通過研究200℃超高溫環(huán)境下2種不同目數(shù)硅砂以及微硅等外摻料加量和配比對水泥石礦物成分及物理力學(xué)性能的影響,發(fā)現(xiàn)優(yōu)化顆粒級配可以顯著提高水泥石7 d抗壓強度,同時提高SiO₂總加量可以明顯改善30 d長期強度。經(jīng)過優(yōu)化后的2套配方30d抗壓強度達到40 MPa以上,水測滲透率低于2×10^–6μm²。通過分析該兩套配方物理力學(xué)性能在30 d內(nèi)物理力學(xué)性能及微觀結(jié)構(gòu)成分隨養(yǎng)護時間的演化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)水泥石礦物成分及礦物結(jié)晶狀態(tài)在7 d至30 d基本沒有變化,但微觀結(jié)構(gòu)有粗化現(xiàn)象,從而導(dǎo)致其抗壓強度、彈性模量等力學(xué)性能隨時間降低,水測滲透率隨時間近乎線性增長。 

【文章來源】：硅酸鹽學(xué)報. 2020,48(11)北大核心

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

配方1～6水泥石養(yǎng)護7 d后的XRD譜

水泥石不同養(yǎng)護周期SEM背散射圖像對比

配方7～9的物理力學(xué)性能測試結(jié)果如表6所示。對比表5測試結(jié)果，可見相似配方水泥石30 d長期養(yǎng)護試樣較7 d短期養(yǎng)護試樣氣測(克氏)滲透率有所上升，抗壓強度更是顯著降低。說明在200℃超高溫環(huán)境，高含Si O2的硅酸鹽水泥仍然可能發(fā)生長期強度衰退問題。由表6還可以看出各配方水測滲透率值遠低于氣測滲透率(前者約為后者的1/8～1/18)，這與之前的研究結(jié)果相似[16,18]，主要是由于水泥石在干燥過程中水化產(chǎn)物失去水分，微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生粗化造成。此外，實驗結(jié)果顯示各配方水測滲透率值差別極小，但氣測滲透率值則差別較大，這可能是因為不同水化產(chǎn)物在干燥過程中結(jié)構(gòu)粗化程度不一致造成的。由于水泥石氣測滲透率測試結(jié)果可能受到干燥方法和干燥程度的影響，水測滲透率更能準(zhǔn)確代表原配方的滲透性。雖然配方7～9的水測滲透率值幾乎完全一致，但其抗壓強度和楊氏模量差別巨大。對比成分相似的配方8和9，發(fā)現(xiàn)后者通過略微提高200目粗硅砂加量，抗壓強度和彈性模量分別提高了74%和55%。各配方代表性應(yīng)力–應(yīng)變測試曲線如圖2所示，可見樣品發(fā)生破壞時最大軸向應(yīng)變在0.5%～0.7%之間，最大橫向膨脹約為0.1%～0.2%。配方7～9水泥石XRD譜如圖3所示�？梢娫陴B(yǎng)護30 d之后各配方仍然有未反應(yīng)的硅砂剩余，水化產(chǎn)物中以晶體型雪硅鈣石和硬硅鈣石為主，無定型C-S-H凝膠含量極少。雖然各配方基體材料配比設(shè)計不一致，但養(yǎng)護30 d之后XRD譜差別很小。尤其是配方7和配方9譜幾乎完全重疊。根據(jù)峰值大小判斷，相對于其它兩套配方，配方8雪硅鈣石含量略低，硬硅鈣石含量略高，這可能是導(dǎo)致其強度和彈性模量等力學(xué)性能較低的原因之一。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]微硅水泥體系的開發(fā)及其現(xiàn)場應(yīng)用研究[D]. 柳世杰.西南石油大學(xué) 2012



本文編號：3000648