凝胶水泥堵漏剂的制备与性能

针对大裂缝、孔洞性恶性漏失以及含水层的恶性漏失,为了解决水泥浆堵漏存在水泥浆无法驻留、易被水稀释、胶结强度差、堵漏效果差的问题,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)和疏水单体MJ-16的共聚后水解方式制备了四元高分子凝胶,将凝胶加入水泥浆中形成凝胶水泥浆复合堵漏体系,研究了复合体系的抗水稀释性能、流变性、驻留能力以及抗压强度。结果表明,该凝胶高温下具有良好的流变性能,表现出较好的抗温性能。凝胶与水泥、缓凝剂、消泡剂形成的凝胶水泥体系流动度达21 cm、稠化时间可调,可安全泵送;体系入水仍为一体,在150 r/min的搅拌速度下未被水稀释,具有良好的抗水侵性能;体系通过1 mm裂缝的时间是普通水泥浆的10倍以上,具有良好的滞留能力,能够停留在漏层入口处堆积,且抗压强度达到7 MPa以上。该凝胶水泥体系特别适用于大孔道、大裂洞、暗河及含水层的漏失堵漏。

堵水堵漏用凝胶水泥的研究

油井水泥用于油田堵水调剖、层漏堵剂时,存在易被水冲释、不能有效驻留在封堵层位、堵剂替至目的层后未凝固前就已漏失等问题,造成堵浆注入量大,施工安全不好保证,施工时间长。文章通过在油井水泥中加入减轻剂、调节剂、调节助剂来改善传统油井水泥的抗水侵性能差的问题,研发了一种低密度、低强度的堵水堵漏专用的凝胶水泥体系。该体系具有很好的抗水稀释能力,在水中不易被水冲释,密度、稠化时间可根据施工需求进行调节,适用于存在大孔道的砂岩油藏堵水及地层中存在暗河、大缝洞的漏失堵漏,应用时能够起到锁水固砂效果,封堵水窜通道,有效封堵大缝洞,从而起到很好的堵水堵漏作用。

凝胶水泥封闭法防治核桃枝干类病害新技术

文章介绍了核桃枝干病害造成的损失及其病害特点;阐述了凝胶水泥封闭法防治核桃枝干病害的技术方法;对该方法的技术成熟度和推广应用前景作了论述。

仿生水泥气凝胶的设计制备与性能分析

针对传统建筑材料高力学性能和高隔热性能难以平衡的矛盾,受到深海墨鱼层-壁结构的启发,通过可控的定向冷冻法诱导水泥水化产物在聚合物溶液中成核形成仿生微结构,制备工艺选择灵活低能耗的冷冻干燥技术,设计并创造定向多孔的新型水泥气凝胶.结果表明,这种水泥气凝胶密度低至15.02 kg/m3,孔隙率高达90.64%,导热系数低至0.020 W/(m·K),同时具有-0.168的负泊松比,高达1 216.88 MPa/(cm-3·g)的比强度等优异的综合性能.在70%应变条件下,钙硅质量比为1.0时,所制备的水泥气凝胶抗压强度达到最大值,为33.89 MPa.此外,水泥气凝胶内部具有曲折的多孔结构,这使其具有良好的吸声性能,噪声衰减系数可达0.8.

搅拌站生产中水泥胶凝材料配比优化措施研究

混凝土作为一种人工制作的混合材料,有着较高的硬度和强度,同时成本低,适合大范围应用。文章研究了搅拌站水泥胶凝材料配比的优化措施,提高了混凝土的质量,有效地保障了工程的建设质量。

掺杂对高胶凝性水泥熟料矿物形成影响的研究进展

高胶凝性水泥熟料矿物体系是制备高性能水泥的关键技术之一。C3S是水泥熟料中最主要的胶凝相,而非硅酸盐类矿物C4A3-S也具有较强的胶凝性。因此提高水泥熟料胶凝性的关键在于熟料中C3S含量及其活性的提高,或在传统硅酸盐水泥熟料矿物体系中引入非硅酸盐类矿物(C4A3-S)。通过探讨化学掺杂对水泥熟料中C3S和C4A3-S矿物的形成及共存的影响,综述了掺杂对高胶凝性水泥熟料矿物形成的影响的研究。

缓凝剂对高胶凝性水泥水化硬化的双临界影响效应

对比不同种类水泥,研究了缓凝剂(蔗糖及葡萄糖)对高胶凝性水泥水化硬化的影响。结果表明,高胶凝性水泥对缓凝剂表现出敏感的反应特性,在合理掺量范围内,使缓凝效果加强,在非正常掺量下,使异常凝结特性加剧,并且掺量范围较传统水泥更窄。水化热也表现出双鞍峰现象,在合理掺量下,水化放热被有效延缓、降低,随着掺量的增加,第一峰被加剧,第二峰被明显削弱,当掺量达一定值时,第二峰的测试时间已经消失,凝结时间表现为促凝,因此,这类缓凝剂对水泥的水化、硬化存在双临界效应,这种效应在高胶凝性水泥中表现更为突出。

