微膨胀性能范文

微膨胀性能范文（精选7篇）

微膨胀性能 第1篇

1 实验方法和操作

运用反相微乳液聚合法合成微凝胶, 并用激光粒度分析仪分析微凝胶的粒度分布, 运用偏光显微镜观察微凝胶在低温 (30℃-40℃) 条件下的膨胀变化情况。

2 实验结果分析与讨论

2.1 微凝胶粒径

由粒度分析仪器得到了微凝胶粒度组成曲线 (图1) 分析, 粒度组成曲线的波峰出现在10um-100um之间, 说明微凝胶的颗粒直径范围主要在这个区间, 而由图1可得微凝胶原样的粒径主要分布在20um-50um之间, 说明微凝胶分选性较好, 粒度较均匀。

2.2 微凝胶在低温下的膨胀性能研究

微凝胶随水或随聚合物注入地层后, 在地层中吸水膨胀, 其膨胀性能直接影响着对孔喉的封堵强度及变形运移能力, 是表征微凝胶性能的重要参数[7]。

2.2.1 实验结果

经过为期15天的观察, 得出了微凝胶在35℃下在两种不同矿化度 (5000ppm和10, 000ppm) 水中的膨胀情况。图2至图5显示了微凝胶的膨胀变化情况:

5000ppm样品 (100um左右) ;10, 000ppm样品 (200um左右)

5000pm样品 (200um-500pm) ;10, 000ppm样品 (500um-1000um)

5000ppm样品 (500um) ;10, 000ppm样品 (1000um)

2.2.2 实验数据处理与分析

由偏光显微镜照相得到了微凝胶在低温下 (35℃) 的膨胀变化情况 (表1) , 并由表1得到了微凝胶粒径变化曲线图 (图6) 。

表由以上实验数据可以表明微凝胶在低温油藏中有很好的吸水膨胀性能。在35℃的恒温箱中放置3天后, 5000ppm样品的微凝胶颗粒直径膨胀到了100um, 而10000ppm样品的颗粒直径则膨胀到了200um, 与原始颗粒直径相比分别膨胀了两倍和四倍;放置8天后则分别膨胀到了200um和500um, 相应的倍数则增加到了四倍和十倍;放置12天后则分别膨胀到了500um和1000um, 相应的倍数则增加到了十倍和二十倍;15天后微凝胶颗粒已经达到稳定。与原始颗粒直径相比, 微凝胶在模拟的油藏条件下达到了预期的膨胀效果。

3 总结

微凝胶在低温油藏条件下有很好的吸水膨胀性能, 粒径变化最大达到了原始粒径的20倍, 在地层中能够有效封堵水窜, 使流体转向, 达到深部调驱的目的。

摘要：油田采收率大小受注入流体的波及体积和洗油效率控制, 对我国绝大多数油田而言, 开发层系多, 层间和层内非均质严重, 进入高含水和特高含水期时, 地层波及系数小, 导致采收程度低。调剖、调驱是改善储层非均质性, 扩大波及体积, 进一步提高水驱动用程度的重要措施之一[1][2]。本文针对X-J油田某低温油藏进行了微凝胶的室内合成实验和膨胀性能实验研究。研究表明了室内合成的微凝胶在低温油藏中有非常好的吸水膨胀性能, 能够使流体转向, 达到深部调驱的目的[3][4]。

