水泥基材料瞬时高温作用下的爆裂与力学性能

水泥基材料经瞬时高温作用后,随受火温度不同,表现出不同的爆裂与力学性能。研究了掺加不同矿物掺和料的水泥基材料在不同的瞬时高温作用后爆裂与力学性能的影响。结果表明：在100 ℃和300 ℃瞬时高温作用下,所有试样外观完整,未发生爆裂;600 ℃时,所有试件发生粉碎性爆裂。与室温下水泥基材料的物理力学性能相比,在经历瞬时100 ℃作用后,试样的抗压、抗折强度损失率分别达到15%和30%以上;经受300 ℃作用后,强度恢复至室温时强度水平;温度高于300 ℃时,随温度的升高,强度逐渐降低;当温度高于600 ℃时,强度急剧衰减。其中,复掺20%矿粉和10%硅灰的试样经历的低温(≤300 ℃)作用后,抗压、抗折强度均随温度的增加而提高。SEM分析表明,经600 ℃高温作用2 h后,硬化水泥浆体C-S-H整体结构疏松,水化产物连续相被分割为非连续相。     

超高性能混凝土高温后性能试验研究

通过对超高性能混凝土进行高温加热和高温作用后立方体抗压强度试验，研究了超高性能混凝土高温作用后的表观特征、质量损失及力学性能。对比了单掺钢纤维、单掺聚丙烯纤维和混掺钢纤维和聚丙烯纤维对超高性能混凝土高温爆裂的抑制效果，考察了温度、纤维种类和掺量、骨料（石英砂和钢渣）对超高性能混凝土强度的影响。试验结果表明：混掺1%钢纤维和2%聚丙烯纤维能有效抑制超高性能混凝土高温爆裂，在高温作用后依旧保持完整形态；钢渣骨料混杂纤维超高性能混凝土具有优异的高温力学性能，在1 000℃高温作用后仍能保持67%的残余强度；随着温度的升高，超高性能混凝土立方体抗压强度整体上表现出先升高后降低的规律；在目标温度超过600℃时，高温增强了超高性能混凝土的延性。     

循环流化床燃煤固硫灰制备地聚合物的研究

地聚合物是具有优良性能的新型胶凝材料,研究了用循环流化床固硫灰制备地聚合物的适宜条件。结果表明,当水玻璃模数M=1.5,水玻璃掺量为25%,体系碱含量为30%时制备的地聚合物强度较高,较高的养护温度有利于提高早期强度,7d抗压强度最高为58.9MPa。研究了地聚合物的高温性能,实验发现早期养护温度较低的地聚合物经历1 000℃的高温后强度能够进一步增长。     

高温酸化胶凝剂YJN-1的合成及影响因素考察

为满足油田高温酸化的要求,选择非离子单体AM、复合阳离子单体H-DMDAAC、含磺酸基的阴离子单体AMPS为原料,采用氧化还原体系、水溶液聚合法,在低温条件下,合成一种新型的酸化胶凝剂YJN-1.考察影响聚合反应的各种因素,确定聚合反应的最佳条件,评价了聚合物酸液的基本性能,分析了其作用机理.研究结果表明,合成的YJN-1胶凝剂具有增粘性好、抗高温、缓速性能,在高温150 ℃,170 s-1剪切速率下,当YJN-1胶凝剂质量分数为1%时,质量分数为20%的盐酸酸液粘度可达37.5 mPa·s;在90 ℃条件下与石灰石反应60 min后,酸液质量分数仍有11.9%,为普通酸的7倍多,满足了高温井酸化的要求.     

高温油藏用新型聚合物耐温性能研究

双河油田Ⅶ1-3层系为高温(96.5℃)低渗油藏,针对这一特点选用河南油田生产相对分子质量为2 200×104耐高温聚合物进行聚合物特性及驱油效果研究。实验测定该耐高温聚合物溶液在95℃不同老化时间下水解度、黏度和第一法向应力差的变化规律,并进行岩心驱油性能评价实验,研究该耐高温聚合物是否具有良好的应用性。结果表明,该耐高温聚合物老化初期水解度增长较快,当水解度达到一定程度时增长速度变缓,在60d左右趋于平稳;耐高温聚合物黏度在90d过程中会经历下降、上升及缓慢下降3个过程,但90d老化时间下黏度保留率均在80%以上,且质量浓度越高黏度保留率越好;第一法向应力差同样经历下降、上升及缓慢下降3个过程,保留率均在49%以上,说明该聚合物在高温老化下具有良好的弹性保留能力。岩心驱油实验表明,当注入聚合物质量浓度为2 000mg/L,段塞尺为0.5PV时,化学驱驱油效率在24%以上,驱油效果良好。     

