要的影响因素。有些外加剂的引入能够加速水泥水化和强度的发展,如氯化钙等,能使水化率增高主要形成短纤维状水化硅酸钙,可提高早期强度,是一种早强剂。有些外加剂可以延缓水化,如木质磺酸盐是一种缓凝剂     

高温地热井水泥水化硬化的研究

研究了由不同配比的高抗硫Ｇ级水泥与石英砂粉组成的高温地热井水泥在不同水热条件下的强度性能及其水化硬化过程，阐明了高温下硬化浆体水化产物的组成，形态，再结晶和水泥石显微结构及孔径分布是制约水泥石强度行为的有重要因素，为进一步改善和提高我国地热井水泥产品质量和耐热性能提供了理论依据。     

混凝土化学组成对其抗折性能试验研究

混凝土化学组成的研究,对提升水泥混凝土强度有着十分重要的作用。主要研究了胶凝材料体系的硅酸盐水泥的化学组分与其相对掺量、还有配合比对混凝土强度的影响。综述了不同胶凝材料的化学组成与其反应机理,要特别说明的是C_3S和4CaO·Al_2O_3·Fe_2O_3的含量对强度的影响最大。水泥熟料发生的水化反应得到的水化产物,也对其产生了一定影响。通过优化胶凝材料不同的化学组分掺量,可以有效提高水泥混凝土强度。     

三乙醇胺对水泥-粉煤灰体系水化进程与强度的影响机制

为掌握三乙醇胺(TEA)水泥-粉煤灰体系水化与强度的影响规律及其机理,促进粉煤灰的有效利用,采用等温量热法测试分析了不同温度条件下TEA对水泥-粉煤灰体系水化放热行为和体系活化能的变化,通过热重和X射线衍射分析了掺TEA水泥-粉煤灰体系的物相组成及其变化,研究了TEA对水泥-粉煤灰体系水化进程和强度的影响规律.结果 表明,TEA和温度均水泥-粉煤灰体系水化放热和强度发展存在较大影响.TEA提高了粉煤灰在72 h内的反应热,促进了水泥-粉煤灰体系早期的水化放热,并且在高温下更加明显,水泥-粉煤灰体系活化能随着TEA掺量增加而降低,TEA对水泥熟料矿物铝酸三钙(C3A)、硅酸三钙(C3S)和硅酸二钙(C2S)在不同龄期内的水化进程影响不同,TEA在早期对C3A熟料的水化具有明显的促进作用,而对C3S和C2S的水化则有延缓作用.     

G级油井水泥的水化及硬化

研究了G级油井水泥在不同温度条件下的水化硬化特点及强度性能，分析了不同条件下硬化浆体水化产物的组成、形态及显微结构的变化特点，揭示了不同温度及外加剂条件下水泥石强度发展及变化规律，阐明了温度对水泥石强度性能产生影响的内在本质，确立了强度衰退的临界温度及抑制强度衰退的合理加砂量。     

丙烯酸钙/镁对水泥水化进程的影响

研究了不同丙烯酸钙/镁配比及掺量、引发剂、促进剂、交联剂掺量对水泥水化进程的影响。通过进行标准稠度需水量、凝结时间、抗压强度测试,找出其对水泥水化进程的规律;利用XRD、水化热、DSC-TG等测试手段分析不同配比及掺量下的丙烯酸钙/镁对水泥水化物相组成的影响。研究结果表明:随着不同配比下的丙烯酸钙/镁掺量的增加,水泥标准稠度需水量是增加的,当掺量较低时,相同掺量的不同配比下丙烯酸钙/镁的标准稠度有一定的差异,但当掺量超过2.5%时,配比对标准稠度需水量的影响不是主要的;丙烯酸钙/镁降低水泥早期强度,但对水泥的后期强度发展有利。由水化热分析出改性水泥试样的放热速率低于空白水泥试样。     