关键词：低温油藏,微凝胶,膨胀性能,调驱

参考文献

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微膨胀性能 第2篇

一、C50氧化镁微膨胀混凝土制备

(一) 原材料

原材料对于我们的C50氧化镁微膨胀混凝土的制备是非常的重要的, 并且对混凝土的性能也有着重大的影响的。因此我们在构进原材料的时候一定要保证其质量, 我们应该采取有效的措施来控制原材料的质量。我们可以对购进的原材料进行质量检测, 并且在选择品种的时候也要仔细的去选择, 这样才能够在源头上控制其质量。由于高性能的混凝土的对于原材料的要求是非常的高的, 因此我们在选择材料的时候一定要严格要求, 选择高质量的材料。为了保证原材料的质量, 我们一般需要选用42.5级以及其以上的水泥, 这样级别的水泥相比其他的级别的水泥是有很多的优势的。因为42.5级的水泥具有较低的吸水性, 并且对于C50氧化镁微膨胀混凝土的制备是非常的有利的。一般的水泥要能与高效减水剂相容, 并且要以硅酸盐水泥或者是普通硅酸盐水泥为好, 这样有利于保证我们制备的混凝土的质量, 有利于工程的施工。我们还要掺用混凝土的后期强度和耐久性, 做好混凝土的防护工作。这样做的目的是调节混凝土施工性能, 符合施工的要求。如果混凝土的温度过高的话, 其强度就会遭到严重的破坏, 因此我们应该努力的采取措施降低混凝土的施工性能。我们可以在混您土的表面上洒上水, 让其表面保持湿润即可。由于我们还要把粉煤灰与水泥进行搅拌, 因此我们要采用I级的灰, 它具有低需水量以及高活性, 有利于我们进行混凝土的制备。采用I级的灰可以有效地提高后期强度并且具有耐久性的作用, 因此它具有很多有点。

在骨料的粒形以及其他的方面, 我们一定要掌握住其特点。尺寸以及级配对于自密实混凝土拌合物的工作性起着非常重要的作用的, 因此我们一定要重视其骨料的尺寸以级配, 并且严格的按照其他的要求来进行选择。拌合物的间隙通过性是受骨料的尺寸所影响的, 因此我们一定要做好骨料的级配。一般骨料的级配要有吸水率小的特点, 因此就加大了骨料的级配的难度。骨料的级配中的粗骨料最大粒径一般都不超过25mm, 这才能够使得骨料的级配是优良的。合适的凝结时间对于我们的混凝土的性能是非常的重要的, 因此我们要合理的估算出合适的凝结时间。

(二) 菱镁矿的煅烧

菱镁矿的破碎是氧化镁制备工艺流程的第一个流程, 其破碎设备为颚式破碎机, 这是一种常见的设备。菱镁矿的破碎粒径是有规定的, 必须<1cm, 否则的话, 就会达不到理想效果。当我们把菱镁矿破碎之后, 我们还要对其进行煅烧, 煅烧温度必须达到菱镁矿的分解温度。由于菱镁矿是一种化学物质, 因此就会有大量的CO2从反应物中逸出。菱镁矿的煅烧温度是低温煅烧, 这就会使得菱镁矿的晶粒之间存在着较大的空隙和内在的表面积, 因此就会很容易与其他的物质发生反应。水就会利用晶粒之间空隙以及内在表面积快速的与菱镁矿发生反应, 这就对菱镁矿的煅烧起到了很大的促进作用。菱镁矿的分解是十分重要的, 因此我们应该努力的采取措施使得菱镁矿分解彻底。因此在菱镁矿的分解过程中, 我们一定要采用保温的措施来帮助其分解彻底。

(三) 水灰配合比的设计

水泥的品种的选择对于我们的C50氧化镁微膨胀混凝土配制是非常的重要的, 因此我们一定要重视水泥品种选择。对于钢管高强膨胀混凝土来说, 由于其特殊的性质和特点, 因此我们一般都尽量选用低热水泥, 这样才有利于我们的混凝土的配制。对于我们的水灰比的设计, 我们一般设计配制强度等级为C50。由于水灰比在混凝土的质量中是一个十分重要的作用, 因为它们可以控制混凝土强度最为重要的一个参数, 因此我们在设计的时候, 一定要把水灰比的设计控制的恰到好处。我们应该根据实际情况, 可以尽量的降低水灰以获得高强度。但是, 值得我们注意的是其水泥量的使用, 一定要控制在合理的范围之内, 有的人由于水泥量使用过多, 因此影响了混凝土的质量。配制C50的时候, 适宜的水灰比在0.30~0.35之间, 这样对于混凝土质量是非常的有益的。因此, 我们在进行水灰配合比的设计的时候, 一定要把握住其用量, 科学合理的设计水灰的配合比。

