纳米流体复合水泥固结导热及力学性能试验研究

地热井固井水泥材料的力学强度及导热特性是目前众多研究者的关注重点。本工作开展了纳米流体复合水泥材料研制、固结导热特性评价及机理分析,选用铁粉为基本导热填料,研究了纳米流体种类、颗粒质量分数、纳米流体用量对铁粉复合水泥石力学及导热性能的影响,最终得出优化配方：G级油井水泥+15%铁粉(以水泥用量外掺)+20%Al₂O₃-水纳米流体(以拌合用水用量内掺,纳米颗粒质量分数0.5%,水灰比0.44)。性能测试结果表明：添加Al₂O₃-水纳米流体能够降低水泥石孔隙率,提高中、后期抗压强度,提升导热性能近32%,而干混式加入Al₂O₃纳米颗粒对水泥石力学强度及传热性能几乎无提升。观察了水泥石的微观结构,分析了其物相成分,对纳米流体复合水泥的固结导热机理进行了研究。分析结果表明：纳米流体中均匀分散的Al₂O₃纳米颗粒起到促进水化、填充孔隙的作用。纳米流体的使用为地热井固井水泥材料的力学及导热性能优化提供了新思路。     

硫铝酸盐复合水泥体系水化特征研究

通过正交试验研究了硫铝酸盐复合水泥中不同掺量的普通硅酸盐水泥、石膏、硅灰及粉煤灰对其强度、自收缩以及水化热的影响。结果表明:普通硅酸盐水泥及石膏的掺入显著改变了硫铝酸盐复合水泥水化进程,硅灰及粉煤灰是影响后期强度的主要因素;自收缩试验结果表明普通硅酸盐水泥和石膏是影响硫铝酸盐复合水泥水化早期自收缩的主要因素;水化热测试结果表明粉煤灰和普通硅酸盐水泥在水化前6 h起到显著作用,粉煤灰降低了水化放热,而普通硅酸盐水泥增加水化放热;硅灰及石膏对6~24 h水化放热影响显著。结合XRD及SEM测试结果,表明普通硅酸盐水泥和石膏的存在加速了硫铝酸盐复合水泥水化早期钙矾石生成,随着石膏浓度的下降,发生转晶(AFm),随着后期硫铝酸盐水泥中β-C₂S的水化以及硅灰、粉煤灰的火山灰反应产生C-S-H凝胶,使得体系致密化。     

粉煤灰水泥混凝土材料水化机理研究

本文从粉煤灰水泥混凝土材料组成成分、水化性能、组成材料间的水化作用等方面进行研究,从而得到粉煤灰水泥混凝土材料水化机理,从而为粉煤灰水泥混凝土在结构工程,尤其在路面工程方面应用,具有现实指导意义。     

水泥碎石桩复合地基在水利工程中的演变应用

根据水泥碎石桩复合地基承载机理和特性,提出通过褥垫层设置和改善桩间土强度——水泥碎石桩的布置,结合工程实例简要说明其在水利工程中的演变,作为水泥碎石桩的一种拓展应用。     

水泥基材料中的早强剂及其作用机理综述

早强型外加剂的研究主要集中在水泥基材料强度发展早期阶段的水化速率变化、产物变化、液相离子变化等方面,但对其作用机理和效果等缺乏系统性的总结。本文归纳了三类早强剂(无机、有机和复合)的早强机理及在各水化阶段的作用,得出以下结论：无机系早强剂通过提高体系碱度、压缩双电层、提供晶核以降低成核势垒等作用,破坏了水化阻滞膜或液相离解平衡,从而加速离解期的离解速率、增大液相中的离子浓度;此外,还通过加速诱导期水化产物的消耗,破坏水化反应平衡以加快水化产物钙矾石或钙铝水滑石形成,提高早强固相体积含量和体系致密度,从而提高早期强度。有机早强剂主要通过分散作用来促进离解速率,通过络合作用或水化作用破坏反应平衡,但掺量影响其早强效果和凝结速度。复合早强剂则协调多种机理来加快水化的整体进程,需注意避免新产物的生成阻碍原有活性组分正常的水化进程。总而言之,早强剂的选择应与胶凝材料体系相匹配,结合其作用机理促进各水化阶段强度发展。为满足尽可能早强的需求,阴离子宜选择硫酸系和硅酸系,阳离子宜选用Ca²⁺、Al³⁺,或较高活性成分且无耐久性隐患的Li⁺     

氧化石墨烯在水泥基复合材料中应用的研究进展

氧化石墨烯(GO)是一种极具潜力的纳米增强材料,对水泥基复合材料具有显著的增强和增韧作用.但现有研究中仍存在一些盲点和有争议的领域,需通过进一步的研究加以阐明.本文综述了GO增强水泥基复合材料的最新研究进展,介绍了GO对水泥基复合材料性能的影响及其作用机制,重点阐述了GO在水泥环境中的分散性,GO对水化性能、工作性和流...     

