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摘要:采用理论分析与试验研究相结合的方法,系统地开展了低密度复合水泥基固井材料研究.首先,分析了煤层气井固井的特点以及常用的低密度固井水泥浆体系,提出了基于油井水泥与硫铝酸盐复合的"水化协同效应",采用空心玻璃微珠为减轻剂、葡萄糖酸钠为缓凝剂,进而研发低密度复合水泥基固井材料的新思路;然后,按不同比例对油井水泥与硫铝酸盐水泥进行复合,研究复合浆液的流动性、凝结时间、可泵期、抗压强度等基本性能,确定复合水泥浆液基础配方.在此基础上,分析不同加量的空心玻璃微珠及葡萄糖酸钠对基础配方性能的影响,进而研制获得适于煤层气固井的低密度复合水泥基固井材料优化配方.最后,对优化配方的主要性能进行评价.结果表明,所研究的低密度复合水泥基固井材料具有浆液密度较低、流动性好、凝结时间可控、快硬早强、绿色环保等特点....
摘要:在煤层气井固井过程中,由于气井压力低,普通固井水泥浆易漏失并渗入煤储层中,阻塞储层的产气孔隙和通道,降低煤层的产气能力,同时影响固井质量.针对这一问题,需要研究出一种水泥浆体系,平衡地层压力,同时水泥浆需要快速凝固,早期强度较快上升,在较短时间内形成封闭稳定的通道,进而降低对煤层气产气的影响,达到高效固井的目的.同时,油井水泥成本较高,难以获取.因此,研究低成本、高效固井水泥具有重要的意义.通过选用玻璃微珠、PC42.5R型号的普通硅酸盐水泥以及R.SAC42.5型号的硫铝酸盐水泥3种较易获取的材料以不同的比例进行复合,加快其凝结时间,通过对可泵期、初凝时间、终凝时间以及24、48、72 h时间的养护的强度进行测试,围绕煤层气井高效固井的水泥性能的实际需要,对改性低密度复合水泥配方进行初步探究....
摘要:采用截锥圆模法测定不同掺量超细粉体水泥复合浆液的流动度.采用ZNN-D6B型旋转黏度计研究超细玻璃粉和偏高岭土两种超细粉体对水泥净浆流变行为的影响,得到了剪切速率-剪切应力(γ-τ)曲线和剪切速率-表观粘度(γ-μa)曲线,并分别采用宾汉姆模型和赫-巴模型对γ-τ流变曲线进行拟合,得到不同掺量超细玻璃粉-水泥(GP-C)复合浆液和偏高岭土-水泥(MK-C)复合浆液的动切力、塑性粘度、稠度系数和流性指数等流变参数.结果表明:超细粉体的加入降低了复合浆液的流动度.随着掺量的增加,两种复合浆液的宾汉动切力τ0、塑性粘度η、赫-巴动切力τy均逐渐增大,MK-C复合浆液的稠度系数K和流性指数n逐渐减小,GP-C复合浆液的稠度系数K呈现增大-减小-增大的趋势,而流性指数n呈现减小-增大-减小的趋势.所有样本表观粘度μa都随着剪切速率的增大而减小,呈现剪切稀释现象....
摘要:研究黄土的的颗粒组成对铁路既有线路基沉降原因分析及病害整治具有重要的意义.以某铁路既有线路基为研究对象,重点就黄土的颗粒组成对其路基沉降的影响进行试验研究.首先,对研究区轻微沉降段、轻微沉降段及非路基段黄土进行现场取样与形状描述,对其基本物理参数进行测试.然后采用Mastersizer 2000激光粒度分析仪对黄土试样的颗粒组成进行试验研究.最后,对试验结果进行对比分析,探讨黄土的颗粒组成对既有线路基沉降的影响.研究结果表明,沉降段路基土与轻微沉降段路基土以及非路基土在颗粒组成上有较大的差异,颗粒级配曲线较缓,1 ~ 10μm的颗粒较少,砂粒含量大.分析初步认为,在大水漫灌以及列车循环荷载作用下,土体颗粒级配特征易使土体结构破坏,从而可能导致路基沉降....