(四) 砂率的配合比的设计

由于我们配制的是高性能的混凝土, 因此我们应该适当的降低砂率, 以控制混凝土的质量。我们在配制高混凝土的时候, 一定要注意胶凝材料的用量问题。有的施工人员在配制混凝土的时候, 一般用量比较少, 因此就会影响混凝土的强度。为了增强混凝土的强度, 对于高混凝土中粗细料可以较大限度发挥粗骨料的骨架作用。但是, 我们一定要根据混凝土强度的高低的不同来进行选择粗细料。当混凝土的强度等级越高, 我们就要相应的降低砂率, 反之, 就要提高其砂率。

二、C50氧化镁微膨胀混凝土性能分析

(一) C50氧化镁微膨胀混凝土的安定性

掺Mg O混凝土膨胀过大或者是过小的时候, 都是一种不良的现象, 因此我们应该仔细的观察混凝土的形状以及其状态的变化。有的时候, 也会出现局部膨胀不均匀的情况, 这就对混凝土质量是很不利的。以上出现的情况都有可能严重的破坏混凝土的结构, 影响其耐久性。因此, 针对以上出现的情况, 我们就应该采取有效地措施来预防这些情况的发生, 因为安定性是外掺Mg O膨胀混凝土的一项重要的质量指标, 对混凝土的质量有十分重要的作用。

(二) C50氧化镁微膨胀混凝土的抗渗性

C50氧化镁微膨胀混凝土的抗渗性也是其重要的性能之一, 并且对加强混凝土的质量起到了很大的作用。经我们的研究, C50氧化镁微膨胀混凝土的抗渗性是非常的良好的, 这就非常的有利于我们的日常的生活。在很高的静水压力下其渗水的高度是非常的低的, 小于25mm, 这是其他的混凝土所不具备的。一般没有掺Mg O的普通混凝土其平均渗水高度大约在28mm左右, 因此相比较C50氧化镁微膨胀混凝土而言, 这样的高度是非常的高的。因此, 一般的没有掺Mg O的普通混凝土抗渗性是非常的低的。由于C50氧化镁微膨胀混凝土特殊的组成, 因此其具有微膨胀的作用。一旦这种作用发生的时候, 就会促进混凝土的结构更加的密实, 在一定的程度上加强了混凝土的质量。其中的水化生成物填充和切断毛细孔, 这就是C50氧化镁微膨胀混凝土的优势所在。因为这种情况可以使得孔隙大大的减少, 从而大大的增强了混凝土内部的阻水的能力, 使得混凝土的内部结构变得更加的密实。这样一来, 就会比其他的普通的混凝土具有更强的抗渗透能力。由于C50氧化镁微膨胀混凝土具有防止表面裂缝的优势, 因此其在施工中的应用也非常广泛。

(三) C50氧化镁微膨胀混凝土的抗冻性

C50氧化镁微膨胀混凝土的抗冻性也是其诸多的性能之一, 为了检验其抗冻性, 我们可以采用慢冻性对C50氧化镁微膨胀混凝土进行抗冻性融循环试验。经过试验, 我们将会发现其质量、强度以及弹性模量损失的数值都是比较低的。C50氧化镁微膨胀混凝土的抗冻性可以让混凝土在低温下也能够保证其自身的强度, 而不是因为低温而出现裂缝。因此, 我们的C50氧化镁微膨胀混凝土将能够适应不同的恶劣的环境, 仍然会保持其自身的强度。而普通的混凝土族将不适应低温的环境, 就会出现问题, 从而给施工带来经济经济损失。

(四) C50氧化镁微膨胀混凝土的徐变性能

C50氧化镁微膨胀混凝土的徐变性能在其性能中也是非常重要的性能之一, 并且对于持续荷载作用下的应用力有着十分重要的影响和作用。混凝土施工期的温度应力与C50氧化镁微膨胀混凝土的徐变性能徐变性能是有着十分密切的关系的。早期加荷以及长期荷载的情况下混凝土施工期的徐变度很大, 因此我们就要密切重视混凝土施工期的温度应力。一旦混凝土的徐变度变得很大的话, 就会对缓解其温度应力产生十分积极的影响。因此, 我们要在实践中充分的利用C50氧化镁微膨胀混凝土的徐变性能。

