超细粉煤灰的制备、性能及在固井水泥浆中的应用研究

发布时间：2020-10-31 16:58

　　 超细粉煤灰具有良好的活性效应、微集料效应和形态效应,并且生产成本低廉,正日益成为一种应用广泛的高性能水泥混凝土外掺料,但目前超细粉煤灰在固井水泥浆中研究应用较少。固井水泥浆和高性能混凝土虽然在使用环境、性能要求与构成组分上有很大区别,但是借助于已有的科研成果,再结合固井工程特点,分析比较超细粉煤灰在二者之中使用的差异,对其理化性能加以完善,使其能够应用于设计非常规密度固井水泥浆体系,这具有十分重大的意义。本文通过实验优选出品质较好的筑成II级粉煤灰作为制备超细粉煤灰的原料,采用半终粉磨工艺制备出三种不同粒径的超细粉煤灰FA2、FA1和UFA,经过研究超细粉煤灰的粒径分布、颗粒形貌、矿物组成等性能以及超细粉煤灰对常规密度水泥浆流变性和抗压强度性能的影响,最后确定超细粉煤灰UFA具有最好的综合性能,但其抗压强度性能仍存在不足,而且存在掺量限制,需要加以完善。根据材料复合原理和紧密堆积理论,选择矿渣和海泡石来改善超细粉煤灰的性能,以发挥优势互补效应,最终通过实验确定出三者之间的最佳比例为UFA:矿渣:海泡石=3:4.125:0.375,并据此得到增强材料UB,其中位粒径为6.33μm。根据混凝土设计技术原理,利用增强材料UB分别设计出密度为1.2g/cm3～1.4g/cm3的高强低密度水泥浆和密度为2.6 g/cm3的高温高密度水泥浆,并分别评价了水泥浆的各项性能,实验结果表明:高强低密度水泥浆具有较好的流变性、沉降稳定性,水泥石强度发展快,48h抗压强度全部超过14MPa,并且水泥石渗透率极低,稠化过渡时间短,具有良好的综合性能;高温高密度水泥浆流动度高,水灰比低,沉降稳定性好,24h抗压强度达到14MPa以上,稠化过渡时间短,具有良好的综合性能。
【学位单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TQ536;TE256.6
【部分图文】：

图３－１崇辉灰３０００?

煤灰进行水泥浆的性能测试，从中优选出适合作为制备超细粉煤灰的原材料。??（１）颗粒形貌??ｎ??｜，的：?时＊？驗?Ｓ＾Ａ－ＳＥＩ?Ｃ？．？Ｍｒ２０ｉｅ?ＢＷ?｜｜?ＥＭＴ？２０００ＩＶ?Ｓ＾Ａ．ＳＥｌ?０？？?１４ｌｔｅ？１？?ｆｆｆｆｆ?＇??１?Ｗ０？?？５ｎｗｉ?Ｍａｇ？?３．００ＫＸ?ｒｎ＊?１６：３６２３?｜｜｜｜｜｜?卜？：?ＷＯ？？２０？ｎｍ?ｋｔａｇ－?５００ＫＸ?Ｔｋｍ：１４？２２２?［｜｜｜｜｜??图３－１崇辉灰３０００?图３－２筑成灰?５０００??图３－１为崇辉灰放大３０００倍后的扫描电镜图，图３－２为筑成灰放大５０００倍后的扫描电??１１??

工艺流程：首先将筑成灰直接送入气流分级机，通过改变分级机的转速、进气量等??参数选出的合格细灰由布袋除尘器收集为成品，选出的粗灰再送入球磨机粉磨，出磨后??的粉煤灰再与原普通粉煤灰一道进入分级机形成二次分选。其工艺流程如图３－４所示。??＊ｉＳ４ｔｉｉ５３－Ｈｉ???选粉机緣??细粉吻?同??—￣?！??Ｗ?Ｅａ＿Ｊ?！??Ｙ?Ｘｊ?｜??＼?ｑ磨机［）〇ｎ??图３－４超细粉煤灰制备工艺流程示意图??３．２超细粉煤灰的基本性能研究??３．２．１粒度分布??表３－３为制备的三种超细粉煤灰的粒径特征值，超细粉煤灰ＦＡ２、ＦＡ１和ＵＦＡ的粒??径分布曲线依次分别见附录４、附录５和附录６。??表３－３超细粉煤灰粒径特征值??￣￣￣?粒径区间体积分数（％）??粒径分布〇ｘｍ）????ＦＡ２?ＦＡ１?ＵＦＡ??０．１?？１?０?１．６７?１０．７９??１?？３．９?１．８２?２３．３５?７９．５４??３．９?？１０．１?３１．８６?４３．２０?９．１６??１０．１?？３４．３?５１．７６?２６．２４?０．５１??３４．３?？７７．３?１０．４６?２．９７?０．００??７７．３?？１５２．５?３．５４?１．４２?０．００??中位径（Ｄ５〇，?ｐｍ）?１０．８?６．９９?２．０１??由以上实验数据可知，制备出的三种超细粉煤灰ＦＡ２、ＦＡ１和ＵＦＡ的中位粒径依次??分别为?１０．８｜ｉｍ、６．９９ｐｍ?和?２．０１ｎｍ，?Ｄ￡ｌ０｜ｉｍ?颗粒的含量依次为：３３．６８％、６８．２２％、??９９．４９％。而粉煤灰的活性与粉煤灰中１０哗以下颗粒的含量呈正相关
【参考文献】

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1 刘慧婷;刘硕琼;齐奉忠;;紧密堆积优化固井水泥浆体系研究进展[J];硅酸盐通报;2014年09期

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3 李明;齐奉忠;靳建洲;于永金;;适合煤层气井固井的低密度水泥浆体系[J];天然气工业;2011年07期

4 曾建国;孙富全;高永会;侯薇;李鹏晓;;高温高性能低密度水泥浆的室内研究[J];钻井液与完井液;2011年03期

5 王杰;姚晓;宋元洪;华苏东;黄永洪;;基于分形理论超细粉煤灰微珠低密度水泥浆的制备[J];硅酸盐通报;2011年02期

6 严海兵;冷永红;;精铁矿粉高密度水泥浆体系研究与应用[J];钻采工艺;2010年S1期

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8 罗杨;陈大钧;尹水;曾辉;陈安;;抗高温蒸汽吞吐固井水泥浆体系研究[J];钻井液与完井液;2009年05期

9 罗杨;王强;许桂莉;陈大钧;;一种超低密度高强度水泥浆配方的优选[J];钻井液与完井液;2009年03期

10 董江波;张静;陈路;罗帆;;粉煤灰的大型化粉磨与分选技术[J];建材技术与应用;2009年01期

本文编号：2864232