基于粉煤灰-矿渣胶凝增强材料的研究与应用

摘要

为解决固井低密度水泥浆体系早期强度低、与水泥配伍有偏差以及成本高等问题,以粉煤灰、矿渣为研究对象,使用XRF、XRD、SEM等检测手段对原材料的化学成分、比表面积及微观形貌进行表征,得出粉煤灰、矿渣颗粒级配分布密集的区域为0.36~89.34、1.56~39.91μm,比表面积为0.822、1.790 m2/g,且呈现出光滑且密集堆积的现象。通过对增强材料作用机理分析研究,以粉煤灰水泥浆体系的抗压强度为首要技术指标,优选出无机、有机增强材料,并完成各组分配比分析研究,确定增添材料的最优化加量,形成35%KZ+8%FMH+8%WK+3%NY+2%NS+6%CS的增强材料,制备了碱激发粉煤灰矿渣复合胶凝材料,研究了碱激发粉煤灰-矿渣复合胶凝增强材料在QZ、FMH水泥浆体系不同加量的反应进程、微观结构以及抗压强度的变化规律,评价综合性能,当QZ、FMH水泥浆增强材料加量至10%、9%时,其性能达到应用要求。初步现场应用7井次,固井封固井段合格率为100%,固井质量结果达到预期目标,增强材料应用效果良好。