三、结语

C50氧化镁微膨胀混凝土制备及性能分析对于施工工程是有着十分积极地影响的, 因此我们应该科学的、合理的去制备C50氧化镁微膨胀混凝土, 并且寻找科学方法分析C50氧化镁微膨胀混凝土性能。制备混凝土的时候, 我们一定要结合原材料, 菱镁矿的煅烧水灰配合比的设计以及砂率的配合比的设计来进行混凝土的制备。在我们分析其性能的时候, 我们应该安定性、抗冻性、徐变性能等其他的方面来进行分析。

摘要：C50氧化镁微膨胀混凝土的制备对于我们的施工是非常的重要的, 因此我们在进行C50氧化镁微膨胀混凝土制备的时候一定要进行科学的设计和优选, 努力的设计出符合施工要求的C50氧化镁微膨胀混凝土。我们要对制备的C50氧化镁微膨胀混凝土的抗压强度、安定性以及耐久性进行分析和研究, 以保证其质量。

关键词：C50氧化镁微膨胀混凝土,制备,性能分析

参考文献

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微膨胀性能 第3篇

本实验采用聚丙烯酸钠树脂作为吸水剂,白炭黑作为增强材料配合其他橡胶助剂制备出树脂型丁腈基遇水膨胀橡胶。主要研究了吸水树脂和白炭黑份数对遇水膨胀橡胶力学性能和不同矿化度水中膨胀性能的影响,为加工油田遇水膨胀封隔器胶筒积累基础数据。

1 实验部分

1.1 原料

丁腈基遇水膨胀橡胶配方:丁腈橡胶(4050),100份;固体软化剂,1份;着色剂,2份;干燥剂,5份;活化剂,5份;防老剂,2份;促进剂,3.2份;硫化剂2.3份;树脂,2份;增塑剂,15份;白炭黑,x份;高吸水树脂,x份。

1.2 炼胶工艺

1.3 测试方法

1.3.1 不同矿化度水的配制

水的矿化度通常以1L水中含有各种盐分的总质量来表示(mg/L)。水中各盐分的质量比为NaCl∶CaCl2∶MgCl26H2O=7∶0.6∶0.4。按照上述标准分别配置出2万、6万、10万的矿化度水。

1.3.2 吸水膨胀倍率

本文中提高的吸水膨胀倍率定义为吸水后的试样质量与吸水前质量的比率,计作■V。最大吸水膨胀倍率记作■Ve,指吸水后试片质量达到最大质量与吸水前的质量的比率。

1.3.3 力学性能的测试

硬度采用橡胶袖珍硬度计按照GB/T531-1999进行测试。拉伸强度、扯断伸长率按照GB/T528-1998进行拉伸应力应变性能的测试。

2 结果与讨论

2.1 吸水树脂用量对力学性能影响

吸水树脂用量不同时,吸水膨胀丁腈橡胶的力学性能见表1。由于吸水树脂与橡胶的亲和性较差,受外力时容易在界面处出现缺陷,导致材料的拉伸强度和撕裂强度随吸水树脂用量的增加而降低。吸水树脂的玻璃化转变温度较高,随着吸水树脂用量的增加,常温下材料硬度逐渐增大。

2.2 吸水树脂用量对吸水膨胀性能影响

在相同浸泡介质中,随吸水树脂用量增加,不但分散相吸水树脂区域增大,且吸水树脂相区之间会相互连结。因此,水分子较易从吸水膨胀橡胶表面的吸水树脂相区向内部相区渗透,导致最大吸水膨胀倍率随吸水树脂用量增加而增大。