钢渣粒度分布对钢渣水泥胶凝性能的影响

为了给钢渣水泥用钢渣粉的颗粒级配优化提供指导,研究了不同研磨时间下钢渣粉的粒度特性以及相应钢渣水泥的胶凝性能,并运用灰色关联分析方法计算了钢渣粉各粒级与钢渣水泥胶砂强度的关联度。结果表明:随着研磨时间的延长,钢渣的比表面积增大,活性增强,从而使钢渣水泥胶砂的抗折强度和抗压强度都得到提高。钢渣粉中小于20μm的颗粒、特别是10～20μm粒级对钢渣水泥胶砂的强度起促进作用,而大于20μm的颗粒对钢渣水泥胶砂的强度起阻碍作用,因此要使钢渣水泥具有更好的胶凝性能,应设法提高-20μm尤其是10～20μm粒级的含量,同时减少+20μm粒级的含量。

水泥复合胶凝材料体系密实填充性能研究

利用密实模型研究了掺超细火山灰质材料的水泥基三元固体颗粒混合料体系的密实填充性能 ,并以浆体相对密度为指标 ,分析了低水胶比条件下火山灰质超细颗粒填充作用对水泥基复合浆体密实性、流动性及胶砂强度的影响 .试验结果表明 :就提高水泥基颗粒体系的堆积密实度而言 ,双掺平均粒径相差较大的超细颗粒材料比单掺更有效 ;采用浆体相对密度指标评价超细火山灰质材料对水泥基复合浆体的密实填充作用是合理且有效的 ;浆体的流动性及胶砂强度随浆体相对密度的提高而增大 ;在低水胶比条件下 ,超细火山灰质材料的密实填充效应更为显著 .

白云岩石粉对水泥胶凝体系力学性能及孔结构的影响

对掺白云岩石粉的水泥胶凝体系的抗折强度、抗压强度以及微观孔结构进行了研究。结果表明:白云石粉的掺入会降低水泥胶凝体系的抗折强度与抗压强度,且掺量越高,强度下降越显著;随着水化的进行,白云岩石粉对水泥胶凝体系的微观孔结构有一定优化作用,表现为有害孔减少、无害孔增加、平均孔径下降,但总孔隙率变化不大。白云岩石粉在水泥胶凝体系中可以起到微集料填充作用,水化活性效应有限。

水泥胶凝砂土动力特性研究

通过室内动三轴试验研究了砂土与水泥胶凝砂土在不同应力条件下的动力变形特性及抗液化特性,结果表明:胶凝材料的掺入显著提高了砂土在动荷载作用下抵抗变形的能力,在较低水泥掺加量条件下,胶凝砂土中砂土的动力特性仍占据主导地位,其动力特性仍可用沈珠江提出的砂土动力黏弹性模型来模拟;胶凝砂土的动模量比砂土大3倍以上,而抗液化动剪应力则为砂土的2倍以上,但初始变形量及累计动残余变形量值均较砂土大幅降低;胶凝作用对低应力状态更为敏感,应力水平越低,胶凝作用对砂土抵抗动力变形能力的提高越显著,随着胶凝材料掺入,浅层砂土已很难发生地震液化,深层砂土的液化破坏主要为变形破坏,但破坏时也累积了较大的动孔隙水压力。

磷渣粉颗粒分布对水泥胶凝体系力学性能的影响

采用激光粒度仪对比表面积分别为340m^2/kg、420m^2/kg、500m^2/kg的磷渣粉颗粒粒度分布特征进行了分析,在此基础上运用灰色关联理论研究了磷渣粉颗粒分布与水泥胶凝体系3d、28d、180d力学性能的内在关联。结果表明:不同比表面积的磷渣粉具有不同的颗粒群粒度分布特征,磷渣粉颗粒分布中粒径大于20μm颗粒与水泥胶凝体系3d、28d抗折强度负关联、与180d抗折强度正关联;粒径小于20μm的磷渣粉颗粒对水泥胶凝体体系各龄期抗压强度均有促进作用,其中1~3μm的颗粒对3d抗压强度促进作用最显著、10~20μm的颗粒对28d、180d抗压强度发展促进显著。

磨细粉煤灰对水泥基复合胶凝材料流变性能及硬化性能的影响

本文主要研究磨细粉煤灰对水泥基复合胶凝材料的流变性能及硬化性能的影响。研究结果表明:磨细粉煤灰较小的颗粒能够弥补水泥粉体颗粒中8μm以下较小颗粒的缺乏,使磨细粉煤灰-水泥复合胶凝颗粒形成良好的级配,在掺量适宜的情况下对复合水泥浆体的流动度会略有改善,但掺量过大,会显著降低复合水泥浆体的流动度;与I级粉煤灰相比,磨细粉煤灰的颗粒粒径更小,火山灰活性更大,火山灰活性对强度的贡献在3 d时开始显现,且随着龄期增长越来越大,能显著提高硬化浆体中后期抗压强度;与抗压强度相比,磨细粉煤灰更利于提高抗折强度,且掺量越大,中后期抗折强度越高。