钢渣对硬化水泥浆体结构形成的影响研究

研究了钢渣对水泥强度及体积膨胀率的影响,采用SEM和EDXA分析了水化产物的形貌和微区化学成分,并用XRD对水化产物的矿物组成进行了分析研究。研究结果表明,钢渣的掺入会降低水泥净浆的早期抗压强度,但随钢渣水化的进行,掺钢渣的水泥浆体7d以后的强度增长较快,至120d时净浆抗压强度已与纯硅酸盐水泥相近。掺钢渣的水泥的体积膨胀率比纯硅酸盐水泥的体积膨胀率大,钢渣水泥的体积膨胀率主要取决于钢渣中的fCaO含量。掺钢渣水泥的主要水化产物组成和形貌与纯硅酸盐水泥无明显差别,所不同的是C-S-H凝胶中有较多的铁相。掺钢渣水泥的水化产物主要有C2SH(C)、AFt和Ca(OH)2。     

碱含量与分布对波特兰水泥水化性能的影响

波特兰水泥熟料中的碱,一部份以可溶性硫酸盐形式存在;一部份则进入熟料矿物。碱在水泥水化过程中对强度发展的影响,主要由于碱金属的硫酸盐所引起的液相组成的变化,或者由于熟料矿物品格结构中存在的碱,引起熟料矿物水硬性的变化。为了评价碱分布的重要性,在实验室烧成一批仅在碱的含量与分布上有差别的熟料,再掺以不同量的石膏粉磨到水泥细度。通过测定砂浆的抗压强度,研究了这些水泥的强度发展性能。测定了所选水泥在不同期龄的 C_3S、C_3A、C_4AF 的水化程度。增加熟料中 SO_3含量,可使熟料矿物内的碱转入硫酸盐相,通常会导致早期强度增加,后期强度降低。石膏含量高的水泥有助于减轻这种影响。本文根据水化程度的测定结果,讨论了可能影响强度的原因。     

“水泥-速凝剂-水”系统的水化反应特征及凝结硬化机理研究现状

速凝剂是喷射混凝土不可缺少的化学外加剂,但目前对速凝剂速凝及硬化作用机理方面的认识存在分歧和争议.本文从“水泥-速凝剂-水”系统的角度出发,综述分析了不同类型的速凝剂对“水泥-速凝剂-水”系统水化反应特征的影响和其快速凝结硬化的机理.明确了水化产物中的水化硫铝酸盐在充水孔隙中的快速形成是实现速凝的主要原因.高硫型水化硫铝酸钙(AFt)向低硫型水化硫铝酸钙(AFm)的晶型转化导致硬化浆体孔隙率增加,并延缓硅酸盐矿物的水化,是铝酸盐类速凝剂引起喷射混凝土后期强度降低的原因.水泥的化学组成对“水泥-速凝剂-水”系统的水化进程和凝结硬化具有重要的影响.喷射工艺的高剪切作用会加速AFm形成,抑制硅酸盐矿物的水化,对掺加碱性速凝剂的喷射混凝土强度发展有不利影响.     

磨机衬板形式对快硬水泥颗粒组成及强度的影响

水泥颗粒的大小和组成直接影响其强度。一般认为:在水泥中3～40微米,特别是3～30微米的颗粒对水泥强度影响最大,而大于30微米的颗粒由于水化很慢,很大一部份仅起着填料的作用。对于快硬水泥,增加其中小于10微米熟料颗粒的比例,可提高其早期强度。笔者在进行水泥磨机使用圆角方形衬板的试验研究时发现,不同形式的衬板粉磨出来的水泥颗粒组成各不相同,影响到水泥的强度。     

矿渣对煅烧含高结晶态SiO2水泥生料的影响

利用含砂废弃混凝土原料煅烧水泥熟料,不可避免地会由细骨料砂引入结晶度较高的结晶态SiO2,不仅影响生料易烧性,而且影响硅酸盐矿物的组成和形貌,降低熟料质量。以ISO标准砂为硅质原料配制高结晶态SiO2含量的生料,按不同比例掺入矿渣,煅烧至不同温度;利用化学分析、XRD、岩相分析、SEM等方法,研究矿渣对水泥生料易烧性、熟料矿物组成和显微结构、熟料水化强度发展及水化产物形貌的影响。结果表明,适量矿渣的掺入可显著改善高结晶态SiO2含量水泥生料的易烧性,促进熟料矿物形成和发育;矿渣掺量为3%时,熟料水化后强度最高;适量矿渣可使熟料水化早期产生较多的C-S-H凝胶和钙矾石,而后期水化产物中C-S-H凝胶更密实,提高水泥强度。     

