磁铁矿对超高密度水泥浆体系性能的影响

针对钻探深井超深井过程中的高温高压固井问题,研制一套抗高温超高密度水泥浆体系。该水泥浆体系由磁铁矿粉、降失水剂FS-23L、分散剂SXY-2、缓凝剂HX-31L配制而成。通过对超高密度水泥浆流变性、流动度、沉降稳定性和抗压强度等的评价,得到磁铁矿加重剂的优选加量范围,以及适应循环温度150℃的综合性能良好的水泥浆配方。     

活性矿物掺合料对超高性能水泥基材料的影响

通过复掺粉煤灰和硅灰,制备一种抗压强度超过200 MPa的超高性能水泥基复合材料(UHPCC),采用扫描电镜、微区能谱分析、X射线衍射、汞压入法和差示扫描量热分析等现代测试手段,研究了活性矿物掺合料对UHPCC微观结构及性能的影响.实验结果表明,UHPCC水泥石主要以低mCa/mSi、结构致密的C-S-H凝胶和许多未水化颗粒组成;活性矿物掺合料的火山灰效应使水泥浆体与集料间界面过渡区得以改善;矿物掺合料的微集料效应使体系颗粒级配优化,致使基体内部结构致密,总孔隙率减小,孔尺寸得到细化,孔结构得以优化,材料性能得以提高.     

自密实活性粉末混凝土的配制研究

通过改变水胶比、硅灰、减水剂、石英粉、石英砂掺量及石英砂颗粒级配,考察了这些因素对不掺有钢纤维的活性粉末混凝土流动性及抗压强度的影响.结果表明,在石英砂颗粒级配为粗∶中∶细=1∶2∶1,水泥∶硅灰∶石英粉∶石英砂=1∶0.3∶0.37∶1.1,减水剂掺量3%时,活性粉末混凝土的流动度达到了603 mm,浆体均匀密实,符合自密实性质,其28天抗压强度为92.67 MPa.在此基础上,进行了自密实钢纤维活性粉末混凝土的试验研究,当钢纤维体积掺量为2%时,钢纤维自密实活性粉末混凝土的流动度为554 mm,符合自密实性质.28天抗压强度为104.31 MPa,劈拉强度为11.45 MPa,抗折强度为13.85 MPa.     

LC缓凝剂对高温下水泥石强度的影响

本文通过研究罗马尼亚S_2油井水泥在高温下形成水泥石的强度衰退规律,提出合理的加砂量并讨论了应加砂的温度范围。在水泥浆中加入复配的LC缓凝剂,成功地抑制了水泥石强度衰退现象,显著提高了加砂水泥石抗压强度。掺有2.0％LC的S_2加砂水泥浆流动性能好,滤失量和析水低,120℃稠化时间达260分钟,其水泥石1天和7天的抗压强度分别为40.5MPa和76.0MPa,满足4000—5500m井深施工。文章还分析了LC提高水泥石强度的机理,为选择高温缓凝剂提供了一定的依据。     

堵水疏油水泥浆体系的室内研究

在分析现有堵水技术存在问题的基础上,提出既能堵水又能疏油的新思路,通过室内实验获得了具有选择性渗透性能的堵水疏油的水泥浆体系配方;用试验了其水泥石强度,渗透性,选择性渗透性能随机分及其加量的变化规律;并分析了该水泥浆体系堵水疏油的机理,试验表明,这种水泥石抗压强度可达7．6－21．65MPa,油相渗透率可达0．69um2,油,水相渗透率比值可达4．28－16．48。     