由表2可知当吸水树脂份数相同时,随着矿化度增大,最大吸水膨胀倍率迅速降低。吸水膨胀橡胶主要是由于渗透作用吸收水分[4,5]。吸水树脂吸收水分形成一个个凝胶区,由于吸水树脂对水具有很强的亲和力,降低了微区中水的渗透压,从而在微区内外形成了一定的渗透压差,促使外界水分子继续向内部渗透。淡水中吸水膨胀橡胶微区内外的渗透压差最低,最大吸水膨胀倍率最高。而随着矿化度的增大,微区内外的渗透压差逐渐逐渐减小,吸水膨胀橡胶的最大吸水膨胀倍率也逐渐降低。

2.3 硫化时间对膨胀性能的影响

图1为硫化时间不同时,吸水膨胀丁腈橡胶在淡水中的膨胀动力学曲线。由图可知,吸水膨胀丁腈橡胶硫化达到50%交联比达到90%交联时的最大吸水膨胀倍率高,吸水膨胀速度快。高吸水性树脂在橡胶基体中,与水接触后亲水基与水作用形成一个个凝胶区,由于吸水树脂对水具有很强的亲和力,降低了微区中水的渗透压,从而在微区内外形成了一定的渗透压差,促使外界水分子继续向内部渗透,使凝胶区体积膨胀。随着水的渗入,微区周围橡胶由于变形对微区所施加的回弹力越来越大,而水的渗透压差逐渐下降,吸水速度逐渐降低,当两者相当时,水的渗透便达到饱和状态,试样膨胀平衡[6]。

由吸水膨胀动力学曲线可知,橡胶的交联网络密度直接影响着其体积膨胀倍率,硫化时间越长,交联密度越大,交联网络对吸水树脂遇水膨胀行为的束缚作用变大,因而橡胶的最大吸水膨胀倍率变小[7]。

2.4 温度对吸水膨胀性能影响

图2和3分别为吸水膨胀橡胶在淡水和矿化度2万水中的膨胀行为。随着温度升高,盐水中离子和水分子结合力减弱;水分子由氢键化引起的缔合体逐渐解离,氢键作用变弱,水分子的自由运动变快,游离单个水分子数增加,有利于水分子和橡胶基体内的吸水树脂结合,表现出随着温度升高,吸水膨胀速率增加,在相同时间内的吸水膨胀倍率越高。

2.5 白炭黑用量对力学性能影响

以白炭黑对吸水膨胀橡胶的力学性能影响见表3。由于白炭黑是刚性粒子,在外力的作用下,并不能随着橡胶分子链的运动而发生形变,导致胶料的扯断伸长率随白炭黑用量的增加而降低;白炭黑粒子表面的极性官能团与氧基的物理化学作用随着白炭黑用量增加而增加,材料的硬度、拉伸强度和撕裂强度均表现出增加的趋势。而随着白炭黑用量增加,橡胶经硫化后交联网络更加致密,导致材料的硬度增大,拉伸强度和撕裂强度升高

2.6 白炭黑用量对吸水膨胀性能影响

白炭黑靠自身孔径吸水,且表面存在大量硅羟基可以与水以氢键作用结合;另外白炭黑用量提高后,其与硫化胶中大分子链的作用增强,相应的降低了大分子链间作用,使橡胶分子网络发生扩张,使得水分子更易进入橡胶体系中。由图4和表4的实验数据看出,随着白炭黑量的增加,吸水膨胀橡胶的吸水速度加快,最大吸水膨胀倍率增大[8]。而最大吸水膨胀倍率在淡水中和不同矿化度的水中均表现出随白炭黑含量增加而增加的相似规律。

3 结论

吸水树脂用量的增加提高吸水膨胀丁腈橡胶吸水膨胀性能,但材料的拉伸强度表现出降低趋势;延长硫化时间降低吸水膨胀性能;白炭黑用量增加,可以同时改善力学性能和吸水膨胀性能。随着介质温度升高,吸水膨胀速度增加,最大吸水膨胀倍率增加。

参考文献

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低热微膨胀水泥的研制 第4篇

为提高企业产品竞争能力, 填补本地区水泥品种的空白, 满足乌海市黄河水利枢纽工程建设的需要, 我公司针对黄河水利工程的技术特点, 于2009年2月份开始自行研制、开发了低热微膨胀水泥, 前期实验室试验取得了圆满成功, 并在水泥磨进行短时间工业性试验, 产品经国家水泥质量检测中心检定, 各项物化指标均符合GB29382008《低热微膨胀水泥》要求, 我公司已具备批量生产的条件。