铅离子对复合磷酸盐磷酸镁水泥水化硬化特性的影响

研究了铅离子对复合磷酸盐磷酸镁水泥水化硬化特性的影响及其在复合磷酸盐磷酸镁水泥中的稳定性。实验结果表明,复合磷酸盐磷酸镁水泥抗压强度随着铅离子掺量的增加而降低,其中硝酸铅掺量达到10%时,复合磷酸盐磷酸镁水泥的各个龄期的抗压强度发生明显下降。铅离子对复合磷酸盐磷酸镁水泥凝结时间没有明显影响。在复合磷酸盐磷酸镁水泥水化过程中,铅离子对水泥体系的pH值影响不大,但能够造成水泥水化放热峰出现的时间延迟,水化放热的总量减少并影响主要水化产物的结晶程度。在复合磷酸盐磷酸镁水泥水化反应后期,当硝酸铅掺量达到10%以上时,在水化产物中出现了较为明显的Pb2P2O7的衍射峰。复合磷酸盐磷酸镁水泥固化铅离子的浸出毒性试验结果(43μg/L)远低于国家标准要求(5mg/L)。     

新型骨水泥 CMCS的研制

研制了一种新型的磷酸钙骨水泥产品(CMCS),研究了CMCS制备的各种工艺条件(如组分配比、液固比等)对产品性能的影响,分析讨论了CMCS水化机理。     

磷酸镁水泥的研究与发展前景

磷酸镁水泥是一种新型无机胶凝材料,兼有水泥、陶瓷和耐火材料的优点。综述了国内外磷酸镁水泥的制备、性能及水化硬化机理的研究进展,并分析了磷酸镁水泥推广应用中存在的一些问题,展望了磷酸镁水泥今后的发展前景。     

碱激活水泥研究进展

碱激活水泥是一种不同于普通硅酸盐水泥的胶凝材料，简要评述了碱激活水泥的性能特点和其强度发展的影响因素，并介绍了碱激活水泥的研究进展，分析了碱激活水泥存在的问题，提出了相应的解决方案。     

煅烧铝土矿尾矿对水泥凝结时间的影响

采用煅烧铝土矿尾矿等质量取代0％、10％、30％、50％、70％的水泥,研究其对水泥标准稠度用水量、凝结时间的影响,结合水化热和X射线衍射(XRD)分析其影响机理,探讨煅烧铝土矿尾矿用作水泥混合材的可行性.结果表明,煅烧铝土矿尾矿作为混合材能增大水泥的标准稠度用水量,缩短水泥的凝结时间,加快水泥早期水化放热速率;掺入50％煅烧尾矿的复合水泥浆体仍然满足通用硅酸盐水泥对凝结时间的要求.     

磷酸镁水泥制备及生物医学应用研究进展

磷酸镁水泥(MPC)是一种凝结硬化快、早期强度高、黏结强度高、干燥收缩小、耐磨、抗冻、生物相容性好的新型胶凝材料,无论在民用、军事建筑还是生物骨修复材料上都有很好的应用前景,因此得到了广泛的关注。主要对MPC的制备、水化产物、机理以及在生物医学领域的应用研究现状进行了综述。     

复合调凝组分对硫铝酸盐水泥性能的影响及机理

为了有效控制硫铝酸盐水泥(SAC)的凝结时间,研究了硼砂、葡萄糖酸钠、柠檬酸钠单掺和复掺对硫铝酸盐水泥凝结时间和流动性能的影响。结果表明:葡萄糖酸钠与柠檬酸钠以一定质量比复合后可以有效控制水泥浆体的凝结时间,并很好地改善其工作性能和早期强度,而且葡萄糖酸钠与柠檬酸钠复合质量比为5∶1时对硫铝酸盐水泥的缓凝效果最好。水化早期浆体的XRD和SEM分析结果表明,复合调凝组分的加入减缓了钙矾石的生成,并且使得水化产物中CSH凝结的生成数量增多,从而有效抑制了硫铝酸盐水泥的水化速度,并改善了其工作性能。     

