含早強劑的礦物摻合料在水泥體系中的作用機理研究

吉林油田針對1000m以下調(diào)整井固井中存在的問題,使用由低溫降失水早強劑dwaⅱ配制成的早強抗竄水泥漿,該體系在保證水泥漿高流動性和良好頂替效率的同時,解決了水泥漿失水量大、凝結(jié)時間長、滲透率高、早期強度低等問題,提高了固井質(zhì)量。在室內(nèi)用紅外光譜、紫外光譜、掃描電鏡、zeta電位測試、x射線衍射、顯微照相、孔隙結(jié)構(gòu)測試和滲透率測試等分析手段和技術,對dwaⅱ進行了微觀測試研究和作用機理探討。dwaⅱ是由大分子經(jīng)過化學手段變成的中、小分子的共聚物,在水泥漿中能充分伸展,分子鏈上帶有多個強吸附基團和強水化基團,它們能與水泥顆粒以氫鍵、靜電力、分子間力進行吸附,且吸附量大,吸附層多;dwaⅱ加入水泥漿后,在同齡期內(nèi)液相中的ca2+、oh-、so42-等離子濃度增加,ca(oh)2和caso4的飽和系數(shù)增大,漿體迅速處于過飽和狀態(tài),所以dwaⅱ水泥漿在同齡期內(nèi)水化產(chǎn)物的結(jié)晶、沉淀反應進行得早,促使結(jié)晶—沉淀過程進行得更充分、更完善;因此dwaⅱ改善了水泥顆粒的電性質(zhì)、吸附性能、水化性能、滲透性能

　　　　　　　　　　　　　　 粉煤灰綜合利用 flyashcomprehensiveutilization 　 2006　no.3 試驗研究 復合礦物摻合料在水泥中水化機理的試驗研究 studyonthehydrationmechanismofmineralcompositeadmixturesincement 張月星,陸文雄,王　律,喬　燕 (上海大學化學系,上海市　200444) 　　摘　要:通過比較復合礦物摻合料凈漿與基準水泥凈漿的sem形貌差別來研究復合摻合料的水化機理。并采用差 示掃描量熱法(dsc)通過對其吸熱峰的峰高和峰面積的分析進而對體系中水泥水化產(chǎn)物的成分進行了驗證,從而揭示 膠凝體系的水化反應機理。 關鍵詞:復合礦物摻合料;水化機理;粉煤灰;坍落度

建材發(fā)展導向 2018年第02期30 1　礦物摻合料 1.1　礦物摻合料的定義 礦物摻合料是指在水泥凈漿，砂漿和混凝土拌制前或拌制 過程中，即制備高性能膠凝材料過程中摻入的天然或人工的粉 末狀礦物質(zhì)，能夠減少水泥用量并有效改善材料性能。 1.2　礦物摻合料的分類 按照性質(zhì)和組成，可將礦物摻合料分為三類：（1）具有膠 凝性的礦物摻合料。這類礦物摻合料能夠在物理、化學作用下， 將流動的漿體變成堅固的石狀體，并能膠結(jié)其他物料，從而制 成具有一定機械強度的復合固體的物質(zhì)，比如高爐礦渣等。不 僅含有大量的氧化鈣，還有一定的二氧化硅和三氧化二鋁等活 性物質(zhì)。（2）具有火山灰活性的礦物摻合料。這類礦物摻合料 含有少量的氧化鈣，但含有大量具有活性的二氧化硅和三氧化 二鋁，如粉煤灰等。它們能夠與水泥的水化產(chǎn)物氫氧化鈣再進 行一次水化反應，從而得到具有膠凝性質(zhì)的水化產(chǎn)物。（3）既 具有膠凝

骨料、礦物摻合料

為縮短深水低溫固井候凝時間,開展了鋰鹽早強劑對油井水泥低溫水化能力和性能影響的研究。結(jié)果表明,鋰鹽早強劑通過加快水化保護膜破裂使水化誘導期縮短的方式提高油井水泥中c3s、c2s低溫水化能力,從而明顯縮短油井水泥的低溫稠化時間,提高低溫抗壓強度,并且對水泥漿初始稠度無影響,表現(xiàn)出優(yōu)異的低溫早強功效。鋰鹽早強劑對油井水泥的水化產(chǎn)物類型無影響,水化產(chǎn)物主要為硅酸鈣凝膠、ca(oh)2晶體和少量鈣釩石aft晶體,與單純油井水泥水化產(chǎn)物一致,但水化產(chǎn)物的微觀結(jié)構(gòu)較常規(guī)水泥石致密。