1 试验材料及方法

水泥熟料:选用本公司1号生产线的优质熟料。要求CaO/SiO2>2.0、熟料28d抗压强度>52.5MPa、fCaO含量<1.5%、MgO含量<3.0%。

矿渣:选用千钢的优质高炉矿渣, 要求其质量系数大于1.3、不得含有铁块以及未水淬杂物。

石膏:选用SO3含量>40%的二水石膏, 经脱水后用于试验。经对各类石膏质量进行比较, 最后选用鄂旗石膏装饰材料厂的脱水石膏。

选用脱水石膏作为低热微膨胀水泥的缓凝剂, 一是确保所用石膏质量达到G类石膏要求, 二是在保证水泥中SO3含量的前提下, 可有效降低石膏的掺加量, 使熟料的掺量达到一定比例, 保证水泥有较高的强度, 以满足黄河大坝工程质量需要。

水泥熟料、矿渣和石膏化学分析见表1。

%

根据GB29382008, 低热微膨胀水泥强度等级只有32.5, 若此水泥用于黄河大坝的重点工程, 则水泥强度等级应达到较高的水准 (PO42.5R以上) 。技术要求见表2, 选定试验的物料配比见表3。

%

按表3配比进行小磨试验, 测水泥7d和28d龄期强度及1d、7d和28d龄期的线膨胀率。

2 试验结果与讨论

小磨试验物理性能结果见表4, 线膨胀率和水化热的测定结果见表5。

表4和表5数据表明, 选用脱水石膏的1号样与选用二水石膏的2号样相比, 1号样各项物化指标均达到了GB29382008的要求, 而2号样1d线膨胀率不合格, 强度严重偏低。说明选用二水石膏作为低热微膨胀水泥的缓凝剂, 其性能比脱水石膏差。

1号样各项试验数据虽然达到了标准要求, 但SO3的含量未达到低热微膨胀水泥4.0%～7.0%的中线附近, 为此将配比进行了一次调整。

调整后, 物料配比见表6, 低热微膨胀水泥物理性能见表7, 线膨胀率和水化热的测定结果见表8。

%

调整后, 各项指标均达到了满意效果, SO3含量趋于中线, 凝结时间正常, 各龄期强度有不同程度的提高, 线膨胀率稳定, 水化热等指标完全达到要求。

3 工业性试生产及验证

4月18日, 调用30t脱水石膏, 按调整后的配比进行工业性生产, 生产运行稳定, 细度、SO3、比表面积控制较好, 运行一个班, 生产低热微膨胀水泥240t, 取样检验, 全套物化指标均达到标准要求, 水泥强度可达PO52.5R等级。将生产样品送国家水泥质量监督检验中心进行质量验证, 各项指标均满足GB29382008要求。国家水泥质量监督检验中心质量验证结果见表9。

4 结束语

微膨胀性能 第5篇

石油膨胀套管与石油工业的发展息息相关, 其以一种新技术的形式作用于石油工艺的发展过程, 可以起到降低钻井完井成本、优化井身结构以及提高建设效率等良好效果。为此, 本文对石油膨胀套管的力学性能以及膨胀后的残余应力进行分析, 对发展石油工艺、完善膨胀管技术具有重要的实际价值。

1 石油膨胀套管概述

膨胀套管不仅以新型技术的形式作用于石油工业的发展过程, 同时也是一种概念, 即利用膨胀可以开发出各种新型工艺和工具, 并广泛应用于钻井、完井和修井等工程领域内容, 由此促进并带动各种钻井及完井的新工艺和新工具的研发[1]。