摘要:普通硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥浆液在地质灾害快速治理工程中具有广阔的应用前景,但复合浆液的流变特性直接影响到应用效果。采用理论分析与试验相结合的方法对不同配合比的普通硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥浆液的流变特性进行了研究。根据试验结果绘制了复合水泥浆液的剪切应力-剪切速率变化曲线;通过测定浆液的表观粘度随时间的变化情况分析了水泥浆液粘度的时变特性。试验结果表明,水灰比对复合水泥浆液的流型有较明显的影响,减水剂对浆液的流型无明显影响,但对浆液的流变参数的数值影响较大,研究结果对于工程应用具有一定的指导意义。...
摘要:研究低温条件对钻井液流变性的影响,对保证在冻土地区天然气水合物钻探安全顺利的开展有着重要的意义.通过对实验室研制出的无固相聚合物钻井液与低固相聚合物钻井液流变性进行对比研究,分析两种不同类型的钻井液低温流变性的变化规律.采用赫-巴模式中的参数对无固相与低固相聚合物钻井液的流变性能进行分析比较.对无固相聚合物钻井液与低固相聚合物钻井液建立了预测黏度与温度关系的数学模型.实测数据验证表明,数学模型拟合度高,可在现场根据不同类型的钻井液采用不同的模型进行分析研究.最后采用扫描电镜对两种体系钻井液的低温流变性进行了微观机理分析....
[专利] 发明专利 CN201810834765.3
成都理工大学 2018-11-06
摘要:本发明公开了一种废橡胶粉改性水泥基灌浆材料,其特征在于,所述灌浆材料包括:水、普通硅酸盐水泥(P.O42.5)、橡胶粉、聚羧酸减水剂(CH‑X)、氯酸钠早强剂(LSN)、聚丙烯纤维(KL)和乳化沥青粘合剂(RH);水灰比:水与普通硅酸盐水泥的重量比为0.5‑0.6;以下质量比为占普通硅酸盐水泥的质量比:橡胶粉质量比为:3‑7%;聚羧酸减水剂质量比为:0.5‑1.5%;氯酸钠早强剂质量比为:2.5‑3.5%;聚丙烯纤维质量比为:0.3‑0.5%;乳化沥青粘合剂质量比为:10%‑30%。本发明的优点在于:新型灌浆材料在振动条件下具有较好的韧性、变形性能以及抗裂性能,对于解决常规水泥基灌浆材料的脆性破坏问题、提高水泥基灌浆材料抵抗振动荷载破坏的能力具有重要的现实意义。
[硕士论文] 徐世桐
地质工程 成都理工大学 2018(学位年度)
摘要:灌浆加固是岩土体改良的重要手段之一,随着中国工程建设的日益发展,所面临的岩土体问题愈加复杂。尤其是在振动荷载情况下,岩土体容易发生较大的变形,一方面影响施工环境的安全,对施工的进展有较大的影响,另一方面对周围其它公共基础设施安全运行产生较大影响。随着中国城市交通建设的日益发展,城市交通运行产生的振动荷载以及施工中产生的荷载对岩土体的影响愈加严重。因此,研究一种可以有效改良岩土体特性,使其对振动荷载有较好的承载能力的灌浆材料,对解决城市建设中的岩土工程问题具有重要意义。
  水泥基灌浆材料所形成的结石体虽然强度较高,但弹性模量高,变形性能小,韧性低。因此,通过对现有水泥基材料进行改性,使其具有较好的施工性能,同时具有较好的振动荷载承载能力,对于市政工程中岩土体的改良加固具有重要的现实意义。
  随着社会的发展,轮胎废弃问题越来越严重。为了充分利用废旧轮胎资源,通过将废旧轮胎制成橡胶粉,从而和其它传统材料复配,制成新的材料是回收利用的有效方法。在资源紧张、环境形势日益严峻的今天,保护环境、合理利用废弃资源(尤其是废旧轮胎)已成为发展趋势。同时,废橡胶粉对水泥基材料的性能有一定的促进作用:一方面,废轮胎橡胶粉的吸水作用对水泥浆的泌水有一定程度的改善;另一方面,橡胶粉较好的弹性作用对形成的水泥结石体的弹性模量、变形性能以及抗裂性能都有一定的促进作用。本文以橡胶粉与普通硅酸盐水泥的混合材料为基础体系,通过添加其它外加剂对水泥的流动性能、凝结时间、变形性能、抗裂性能以及强度特性进行改性,从而研制一种出流动性好,凝结时间可控,并且拥有较好的弹性模量、韧性和变形性能的新型灌浆材料。