用粉煤灰煅烧硫铝酸盐贝利特水泥

用石灰石、粉煤灰和石膏配成生料在１２００℃煅烧成硫铝酸盐水泥。经检测该水泥的理论相组成与实测的相组成相吻合。并证实了不同相组成对水泥水化的性能以及强度的作用。结果表明：该水泥的最佳相组成有利于提高早期强度，各项指标也均符合波特兰水泥的要求，且早期强度很高。测出的孔隙率表明，该水泥的早期总孔隙率少于波特兰水泥，所以可作为特种水泥使用。     

粉磨方法和粉磨细度对水泥强度的影响

采用同一批熟料, 在实验室分别用立磨、球磨、振动磨以及盘磨等不同方式粉磨.试验发现, 比表面积相同时, 不同粉磨方法制成的水泥强度有明显差异.其中, 立磨水泥强度最高, 球磨水泥强度次之, 振动磨水泥强度第三, 盘磨水泥强度最小.同一粉磨方法制备的水泥越细, 强度越高.分别从水泥颗粒组成、水泥各级配矿物含量和水泥水化程度等方面对强度差异现象进行了解释.     

三乙醇胺和三异丙醇胺对矿渣水泥水化过程的影响

采用三乙醇胺和三异丙醇胺作为矿渣水泥的助磨剂,通过测定水泥的颗粒特性、凝结时间、胶砂强度和化学结合水量,研究不同掺量的助磨剂对矿渣水泥水化过程的影响,并利用X射线衍射和扫描电镜分析,研究矿渣水泥水化产物的物相组成和显微结构.结果表明:两种助磨剂均能显著提高矿渣水泥的水化速率,使水泥浆体中生成更多的水化产物,形成更致密的结构,三异丙醇胺对矿渣水泥的增强效果优于三乙醇胺.     

碱对硅酸盐水泥水化硬化性能的影响

系统地研究了以碱含量不同、存在形式各异的熟料所制水泥的水化液相成分、水化程度、水化产物和硬化浆体微观结构,揭示了碱对硅酸盐水泥水化硬化性能影响的机理。水泥水化时,熟料中的碱迅速溶入水化液相,使液相中[OH-]升高、[Ca~(2+)]降低。由此促进水泥早期水化,并阻滞了后期水化的发展。所以,高碱水泥凝结快,1～3d硬化浆体的孔隙少、强度高;7～28d硬化浆体的孔隙多、强度低。     

高KH值、超低硅酸率生产水泥熟料

众所周知，水泥熟料的矿物主要含有硅酸三钙(C3S)、硅酸二钙(C2S)、铝酸三钙(C3A)、铁铝酸四钙(C4AF)及其他物质。其矿物组成决定了水泥的水化速度、水化产物本身的强度、形态与尺寸以及彼此间构成网状结构时各种键的比例．对水泥强度起重要作用。布特等人经过试验证明。硅酸盐矿物的含量是决定水泥强度的重要因素．28天强度基本依靠C3S含量。硅酸二钙(C2S)的含量在水化早期直到28天前，对强度影响不大，它的强度发展主要在后期。     

养护温度对硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥体系性能的影响

实际修补工程的环境温度变化大,而不同温度会对胶凝体系水化反应和水化产物的稳定性产生影响,本文通过测试以不同比例复合的硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥体系性能,选择合适配比,再通过测试复合体系在不同养温度下的流动度、凝结时间、膨胀性和强度,研究不同养护温度对复合体系各项性能的影响规律,并采用XRD分析其变化机理.试验结果表明:随着硫铝酸盐水泥掺量增大,水化反应加快,凝结时间缩短,强度发展快,但在温度高于35℃时,复合体系水化产物后期发生分解,使强度和膨胀性能下降.