含早强剂的矿物掺合料在水泥体系中的作用机理研究

吉林油田针对1000m以下调整井固井中存在的问题,使用由低温降失水早强剂dwaⅱ配制成的早强抗窜水泥浆,该体系在保证水泥浆高流动性和良好顶替效率的同时,解决了水泥浆失水量大、凝结时间长、渗透率高、早期强度低等问题,提高了固井质量。在室内用红外光谱、紫外光谱、扫描电镜、zeta电位测试、x射线衍射、显微照相、孔隙结构测试和渗透率测试等分析手段和技术,对dwaⅱ进行了微观测试研究和作用机理探讨。dwaⅱ是由大分子经过化学手段变成的中、小分子的共聚物,在水泥浆中能充分伸展,分子链上带有多个强吸附基团和强水化基团,它们能与水泥颗粒以氢键、静电力、分子间力进行吸附,且吸附量大,吸附层多;dwaⅱ加入水泥浆后,在同龄期内液相中的ca2+、oh-、so42-等离子浓度增加,ca(oh)2和caso4的饱和系数增大,浆体迅速处于过饱和状态,所以dwaⅱ水泥浆在同龄期内水化产物的结晶、沉淀反应进行得早,促使结晶—沉淀过程进行得更充分、更完善;因此dwaⅱ改善了水泥颗粒的电性质、吸附性能、水化性能、渗透性能

　　　　　　　　　　　　　　 粉煤灰综合利用 flyashcomprehensiveutilization 　 2006　no.3 试验研究 复合矿物掺合料在水泥中水化机理的试验研究 studyonthehydrationmechanismofmineralcompositeadmixturesincement 张月星,陆文雄,王　律,乔　燕 (上海大学化学系,上海市　200444) 　　摘　要:通过比较复合矿物掺合料净浆与基准水泥净浆的sem形貌差别来研究复合掺合料的水化机理。并采用差 示扫描量热法(dsc)通过对其吸热峰的峰高和峰面积的分析进而对体系中水泥水化产物的成分进行了验证,从而揭示 胶凝体系的水化反应机理。 关键词:复合矿物掺合料;水化机理;粉煤灰;坍落度

建材发展导向 2018年第02期30 1　矿物掺合料 1.1　矿物掺合料的定义 矿物掺合料是指在水泥净浆，砂浆和混凝土拌制前或拌制 过程中，即制备高性能胶凝材料过程中掺入的天然或人工的粉 末状矿物质，能够减少水泥用量并有效改善材料性能。 1.2　矿物掺合料的分类 按照性质和组成，可将矿物掺合料分为三类：（1）具有胶 凝性的矿物掺合料。这类矿物掺合料能够在物理、化学作用下， 将流动的浆体变成坚固的石状体，并能胶结其他物料，从而制 成具有一定机械强度的复合固体的物质，比如高炉矿渣等。不 仅含有大量的氧化钙，还有一定的二氧化硅和三氧化二铝等活 性物质。（2）具有火山灰活性的矿物掺合料。这类矿物掺合料 含有少量的氧化钙，但含有大量具有活性的二氧化硅和三氧化 二铝，如粉煤灰等。它们能够与水泥的水化产物氢氧化钙再进 行一次水化反应，从而得到具有胶凝性质的水化产物。（3）既 具有胶凝

骨料、矿物掺合料

为缩短深水低温固井候凝时间,开展了锂盐早强剂对油井水泥低温水化能力和性能影响的研究。结果表明,锂盐早强剂通过加快水化保护膜破裂使水化诱导期缩短的方式提高油井水泥中c3s、c2s低温水化能力,从而明显缩短油井水泥的低温稠化时间,提高低温抗压强度,并且对水泥浆初始稠度无影响,表现出优异的低温早强功效。锂盐早强剂对油井水泥的水化产物类型无影响,水化产物主要为硅酸钙凝胶、ca(oh)2晶体和少量钙钒石aft晶体,与单纯油井水泥水化产物一致,但水化产物的微观结构较常规水泥石致密。