降粘剂结构对稠油降粘效果的影响

分析了稠油高粘的本质,研究了降粘剂的结构及复配对稠油降粘效果的影响。结果表明,一元聚合物高温下具有增粘作用,低温下具有微弱的降粘效果;二元聚合物的降粘效果有所提高,20℃时的降粘率超过30％;含有2种或2种以上极性官能团的三元聚合物具有明显的降粘效果,20℃时的降粘率接近70％;不同降粘剂分子之间的合理复配可发挥分子间的协同效应,明显提高降粘效果。     

正极添加剂对锂-二硫化铁扣式电池的影响

研究了Cu粉、Zn粉等正极添加剂对锂-二硫化铁扣式电池开路电压、放电电压和放电容量的影响。实验结果表明:正极加入质量分数为3%的Cu粉添加剂时,试验电池的开路电压为1.92 V,常温1 mA放电容量为192 mA.h,放电电压平台为1.48 V。-20℃和60℃下分别能放出设计容量的89%和121%。高温储存后放电电压平台为1.47 V,放电容量为188 mA.h。研究表明:Cu粉或Zn粉的加入,改善了正极二硫化铁的导电性,使锂离子的扩散速率加快,放电效率提高;高温储存后,添加剂的存在使金属锂表面的聚合物膜不会破坏,电池高温储存性能稳定。     

缔合聚合物耐温抗盐性能评价

疏水缔合聚合物分子间可产生具有一定强度而又可逆的物理缔合,使聚合物体系具有良好的增粘、耐温、耐盐、抗剪切特性.在文、卫、马油田的高温高盐油藏条件下,对缔合聚合物性能进行评价,并与HPAM、AMPS聚合物进行对比.结果表明:缔合聚合物体系具有良好的抗温、抗盐及剪切恢复性能,在95℃、305块注入污水配制条件下和75℃、95块注入污水配制条件下,1 500mg/l浓度时的体系粘度可达到11.6 mPa·s和16.5 mPa·s;缔合聚合物具有理想的抗Fe3 离子的作用,不必考虑配制容器和注入设备产生的Fe3 离子对聚合物溶液粘度的影响;在同浓度下(＞1 000 mg/l),与聚丙烯酰胺、AMPS聚合物常温增粘特性相比,缔合聚合物粘度高于前二者两个数量级以上.     

SBS改性沥青储存稳定性

在2种不同的基质沥青中加入聚合物SBS制备改性沥青,通过在140、163和180℃3个温度下的离析试验,考察了加入相同质量分数的SBS后,改性沥青的储存稳定性。对改性沥青的评价发现w(SBS)小于5%时改性沥青的稳定性较好。通过在不同温度下的48h离析试验考察了加入相同剂量的SBS后改性沥青的储存稳定性,发现沥青在低温时的储存稳定性优于高温时的储存稳定性。通过对改性沥青储存稳定性的机理讨论发现,在高温下由于改性沥青内部有较强的分子热运动,导致聚合物的微小颗粒与基质沥青的相容性变差,使SBS聚合物与沥青之间有离析现象发生。     

高温高矿化度油藏调驱用纳米微球HP-2体系的研究

针对弱凝胶体系在高温高矿化度油藏调驱效果差的问题,研制了一种耐温耐盐的聚合物纳米微球HP-2体系,利用激光粒度分析仪和光学显微镜评价了HP-2的微观形貌和粒径分布,并以膨胀倍数为评价指标研究了HP-2的吸水膨胀曲线,分别利用均质岩心和非均质岩心评价了聚合物纳米微球HP-2的封堵、耐冲刷以及调驱性能。结果表明,平均粒径为407.2nm的聚合物纳米微球HP-2为圆球度很高的球形颗粒,在高温(90℃)高矿化度(97 686mg/L)油藏的吸水膨胀倍数为34.1g/g。三层非均质岩心调驱实验结果表明,聚合物纳米微球HP-2体系可在水驱采收率基础上提高采收率幅度达17.3%。该聚合物纳米微球HP-2体系在高温高矿化度油藏应用前景广阔。