一般情况下, 膨胀管技术可以分为两类, 分别是实体膨胀管技术和割裂膨胀管技术。其中, 割裂膨胀管以一种新的完井手段作用于油井工程, 达到提高油井产量的应用效果。目前, 膨胀管技术在我国的应用水平已经形成了一定的发展水平, 但是对技术的研究仍然处于初级阶段。对于膨胀管的使用而言, 残余应力的研究十分必要, 因为残余应力的存在会对膨胀套管的使用性能和正常服役造成巨大影响。因此, 本文通过实验方式对膨胀套管的性能和残余应力进行研究[2]。

2 实验探究过程分析

2.1 实验方法

本实验中的研究对象为X52型号的管材。在未发生膨胀前, 壁厚为888mm, 内径尺寸为223.1mm, 外径尺寸为220.7mm;当发生10%的膨胀后, 壁厚为840mm, 内径为223.1mm, 外径为240.5mm;当发生20%的膨胀后, 壁厚为773mm, 内径为245.2mm, 外径为262.5mm[3]。

在分析膨胀管的性能时, 可以通过一定的热处理工艺与其进行对比, 从而保证其具有良好的塑性。作为影响管材膨胀性能的主要性能, 塑性越高才能够保证其使用的安全性。因此, 热处理工艺的选择依据主要考虑其是否可以提高管材的塑性。对此, 实验中选择的具体热处理工艺内容如下: (1) 以900℃条件下的淬火与650℃条件下的回火为基础的调质处理; (2) 790℃的淬火与650℃条件下的回火, 即高温回火和亚温淬火共同作用下的热处理工艺措施; (3) 650℃条件下的高温回火; (4) 900℃条件下进行加热, 然后炉冷至600℃, 再进行空冷[4]。

在实施膨胀管力学性能的测量过程中, 主要依靠的测量工具为电子拉伸试验机, 采用的测量方法为机械切割应力释放法。残余应力的测试方法为电测方式, 选用的仪器为SDY220S型号的程控静态电阻应变仪。

2.2 实验结果与分析

2.2.1 管材力学性能的测试结果和分析

经过测试得到管材扩径膨胀前后的力学性能。在膨胀处理前, 管材屈服强度为456MPa, 延伸率为30.2%, 材料强度为540MPa。在发生10%的膨胀后, 其对应的上述指标分别为574MPa、20.6%和647MPa。在发生20%的膨胀后, 其值分别为574MPa、15.7%和652MPa。当管材发生扩径膨胀后, 管材的屈服强度、伸展性以及材料强度都发生了变化, 即随着膨胀率的增大, 屈服强度和材料强度也随着增大, 但是延伸率出现了一定程度的下降[5]。

在完成膨胀前后的管材力学性能测试后, 要进行各种工艺热处理后的力学性能测量。如表1所示, 其为不同的热处理工艺条件下测量到的管材力学性能。从数据可以发现, 当对管材进行不同的热处理工艺后, 可以有效提高管材塑性, 但是处理后管材的屈服强度和材料强度出现了不同程度的下降。

考虑到经济性和实用性, 在进行管材的处理时首先可以通过膨胀技术增加管材的屈服强度和材料强度, 即可以通过扩径20%的膨胀技术。此外, 鉴于塑性对于管材使用性的特殊需求, 需要结合亚温淬火和高温回火的热处理工艺措施提高管材的塑性。在这种技术的共同作用下, 可以保证石油膨胀管的力学性能达到较为理想的使用状态。

2.2.2 残余应力的测试结果和分析

残余应力的测试部位主要包括管材内外壁的表面及熔合区、热影响区的轴向和环向残余应力;具体采用的测试方法为机械切割应力释放法, 管材特征为完成20%膨胀率的套管。从应力状态测试分析, 膨胀后套管外壁在远离焊缝的基体部位表现为压应力状态, 即轴向和环向残余应力均为残余压应力, 套管内壁应力状态与其相反为拉应力状态。