以甲酸钙、硫酸铁及晶胚为主要组分,应用正交设计方法安排试验,配制了无碱早强剂,其组成比例为4∶5∶3(甲酸钙∶晶胚∶硫酸铁)。对该早强剂早强效果进行了检验,受检混凝土比基准混凝土的1d、3d、7d及28d强度提高分别为54%、47%、39%、31%。利用xrd方法分析了掺加该早强剂的水泥水化产物组成,对水泥石中未水化的c3s及c2s与氢氧化钙、钙矾石数量进行对比。在此基础上,结合早强剂中各组分作用,进一步分析了该早强剂的早强作用机理。

利用xrd及sem微观测试结果分析了速凝剂和水泥适应性问题的原因及速凝剂促凝机理.研究结果表明:(1)水泥中石膏形态和速凝剂中的naalo2含量对速凝剂的促凝效果具有决定性作用;(2)对于以铝氧熟料为主的高碱速凝剂而言,大量aft的生成是促凝的主要原因.同时,naoh的激发作用及ca(oh)2晶体作为中间产物提高浆体早期的固相比例,使浆体失去可塑性,也有助于水泥浆体速凝.

通过胶砂试验,研究比较了磨细花岗岩石粉、磷矿粉及粉煤灰三者不同掺合料的需水量比、活性指数及复合后的需水量比和活性指数.

矿物掺合料在高性能混凝土中的应用——通过室内试验研究了在混凝土中掺入粉煤灰和矿渣粉来达到降低混凝土内部的水化热温升，改善混凝土工作性能，增进后期强度，同时，改善混凝土的内部结构，提高其耐久性，从而实现客专混凝土的高性能化。　　

低热水泥中石膏的作用机理研究

矿物掺合料.pptx

采用旋转黏度计和流动度仪分别研究了超细粉煤灰、硅灰、mgo膨胀剂、羟丙基甲基纤维素醚和黄原胶、聚羧酸系减水剂和萘系减水剂对超细水泥流变性能的影响规律。结果表明,w/c=0.6时超细水泥浆体的屈服应力和塑性黏度分别为11.32pa和15.22×10-2pa.s,掺加20%超细粉煤灰后屈服应力和塑性黏度分别增大为18.65pa和23.71×10-2pa.s,掺加10%硅灰后增大为47.75pa和47.32×10-2pa.s;mgo膨胀剂的掺入增大了浆体的屈服力和塑性黏度,活性越高,流变性越差;羟丙基甲基纤维素醚的保水增稠效果优于黄原胶;掺加减水剂降低了浆体的屈服力和塑性黏度,聚羧酸系减水剂的减水效果优于萘系减水剂;通过减水剂和增黏剂的配合使用,可以得到流动性优良且不泌水的浆液。

采用nxs-11a型旋转黏度计分别研究了矿物掺合料、增黏剂和高效减水剂的种类和掺量对水泥浆体流变性能的影响规律。结果表明:矿物掺合料、增黏剂、高效减水剂的掺入并未改变浆体的流变特性,其体系仍属于宾汉姆体,τ=τ_1+ηds,但是在一定程度上改变了浆体的流变参数;与矿物掺合料相比,增黏剂、高效减水剂对水泥浆体流变性能的影响更为显著。

zq复合型外加剂是一种不含钾钠离子的混凝土复合早强剂,通过对掺加zq前后混凝土的物理和力学性能的对比测试,表明掺入zq早强剂的混凝土在工作性、力学性能、耐久性等方面比基准混凝土有较大的改善和提高。通过微观检测手段,分析了水泥石各龄期的水化产物,并结合水泥水化动力学、胶体分散体系的稳定性以及中心质假说等理论对早强作用机理进行了分析。

在水泥生产中助磨剂的作用机理及效益

试验将废弃粘土砖块粉磨后,作为替代性矿物掺合料使用,以研究其应用于混凝土生产的可行性。通过胶砂试验及混凝土试验将磨细砖粉在不同比率(25%、50%、75%及100%)下取代粉煤灰,来探明其水化活性情况及形成其最佳的取代比例,同时利用强度激发技术对磨细砖粉进行二次水化反应激发,形成磨细砖粉取代粉煤灰使用的性能优化方案。