以甲酸鈣、硫酸鐵及晶胚為主要組分,應用正交設計方法安排試驗,配制了無堿早強劑,其組成比例為4∶5∶3(甲酸鈣∶晶胚∶硫酸鐵)。對該早強劑早強效果進行了檢驗,受檢混凝土比基準混凝土的1d、3d、7d及28d強度提高分別為54%、47%、39%、31%。利用xrd方法分析了摻加該早強劑的水泥水化產(chǎn)物組成,對水泥石中未水化的c3s及c2s與氫氧化鈣、鈣礬石數(shù)量進行對比。在此基礎上,結(jié)合早強劑中各組分作用,進一步分析了該早強劑的早強作用機理。

利用xrd及sem微觀測試結(jié)果分析了速凝劑和水泥適應性問題的原因及速凝劑促凝機理.研究結(jié)果表明:(1)水泥中石膏形態(tài)和速凝劑中的naalo2含量對速凝劑的促凝效果具有決定性作用;(2)對于以鋁氧熟料為主的高堿速凝劑而言,大量aft的生成是促凝的主要原因.同時,naoh的激發(fā)作用及ca(oh)2晶體作為中間產(chǎn)物提高漿體早期的固相比例,使?jié){體失去可塑性,也有助于水泥漿體速凝.

通過膠砂試驗,研究比較了磨細花崗巖石粉、磷礦粉及粉煤灰三者不同摻合料的需水量比、活性指數(shù)及復合后的需水量比和活性指數(shù).

礦物摻合料在高性能混凝土中的應用——通過室內(nèi)試驗研究了在混凝土中摻入粉煤灰和礦渣粉來達到降低混凝土內(nèi)部的水化熱溫升，改善混凝土工作性能，增進后期強度，同時，改善混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高其耐久性，從而實現(xiàn)客專混凝土的高性能化?！　?/p>

低熱水泥中石膏的作用機理研究

礦物摻合料.pptx

采用旋轉(zhuǎn)黏度計和流動度儀分別研究了超細粉煤灰、硅灰、mgo膨脹劑、羥丙基甲基纖維素醚和黃原膠、聚羧酸系減水劑和萘系減水劑對超細水泥流變性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明,w/c=0.6時超細水泥漿體的屈服應力和塑性黏度分別為11.32pa和15.22×10-2pa.s,摻加20%超細粉煤灰后屈服應力和塑性黏度分別增大為18.65pa和23.71×10-2pa.s,摻加10%硅灰后增大為47.75pa和47.32×10-2pa.s;mgo膨脹劑的摻入增大了漿體的屈服力和塑性黏度,活性越高,流變性越差;羥丙基甲基纖維素醚的保水增稠效果優(yōu)于黃原膠;摻加減水劑降低了漿體的屈服力和塑性黏度,聚羧酸系減水劑的減水效果優(yōu)于萘系減水劑;通過減水劑和增黏劑的配合使用,可以得到流動性優(yōu)良且不泌水的漿液。

采用nxs-11a型旋轉(zhuǎn)黏度計分別研究了礦物摻合料、增黏劑和高效減水劑的種類和摻量對水泥漿體流變性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明:礦物摻合料、增黏劑、高效減水劑的摻入并未改變漿體的流變特性,其體系仍屬于賓漢姆體,τ=τ_1+ηds,但是在一定程度上改變了漿體的流變參數(shù);與礦物摻合料相比,增黏劑、高效減水劑對水泥漿體流變性能的影響更為顯著。

zq復合型外加劑是一種不含鉀鈉離子的混凝土復合早強劑,通過對摻加zq前后混凝土的物理和力學性能的對比測試,表明摻入zq早強劑的混凝土在工作性、力學性能、耐久性等方面比基準混凝土有較大的改善和提高。通過微觀檢測手段,分析了水泥石各齡期的水化產(chǎn)物,并結(jié)合水泥水化動力學、膠體分散體系的穩(wěn)定性以及中心質(zhì)假說等理論對早強作用機理進行了分析。