复合无机水合盐对磷酸镁水泥水化及性能的影响

将三种无机水合盐Na_2B_4O_7·10H_2O、Na_2SO_4·10H_2O和Ca(NO_3)_2·4H_2O按照最优比例(质量比为1.5∶7∶1.5)复掺得到复合无机水合盐FH,比较了单掺硼砂的磷酸钾镁水泥(MKPC)NB10与不同FH掺量下MKPC(FH-MKPC)的工作性能、绝热温升及抗压强度。利用XRD、TG-DSC及SEM等微观分析手段,结合水化放热速率曲线研究了FH对MKPC早期水化历程的影响。结果表明:FH延缓了MKPC的水化,使得水化温升曲线出现诱导期和两个温度峰,水化放热速率和水化温峰值降低。FH的掺入(8%)大幅延长了MKPC的凝结时间,增强了MKPC的施工可操作性。FH掺量越多,MKPC凝结时间不断延长,流动度提高,早期强度降低。FH掺量为8%的FH-MKPC初凝时间达到25.20min,较NB10延长了90.76%,同时水化产物的早期生成量和热稳定性更高,7h、1d和3d抗压强度略高于NB10。为保证MKPC符合施工需要又满足强度要求,FH的最佳掺量为8%。     

焙烧Mg-Al水滑石水泥浆涂层对钢筋氯离子腐蚀的缓蚀性能

本工作研究了焙烧Mg-Al水滑石(LDO)水泥浆涂层对钢筋氯离子腐蚀的缓蚀性能。将焙烧Mg-Al水滑石材料添加到水泥浆中制备了复合水泥浆涂层,并涂覆在钢筋表面。由等温吸附实验、线性极化测试(LP)、电化学阻抗谱测试(EIS)研究了在混凝土模拟孔溶液中复合水泥浆涂层对钢筋氯离子腐蚀的缓蚀性能;此外,采用X射线衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)检测了吸附实验前后水泥浆的物相变化,探讨了焙烧Mg-Al水滑石水泥浆涂层对钢筋氯离子腐蚀的缓蚀机理。结果表明,LDO的掺入能显著提高水泥浆体对氯离子的饱和吸附量,且随着LDO掺量的增加,复合水泥浆涂层的综合阻锈效果增强。复合LDO涂层缓释机理归因于层状结构的复原使其能有效地吸附氯离子并释放氢氧根离子,从而能有效阻止氯离子的侵蚀。     

水泥及水泥基复合材料的机敏性研究

主要从水泥及基复合材料的压敏性，温敏性和电磁屏蔽等三个方面综述了这一领域的研究现状。     

氯氧镁水泥胶凝材料的研究进展

氯氧镁水泥是由轻烧菱镁石粉和氯化镁水溶液按一定比例混合而成的一种新型镁质气硬性胶凝材料。它有很多优于普通硅酸盐水泥的性能,但其耐水性差等缺点也很突出。为了使氯氧镁水泥得到更好的应用,总结和分析了氯氧镁水泥的研究进展,包括水化行为、水化产物组成和结构、耐水性以及生产应用方面。指出了氯氧镁水泥在当前的发展过程中存在的不足和问题,以期为后续氯氧镁水泥的进一步研究提供参考。     

煅烧高岭土/硅藻土复合填料表面改性研究

研究了表面改性剂配方、用量、改性时间等对煅烧高岭土 /硅藻土复合填料表面改性效果的影响以及表面改性剂与煅烧高岭土 /硅藻土复合填料表面的作用机理。     

麦秸秆在水泥基复合材料中的应用研究

麦秸秆是麦类农作物成熟后茎秆脱去麦粒后的部分。将经改性处理的麦秸秆应用于水泥基复合材料中可增强材料整体的力学性能与耐久性能,这有利于降低因麦秸秆堆放产生的环境问题以及节能减排。介绍了麦秸秆的组成结构与改性处理工艺,综述了水泥基麦秸秆复合材料的定义以及其增韧、保温、防水、耐火等一系列性能,简述了麦秸秆在水泥基复合材料中的作用机理,并对水泥基麦秸秆复合材料的发展进行了展望。