等离子改性废旧橡胶颗粒增强固井水泥石性能

摘要

废旧橡胶颗粒属于憎水有机材料,与水泥浆相容性差。采用低温等离子体表面处理仪,对橡胶颗粒进行表面改性,通过红外分析、XPS分析,研究改性后橡胶颗粒表面基团的变化。将改性后的橡胶颗粒,加入到水泥基体中,通过力学性能测试、渗透性试验、微观形貌(SEM)观察,研究橡胶颗粒对水泥浆体性能的影响和橡胶颗粒与水泥基体的黏结情况。结果发现,通过等离子体处理180s之后,橡胶颗粒的亲水性得到显著改善,分散性很好。通过红外光谱分析发现,等离子改性后,对应于C=C键的1400~1600 cm^(-1)位置处的4个吸收峰强度显著增强,说明橡胶颗粒表面形成了C=C键。通过X射线光电子能谱分析,证实了橡胶颗粒表面含氧极性基团的存在。通过三轴应力测试得出表面改性后水泥石强度大幅度提高。通过压汞仪测试孔径分布可知,掺入橡胶颗粒后,水泥石内部孔径变小,结构更密实。通过SEM观察也发现,等离子改性后,橡胶颗粒与水泥基体黏结增强。