在水泥生產(chǎn)中助磨劑的作用機理及效益

試驗將廢棄粘土磚塊粉磨后,作為替代性礦物摻合料使用,以研究其應用于混凝土生產(chǎn)的可行性。通過膠砂試驗及混凝土試驗將磨細磚粉在不同比率(25%、50%、75%及100%)下取代粉煤灰,來探明其水化活性情況及形成其最佳的取代比例,同時利用強度激發(fā)技術對磨細磚粉進行二次水化反應激發(fā),形成磨細磚粉取代粉煤灰使用的性能優(yōu)化方案。

礦物摻合料對水泥基材料力學性能影響的實驗研究 摘要：本文以摻合料種類及摻量為主要考察因素，以抗壓強度和腐蝕后的對 比強度為指標進行試驗研究，確定了礦物摻合料的合理使用方法與用量，以期對 實際工程應用加以指導。 關鍵詞：水泥凈漿硅灰粉煤灰礦渣抗壓強度抗腐蝕性 0前言 試驗研究了硅酸鹽水泥中摻入硅灰、硅灰和粉煤灰、硅灰和礦渣等混合材料 對水泥凈漿性能的影響。研究結(jié)果表明，在硅酸鹽水泥中摻加硅灰、粉煤灰和礦 渣等混合材料可以改善水泥凈漿的綜合性能。礦物混合材料的復合摻入比單獨摻 入能更好地改善水泥凈漿的抗侵蝕性能。摻礦物摻合料水泥凈漿的后期強度可以 達到較高的水平，水泥凈漿抗壓強度和抗腐蝕性能不僅取決于礦物摻合料的水泥 取代分數(shù)，也取決于硅灰和粉煤灰及礦渣的摻配比例。 1原材料 本課題所研究的水泥凈漿是由水泥、礦物摻合料（硅灰、粉煤灰、礦渣）及 水按一定配比配制而成

為了改善混凝土的抗腐蝕性能,提高混凝土耐久性,向混凝土中摻入粉煤灰、礦粉等礦物摻合料,進行混凝土流動性、坍落度損失、抗凍、抗?jié)B、抗硫酸鹽侵蝕、抗氯離子侵蝕的性能試驗研究。結(jié)果表明:礦物摻合料能夠提高混凝土的流動性,改善混凝土工作性能。摻入礦物摻合料能夠改善混凝土抗凍及抗?jié)B性能,提高混凝土抗硫酸鹽、抗氯離子等有害離子的侵蝕性能。大摻量礦粉的摻入對混凝土工作性能及耐久性能的改善效果比單摻粉煤灰的改善效果要好。

通過實驗方法篩選出能提高固井質(zhì)量和油井壽命的復合型早強劑水泥漿體系,保證了水泥漿形成早期強度,有效控制失水量,改善水泥漿流變性能,利于紊流頂替。經(jīng)過現(xiàn)場試驗證明該項研究成果完全能夠滿足現(xiàn)場施工要求和提高固井質(zhì)量要求。

研究發(fā)現(xiàn)，在含微量氟的ｃａｏ－ａｌ２ｏ３－ｓｉｏ２－ｂａｓｏ４系統(tǒng)中，于１２００－１３５０℃合成的含鋇硫鋁酸鹽熟料，對低標號水泥具有促進凝緒提高早強的作用，將其與有機物復合后可制備一種對水泥早，后期強度具有顯著增強作用的新型低堿度復合早強劑。

微膨脹性能作為錨固砂漿材料的一個重要性能指標,對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全穩(wěn)定發(fā)揮著重要作用,而許多現(xiàn)有砂漿材料往往過于重視強度和流動度等指標,忽視了砂漿自身微膨脹的作用影響。文章著重從在水泥基錨固砂漿材料中外加礦物摻合料(石膏、鋁礬土)入手,在滿足凝結(jié)時間和流動度等指標條件下,通過試驗測定分析不同摻量、細度和配比下砂漿的膨脹性能,以達到改善錨固材料性能之目的,結(jié)果顯示通過控制礦物摻合料,砂漿可以獲得早期微膨脹、后期微膨脹穩(wěn)定的性能。

新型SAF減水劑及其作用機理研究