矿物掺合料对水泥基材料力学性能影响的实验研究 摘要：本文以掺合料种类及掺量为主要考察因素，以抗压强度和腐蚀后的对 比强度为指标进行试验研究，确定了矿物掺合料的合理使用方法与用量，以期对 实际工程应用加以指导。 关键词：水泥净浆硅灰粉煤灰矿渣抗压强度抗腐蚀性 0前言 试验研究了硅酸盐水泥中掺入硅灰、硅灰和粉煤灰、硅灰和矿渣等混合材料 对水泥净浆性能的影响。研究结果表明，在硅酸盐水泥中掺加硅灰、粉煤灰和矿 渣等混合材料可以改善水泥净浆的综合性能。矿物混合材料的复合掺入比单独掺 入能更好地改善水泥净浆的抗侵蚀性能。掺矿物掺合料水泥净浆的后期强度可以 达到较高的水平，水泥净浆抗压强度和抗腐蚀性能不仅取决于矿物掺合料的水泥 取代分数，也取决于硅灰和粉煤灰及矿渣的掺配比例。 1原材料 本课题所研究的水泥净浆是由水泥、矿物掺合料（硅灰、粉煤灰、矿渣）及 水按一定配比配制而成

为了改善混凝土的抗腐蚀性能,提高混凝土耐久性,向混凝土中掺入粉煤灰、矿粉等矿物掺合料,进行混凝土流动性、坍落度损失、抗冻、抗渗、抗硫酸盐侵蚀、抗氯离子侵蚀的性能试验研究。结果表明:矿物掺合料能够提高混凝土的流动性,改善混凝土工作性能。掺入矿物掺合料能够改善混凝土抗冻及抗渗性能,提高混凝土抗硫酸盐、抗氯离子等有害离子的侵蚀性能。大掺量矿粉的掺入对混凝土工作性能及耐久性能的改善效果比单掺粉煤灰的改善效果要好。

通过实验方法筛选出能提高固井质量和油井寿命的复合型早强剂水泥浆体系,保证了水泥浆形成早期强度,有效控制失水量,改善水泥浆流变性能,利于紊流顶替。经过现场试验证明该项研究成果完全能够满足现场施工要求和提高固井质量要求。

研究发现，在含微量氟的ｃａｏ－ａｌ２ｏ３－ｓｉｏ２－ｂａｓｏ４系统中，于１２００－１３５０℃合成的含钡硫铝酸盐熟料，对低标号水泥具有促进凝绪提高早强的作用，将其与有机物复合后可制备一种对水泥早，后期强度具有显著增强作用的新型低碱度复合早强剂。

微膨胀性能作为锚固砂浆材料的一个重要性能指标,对结构构件的安全稳定发挥着重要作用,而许多现有砂浆材料往往过于重视强度和流动度等指标,忽视了砂浆自身微膨胀的作用影响。文章着重从在水泥基锚固砂浆材料中外加矿物掺合料(石膏、铝矾土)入手,在满足凝结时间和流动度等指标条件下,通过试验测定分析不同掺量、细度和配比下砂浆的膨胀性能,以达到改善锚固材料性能之目的,结果显示通过控制矿物掺合料,砂浆可以获得早期微膨胀、后期微膨胀稳定的性能。

摘要：采用片麻岩石粉、玄武岩石粉、花岗岩石粉和石灰石粉，分别与粉煤灰、矿渣粉复合，研究了复合矿物掺合料对水泥胶砂流动性和抗压强度的影响。结果表明：掺不同种类岩石粉的水泥胶砂流动度不相同，掺片麻岩石粉的流动度较小，掺粉煤灰对片麻岩石粉的流动性有所改善。粉煤灰在掺量较小的情况下，不同岩石粉对粉煤灰的敏感度不一样，玄武岩石粉的敏感度最大。