高密度高炉矿渣水泥浆固井技术研究

以低密度矿渣水泥浆研究结果为基础,设计高密度水泥浆,使油气井全井段使用矿渣水泥浆固井,以提高固井质量,降低固井成本,以同炉矿渣为水化胶凝材料。添加少量水泥和矿性激活剂结合MTC固井技术和多功能钻井液固井技术,设计密度1.75-1.93g/cm^3的矿渣水泥浆,矿渣MTC浆和矿渣UF浆,对3种高密度矿渣水泥浆在45-75℃条件下水泥石的抗压强度,水泥浆的凝结时间,流变性和稳定性进行试验对比。试验结果表明;3种水泥浆水泥石抗压强度从大到小依次为：矿渣UF浆,矿渣MTC浆,矿渣水泥浆,3种体系水泥石抗压强度满足油气井井下射孔作业对水泥石抗压强度的要求,在45-75℃条件下,随着温度的升高,高密度矿渣水泥浆和矿渣UF浆水泥石抗压强度呈降低趋势,矿渣MTC浆和矿渣UF浆的流变性,稳定性和稠化时间可通过钻井液的加量及性能来调整。     

高性能矿渣胶凝材料的试验研究

通过试验，选择出Ｊ２型激发剂掺量为矿渣重量的１０％，ｍｗ／ｍｓ为０．２７５，塑性成型，标养１ｄ＋沸煮６ｈ的工艺条件，较容易地制备出抗压强度高达１２０～１５０ＭＰａ的碱矿渣高性能水泥基材料，其水化产物主要是低Ｃ／Ｓ比的Ｃ－Ｓ－Ｈ凝胶。     

低温MTC固井工艺技术研究

MTC固井技术是利用钻井施工中,要废弃的完井泥浆的降失水性和悬浮性,通过加入廉价的高炉水淬矿渣,激活剂,激活助剂,必要时再加入少量的分散剂、缓凝剂、降失水剂,使完井泥浆转化为性能完全可以和油井水泥浆相当或更好的一种新型固井技术,该转化的泥浆固化液流动性能好,稠化时间易控,具有低失水、微触变性能,稳定性好等特点,其固化体具有良好的抗腐蚀及抗高温老化性,由于该泥浆固化液是由废弃泥浆转化而来,所以和泥浆具有较好的相容性,从而可以达到顶替效率100%的效果,提高固井质量。     

碱激发钢渣矿渣胶凝材料凝结硬化性能研究

通过对胶凝材料强度、水化热的测定和对水化产物种类及表观形貌的分析,探讨了缓凝剂和钢渣掺量对碱激发钢渣矿渣胶凝材料性能的影响,并对其水化特性进行了研究.结果表明:钢渣掺量为40%、矿渣掺量为60%时,外掺6%水玻璃激发剂和1%的K缓凝剂,所制得的胶凝材料的凝结时间和强度可以达到42.5R普通硅酸盐水泥的技术要求;碱激发钢渣矿渣胶凝材料的放热特性与碱激发矿渣胶凝材料类似,具有放热量小的特点;钢渣与矿渣组合有利于胶凝体系水化进程的发展,两者具有相互促进的作用.     

碱-矿渣水泥浆体的碳化过程研究

针对碱-矿渣水泥水化产物中不存在Ca(OH)2且碳化比较严重的现象,选择水玻璃和NaOH作碱组分,采用X-射线衍射仪和可变真空扫描电子电镜研究了碱-矿渣水泥浆体的碳化产物和微观形貌,结合氮吸附方法分析了碳化对碱-矿渣水泥浆体孔结构的影响.结果表明:碱-矿渣水泥浆体的碳化是CO2直接和水化硅酸钙(C-S-H)凝胶发生作用的结果,碳化后生成的碳酸钙主要以方解石的形式存在;碳化后,C-S-H凝胶的Ca与Si原子比降低,浆体的比表面积增大,平均孔径降低,而累积孔体积的变化情况和碱组分有关.     