  论文的主要研究内容如下:
  (1)结合废橡胶粉自身具有的物理化学性质,选用不同粒度的橡胶粉,在不同水灰比和不同橡胶粉掺量下,对水泥浆和水泥结石的性能进行实验研究,分析废橡胶粉对普通硅酸盐水泥基灌浆材料性能的影响规律。在此基础上,筛选适宜的外加剂,对橡胶粉水泥基材料进行改性研究。
  (2)找出简便实用的表面处理方法,对废橡胶粉表面进行表面处理。表面处理过后的橡胶粉与水泥结石的界面的胶结力更强,能够有效减少因橡胶粉掺入引起水泥基材料的强度损失。
  (3)通过使用扫描电镜(SEM)分析手段,观察对比不同的水泥基材料的微观结构。使用Image Pro Plus图像分析软件,对所生成的SEM图像进行除噪、锐化、设置阈值并进行黑白二值化定量分析,从而得出微观参数,定性和定量分析废橡胶粉水泥基材料的微观特征。
  论文着重研究了不同掺量和粒度的废橡胶粉对不同水灰比的普通硅酸盐体系的影响规律,筛选出较为合适的水灰比和橡胶粉掺量与粒度。通过使用外加剂,对水泥基材料进行改性,并对废橡胶粉进行表面处理,增强该水泥基材料体系的整体性。最后,对所研究的橡胶粉水泥基灌浆材料进行性能评价和微观特征分析。所研制出的橡胶粉水泥基灌浆材料具有流动性能好、凝结时间适宜、结石体强度较高、韧性和变形特性满足工程的抗振性要求等特点,能够有效解决城市交通建设中面临的岩土体在振动工况下的变形破坏问题。该研究成果为应对交通发展建设中的动载破坏问题提供了解决方案。同时,对新型灌浆材料的研究,具有借鉴意义与参考价值。
摘要:普通硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥浆液在地质灾害快速治理工程中具有广阔的应用前景,但复合浆液的流变特性直接影响到应用效果。采用理论分析与试验相结合的方法对不同配合比的普通硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥浆液的流变特性进行了研究。根据试验结果绘制了复合水泥浆液的剪切应力-剪切速率变化曲线;通过测定浆液的表观粘度随时间的变化情况分析了水泥浆液粘度的时变特性。试验结果表明,水灰比对复合水泥浆液的流型有较明显的影响,减水剂对浆液的流型无明显影响,但对浆液的流变参数的数值影响较大,研究结果对于工程应用具有一定的指导意义。
[专利] 发明专利 CN201610206720.2
成都理工大学 2016-08-17
摘要:本发明公开了一种快硬早强型纳米复合水泥基堵水加固材料,组成原料包括普通硅酸盐水泥(P.O42.5)、硫铝酸盐水泥(R.SAC42.5)、纳米SiO2、碳酸锂(Li2CO3)、氢氧化钠(NaOH),减水剂(JSS),其他为水;原料组成为:普通硅酸盐水泥(P.O42.5)与硫铝酸盐水泥(R.SAC42.5)的重量比为4:6,复合水泥浆液的水灰比(W/C)为0.45,纳米SiO20.10%、碳酸锂(Li2CO3)0.01%、氢氧化钠(NaOH)0.50%、减水剂(JSS)0.30%,其他为水。本发明的堵水加固材料外加剂掺量低、初始流动性好、终凝时间在10min以内,初终凝间隔时间在3min以内,24h抗压强度达25MPa以上。新型堵水加固材料在复杂地层钻探护壁堵漏、喷射混凝土、堵漏止水、动水灌浆、帷幕防渗及宽大裂缝加固处理工程领域具有广阔应用前景。
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