轻集料对轻质超高性能混凝土性能影响研究

以万州新田长江大桥工程为依托,通过试验研究了轻集料的颗粒级配、粒径、粒型、筒压强度和预湿程度等对轻质超高性能混凝土(LUHPC)工作性能、力学性能和收缩的影响,同时通过轻集料孔结构分析和SEM初探了轻集料改善LUHPC性能的微观机理。研究结果表明:随着轻集料最大粒径的减小和筒压强度的增大,LUHPC的表观密度增大,力学性能提高;当细轻集料粒径2.36～4.75mm∶1.18～2.36mm为7∶3时,细轻集料与各种粉料间的堆积程度最大,抗压强度最高;圆球型细轻集料制备最适合制备LUHPC;随着轻集料预湿饱水程度增加,LUHPC内部相对湿度提高,LUHPC收缩减小。高强细轻集料的多孔结构,可以吸收大量水分,混凝土在凝结硬化后可形成轻集料-水泥石界面处的嵌锁结构,从而大幅度提升LUHPC性能。     

含粗骨料的超高性能混凝土抗压强度的影响因素

使用普通原材料和高性能减水剂成功制备出抗压强度值超过130 MPa的超高性能混凝土,并试验研究了其抗压强度的影响因素.包括水胶比、粗骨料的颗粒粒径、细骨料的细度模数、胶凝材料的掺量、矿物掺合料和钢纤维.结果显示,各因素均对超高性能混凝土的抗压强度有一定影响,尤其是水胶比和矿物掺合料影响显著.当水胶比介于0.21和0.24之间时,超高性能混凝土的抗压强度随着水胶比的增大而降低,但水胶比为0.16的超高性能混凝土抗压强度值反而低于水胶比为0.18的混凝土的抗压强度.硅灰、粉煤灰和矿粉以1∶2∶1的质量比混掺使用最有利于提高超高性能混凝土的抗压强度,28 d龄期时抗压强度值达到138 MPa.     

掺大量混合材水泥组分优化与性能研究

研究了在混磨工艺下,大掺量混合材水泥中粉煤灰、矿渣的优化比例.固定混合材总量为44%和粉磨时间不变,对不同粉煤灰、矿渣用量的水泥颗粒级配和力学强度进行了测试,同时分析了掺混合材对水泥石孔隙结构和微观形貌的影响.结果表明：矿渣掺量占总混合材料用量的27%～34%时,水泥颗粒级配和力学性能最佳.掺配比例合理的大量混合材使水泥石孔隙结构细化,水泥石中大于100μm的粗孔明显减少或消失,即显著增加了小于0.1μm的细孔含量;同时可使水泥石微观结构均匀致密,大量层片状聚集的氢氧化钙晶体消失.     

橡胶颗粒对再生混凝土耐久性影响

为研究橡胶颗粒粒径和掺量对再生混凝土耐久性的影响,针对水灰比为0.50再生混凝土设计了橡胶粒径60目、1~3 mm和3~6 mm与掺量10、20、30 kg/m3的6组混凝土配合比,对再生混凝土进行了抗压强度、抗氯离子渗透和抗冻性试验.结果表明:掺入橡胶颗粒降低了再生混凝土的抗压强度,再生混凝土的抗压强度随着橡胶颗粒掺量和粒径的增加而减小;橡胶颗粒的掺入能改善再生混凝土的抗氯离子渗透性能和抗冻性能,再生混凝土的抗氯离子渗透和抗冻性随着橡胶颗粒掺量增大和粒径的减小而提高,当橡胶颗粒的粒径为60目、掺量为30 kg/m3时,再生混凝土的耐久性能最好.     

水泥浆中高分子形态与失水关系的研究

以丙烯酰胺与丙烯磺酸钠共聚物(AM/AS)、羟乙基纤维素(HEC)、聚氧化乙烯(PEO)三种水溶性高分子聚合物作水泥降失水剂,用不良溶剂来改变高分子形态,研究高分子在水泥浆体系中的形态变化对水泥浆降失水的影响,了解高分子降低水泥浆失水的作用机理.实验结果表明,当不良溶剂加量超过θ溶剂中不良溶剂加量时,高分子在水泥颗粒表面的吸附、卷曲和沉淀,有利于堵塞失水通道,降低滤饼渗透率,水泥浆失水量大幅度减小.