固井水泥浆技术体系探讨

随着钻井技术的不断发展以及油田的勘探开发的持续深入,探井和生产井的深度不断增加,深井面临着深、多、长以及高等高难度的挑战。深,指的是产层埋藏的比较深,井深一般都在5000米以上;多,指的是显示的层位多,一个井眼有许多个压力体系,多个的油、气、水、等等;长,指的是裸眼井段比较长,在长的裸眼中,井下的复杂层多;高,指的是井的温度高,压力高,腐蚀性的介质在高温、高压的情况下活性比较高。深井固井不仅要有相应的机制以及相应的工艺,同时还要有高性能的水泥浆体系来配套,在国际,高温井段的固井费用一般都是要比常规井段的价格要高出几倍甚至是几十倍,所以这也从另一方面给反映出来了复杂井体固井的难度和风险性。     

高炉矿渣助磨机理研究

考察复合硬脂酸盐助磨剂对同炉矿渣的助磨效果，引用磨蚀指数概念及ＩＲ，ＳＥＭ等测试胜仗研究助磨剂作用机理，复合硬脂酸盐助磨剂在矿渣表面产生化学吸附，并对矿渣有较好的助磨效果。助磨剂作用机理涉及两个方面，一是助磨剂降价了颗粒表面的断裂强度，强化了物料的表面粉碎作用；二是减少粉磨过程中颗粒的团聚。     

超细矿渣高性能混凝土试验及水化研究

用超细矿渣粉等材料制备了Ｃ８０以上的高性能混凝土,并研究了超细矿渣水泥的水化。结果表明,超细矿渣粉不仅可提高新拌混凝土的工作性能,而且能大幅度提高水泥及混凝土的力学性能。研究还发现,超细矿渣的水化活性较高,在水泥水化早期就大量生成胶凝性水化产物,从而减少了水泥石中的Ｃａ（ＯＨ）２含量,改善水泥石及混凝土的微观结构。     

硅渣及废碱水共激发制备碱胶凝材料的研究

对某化工厂的副产品——渡碱水及硅渣作碱胶凝材料的碱性激发剂进行了研究。通过优化废碱水和硅渣的掺入量可制备强度发展良好、凝结时间正常的碱胶凝材料,有效地降低碱胶凝材料的成本。另外,对其水化产物进行了初步研究,发现这种碱胶凝材料水化除生成C-S-H凝胶外,还生成了水化硅铝酸钙Ca(Al2Si5O8)．4H2O、硅铝酸钙钠(Na,Ca)Al3Si5O16两种难溶性沸石类矿物。     

矿渣对新拌水泥浆体流变性能的影响

通过对掺有矿渣的新拌水泥浆体流变曲线、流变参数、标准稠度需水量和胶砂流动度的测定,研究了矿渣的化学组成、掺加量和细度等对新拌水泥浆体流变性能的影响     

高炉矿渣的处理和利用

随着我国钢铁工业的发展，高炉矿渣排放量日益增多，在浪费大量人力物力的同时也污染了环境。阐述了高炉矿渣的分类及主要成分，本着综合利用的原则，详细介绍了各种高炉矿渣的综合利用途径及工艺。     

高炉渣颗粒粒径对矿渣水泥水化的影响

高炉渣是钢铁行业生产过程中的必然产物, 随着我国经济不断高速增长, 钢铁产量逐年提高, 高炉渣的堆积量也在不断上升. 完善矿渣水泥的理论研究, 提高高炉渣的利用率, 既能够减少固体废弃物的数量、 保护环境, 又能够为企业带来更好的经济效益. 实验结果表明, 减小高炉渣颗粒粒径能够加快水化反应的进程, 提高抗压强度. 另外, 高炉渣颗粒的粒径分布对混凝土抗压强度也会产生显著影响.     

高炉矿渣在路堤填筑中的应用

高炉矿渣代替碎(卵)石作为公路路基、路面基层材料既可解决材料运距长、建设成本高的问题,又能解决被废弃高炉矿渣占用大量土地资源并对环境造成严重污染的问题,对缓解路用材料短缺,提高矿渣价值和综合利用率,以及保护生态环境等方面具有重大意义.     

大掺量矿渣粉混凝土抗冻性能的研究

研究了用50%和70%(质量分数)矿渣粉替代硅酸盐水泥对混凝土抗冻性能的影响。结果表明:大掺量矿渣粉混凝土能经受175～200次冻融循环。矿渣粉掺量为50%时,其抗冻性能甚至优于硅酸盐水泥混凝土。在掺量加大为70%但不掺外加剂的情况下,矿渣粉的掺入对混凝土的抗冻性也无明显的劣化作用。另外,掺用0.5%的FDN减水剂,对大掺量矿渣粉混凝土的抗冻性具有较好的改善作用,可以配制满足大部分南方建筑工程抗冻要求的混凝土。     

高炉含碱金属氧化物炉渣性能的试验研究

对含有碱金属氧化物、TiO2的广钢高炉渣黏度、熔化性温度和脱硫能力进行了试验研究.结果表明:试验条件下,含碱炉渣黏度、熔化性温度比普通炉渣低,碱金属氧化物对酸性渣的熔化特性具有明显影响,碱度升高,影响减弱.MgO,Al2O3对含碱炉渣特性的影响规律与普通炉渣大体一致,碱度对含碱炉渣的脱硫能力具有明显影响.在广钢生产条件下,w(K2O)+w(Na2O)应控制在0.9%以下,w(CaO)/w(SiO2)控制在0.96~1.06之间,w(Al2O3)控制在14%以下,w(MgO)控制在12%~15%之间能够获得较好的炉渣黏度、熔化性温度和脱硫能力.     