水泥基复合胶凝材料流变性能

为了获得高性能混凝土内胶凝材料的优化配方 ,制备并测试了一系列试样。对试样的研究采用了均匀设计安排试验点 ,利用流变学原理 ,从流变参数、触变性、经时变化三个方面 ,对水泥基复合胶凝材料的工作性进行了研究。通过分析、比较找到了粉煤灰与矿渣、粉煤灰与硅灰以及矿渣与硅灰复合作为外掺料组成水泥基复合胶凝材料的优化配方 ,为高性能混凝土的配制打下了良好的基础。

镍铁渣—水泥复合胶凝材料化学活化的研究

研究了单组份激发剂氧化钙、水玻璃、硫酸钠对镍铁渣—水泥复合胶凝材料强度及镍铁渣活性的影响,在此基础上,制备了一种高效复合激发剂-HY,并利用XRD、SEM等方法对试样进行分析。研究表明:激发剂能激发镍铁渣的潜在活性,使镍铁渣—水泥复合胶凝材料体系水化硬化后的结构更加致密,其中复合激发剂-HY的激发效果最好,使复合胶凝材料7d、28d抗压强度分别提升了6.0MPa和6.2MPa。

碱激发粉煤灰水泥胶凝体系的水化机理分析

通过在粉煤灰掺量比例为50%的粉煤灰-水泥胶凝体系中加入Na2SO4和碱石灰复合激发进行粉煤灰火山灰活性激发试验,研究粉煤灰-水泥胶凝体系的早期强度,并采用衍射分析和扫描电镜分析硬化浆体的微观结构。研究结果表明:Na2SO4和碱石灰复掺具有明显的活性作用,水泥石早期强度显著提高;水泥石中形成了较多的CSH和AFt,未发现AFm生成,说明加入Na2SO4和碱石灰共同激发可有效破坏粉煤灰的玻璃微珠外壳及硅铝网络结构,可增强粉煤灰的潜在活性。

多因素耦合作用下水泥胶凝材料劣化试验方法和评价指标的探讨

为研究水泥胶凝材料在多因素耦合作用下的劣化情况,首先要拟定多因素耦合作用的试验方法和提出有效的评价指标,试验引用物理场对水泥基建筑物所处的复杂环境进行了系统分析,结合实际工程和试验设备的可操作性,从理论上探讨了切实可行的多因素耦合作用顺序;在对多因素耦合作用下水泥胶凝材料的劣化程度进行试验验证后,给出了适合多因素耦合作用下水泥胶凝材料劣化试验的必备控制条件;基于水泥胶凝材料的劣化机理,从宏观和微观两个角度对多因素耦合作用下水泥胶凝材料劣化效果的评价指标进行了探讨;最终给出了适用于多因素耦合作用下水泥胶凝材料劣化的试验流程。

钢渣-水泥熟料-石膏胶凝体系稳定性的研究

采用压蒸与沸煮试验方法,对钢渣-水泥熟料-石膏胶凝体系稳定性进行试验研究,结果表明:对所构成的三元胶凝体系而言,压蒸法比沸煮法更能敏感的表征其膨胀性;通过对胶凝体系的物相分析和压蒸试样SEM测试,阐述了游离氧化钙、氧化镁及金属铁对体系稳定性的影响规律,获知钢渣-水泥熟料-石膏胶凝体系的膨胀,一方面是由于影响其安定性的不良物相的水化物的堆积反应,另一方面是由于钢渣水化形成的水化物及其孔洞与钢渣中惰性相、水泥水化物粘结弱,结构不致密而导致。

利用油页岩渣制备水泥胶凝材料的实验研究

探讨了利用油页岩渣制备水泥的配方,分别对油页岩渣作为水泥生料以及水泥熟料填料的力学性能进行了实验,结果表明:油页岩渣可作为水泥生料,油页岩渣作为熟料的填料比作为生料效果更好。

水泥乳化沥青复合胶凝材料动态力学性能

研究了不同水泥含量(C/A为0.8、1.0和1.2)的水泥乳化沥青复合胶凝材料(CECM)7d龄期的动态力学性能.采用动态剪切流变仪,对不同复合材料分别在40℃~80℃、0.0159Hz^15.9Hz环境下进行温度扫描试验和频率扫描试验,获得了不同温度和频率下复数模量和相位角的变化规律,以及不同温度时的疲劳性能指标.基于时-温等效原理建立了50℃时不同复合材料的相位角主曲线.结果表明:随着温度的升高,复数模量显著减小,相位角线性增加,粘性特征增强.与矿粉相比,水泥的加入明显地改变了复合材料的粘弹性比例.CECM在相对低频区域具有较好的抗变形能力,且C/A越大,抗变形能力越强,但疲劳性能指标随之降低.相位角主曲线表明在广泛的荷载频率范围内CECM仍具有优异的动态力学性能.研究结果为水泥乳化沥青复合胶凝材料设计和优化提供了参考.