大掺量矿渣粉混凝土抗碳化性能的研究

研究了用50%和70%（质量分数）矿渣粉替代硅酸盐水泥对混凝土力学性能和抗碳化性能的影响,对混凝土的碳化方程(X=Ktb)进行回归分析。结果表明：矿渣粉掺量为50%时,其混凝土28d抗压强度甚至优于硅酸盐混凝土,但碳化深度和碳化系数K随着矿渣粉掺量的增加而增加,b值则呈下降趋势,且在同一胶凝材料的情况下,K值与强度负相关。     

中性气氛下钒钛磁铁矿高炉渣系研究

以钒钛磁铁矿现场高炉渣为基础,纯化学试剂调制渣样,在中性气氛条件下研究了炉渣二元碱度及Mg O,Al2O3,Ti O2,V2O5含量对实验渣系冶金性能的影响.结果表明:增加碱度和Mg O含量,炉渣熔化性温度(tm)、初始黏度(η0)和高温黏度(ηh)呈先降低后升高趋势;增大Al2O3含量,炉渣tm升高,η0先降低后升高,ηh呈上升趋势;增大Ti O2含量,炉渣tm升高,η0和ηh逐渐下降,炉渣黏流活化能升高,热稳定性变差;增大V2O5含量,炉渣tm先降低后升高,η0和ηh逐渐增大.高炉冶炼钒钛磁铁矿适宜渣系为:二元碱度1.15,Mg O,Al2O3,Ti O2,V2O5质量分数分别为13%,13%,7%,0.30%.     

无熟料高炉矿渣水泥的物料配比与性能的关系

研究了Ca(OH)_2、硬石膏及少量可溶性钙盐(甲酸钙、乙酸钙等)复合对高炉矿渣活性的激发作用及物料配比与性能的关系。结果表明:Ca(OH)_2与硬石膏复合对矿渣活性有一定的激发效果,可溶性钙盐的加入降低了水泥的pH值,进一步激发了矿渣的活性,乙酸钙(Ca(CH_2COOH)_2)的激发效果好于甲酸钙(Ca(COOH)_2);在矿渣掺量为80%,Ca(OH)_2掺量15%,硬石膏掺量5%,外加1.0%Ca(CH_2COOH)_2生产出的无熟料水泥28 d抗压强度达54.6 MPa;Ca(COOH)_2与硬石膏促进高炉矿渣水化的主要水化产物为钙矾石和C-S-H凝胶。     

钛氧化物还原与钛渣变稠

采用攀钢高炉现场渣经过还原,获得具有一定钛氧化物还原度的炉渣试样,进一步测定样品的粘度和熔化性温度。随着钛氧化物还原度的提高,炉渣的粘度和熔化性温度总体呈上升趋势。用矿相显微镜研究了炉渣的显微结构前用图象分析仪对渣中TiC、TiN进行了定量研究。结果表明,高钛型高炉渣的变稠还与钛氧化物还原生成的TiC、TiN数量有关。因此高炉冶炼过程中用钛氧化物还原度作为判断和控制钛渣变稠的指标能更准确地反映高炉过程特点。     

用含钛高炉渣制备肥料

以含钛高炉渣和硫酸铵作原料,采用加热法制备复合肥料,以提高其溶解性能,使其中的营养元素转化为易被植物吸收利用的形式.考察了工艺条件对肥料溶出率的影响.结果表明,合成肥料的适宜工艺条件为:硫酸铵与水淬含钛高炉渣的质量比为8∶1,加热温度为320℃,恒温时间为36 min.在此条件下,水淬渣中Ti,Mg和Fe的溶出率分别为84%,88%和75%,肥料中含有氮、硅、硫、钙、镁、铁和钛等营养元素,均可被植物有效利用,其中氮、钛、镁、铁和大部分硫以水溶性物质的形式存在,可作为速效成分.