从残余应力状态变化的角度分析, 当套管的膨胀率发生变化后, 其残余应力也随之发生变化, 即当套管的膨胀率达到10%时, 外壁残余应力由拉应力转为压应力, 轴向应力变化幅度在200~300MPa之间, 环向应力的变化相对较少。当膨胀率达到20%时, 应力值的变化幅度逐渐减小, 部分地区没有发生任何变化。通过这样的测试结果可以发现, 10%的膨胀率与20%的膨胀率对本实验中选择的管材是两个不同的扩径节点。在两种扩径状态下, 管材的残余应力发生了不同程度的变化趋势和幅度。同时, 随着膨胀率的增加, 管材强度与残余应力发生了相同规律的变化, 说明石油膨胀套管的力学性能与膨胀后的残余应力之间是相关的, 与材料在冷变形过程中微观结构的演变必然存在内在联系。

3 结论

综上所述, 本文首先介绍石油膨胀套管技术的基本特点, 通过实验的方式对X50型号的套管膨胀前后的力学性能和残余应力进行探究。通过测试结果发现, 管材膨胀率的增大, 有效提升了套管的屈服强度和材料强度, 且其残余应力也发生了同样的变化。

摘要：不同的热处理工艺处理条件下, 石油膨胀套管会表现出不同的膨胀性能。本文主要分析石油膨胀套管的材料性能在膨胀加工前后的变化情况, 并通过使用应力释放法对扩径膨胀率为20%的管材进行残余应力的测量, 从而得到一定的结论。同时, 本文分析石油膨胀套管的力学性能和残余应力在不同膨胀率下呈现的异常关系。

关键词：石油膨胀套管,力学性能,残余应力

参考文献

[1]王绍先, 李春福, 陈功剑, 等.膨胀管非线性大变形过程中摩擦问题模拟研究[J].石油机械, 2010, (3) :14-17, 89.

[2]唐明, 王璐璐, 马建忠, 等.石油膨胀套管的力学性能及膨胀后的残余应力[J].西安交通大学学报, 2010, (7) :90-94, 113.

[3]宋开红.单一井径大膨胀率膨胀套管用TWIP钢的研究[D].成都:西南石油大学, 2011.

[4]朱海波.膨胀筛管基管材料性能研究及应用[D].成都:西南石油大学, 2012.

微膨胀性能 第6篇

1 试 验

1.1 原料

环氧乳液:浙江安邦新材料发展有限公司;聚磷酸铵:山东寿光卫东化工有限公司:三聚氰胺:山东世安化工有限公司;季戊四醇、钛白粉:国药集团化学试剂有限公司;高岭土:CKT-1型,内蒙古三保高岭土有限公司;分别用混酸法、浓硫酸法制备可膨胀石墨;涂料的具体组成如表1所示。

1.2 实验过程

按配方称取防火助剂和无机填料,置烧杯中,加入蒸馏水,用高速电力搅拌机分散20 min;加入环氧乳液、固化剂,用高速搅拌机搅拌15 min,用电子天平称量涂料份,每份5 g,依据既定实验方案分别加入可膨胀石墨,用高速电力搅拌机搅拌5 min,静止后供涂刷使用。模拟钢结构防火涂料GBl4907—2002所规定的防火性能测试方法,钢板除锈,将配置好的涂料涂刷,常温自然晾干,干燥后重复涂刷至涂层厚度达到0.2 mm。按实验要求放在恒温干燥箱内进行养护规定天数。养护完毕后,取出试样进行测试。将试样放置在酒精喷灯上,进行灼烧实验,记录时间。

2 实验结果与讨论

2.1 EG添加量的影响

可膨胀石墨在加热达到其起始膨胀温度后发生膨胀变化并吸收大量热,可显著降低体系温度,因此其添加量的多少对防火涂料的防火性能有影响。图1为1#、2#两种可膨胀石墨添加量与阻燃时间的关系的试验结果,其中养护时间均为9 d。

由图1可知,可膨胀石墨添加量少于6%时,两种可膨胀石墨对提高防火涂料的阻燃效果明显,基本呈线性增加。但当可膨胀石墨添加量多于6%时,阻燃时间增加缓慢,甚至不增加,因此该类防火涂料中可膨胀石墨的最适宜添加量为6%。

2.2 EG粒度对阻燃性能的影响

可膨胀石墨粒度是表征其基本性能的一项重要指标,其粒度大小与其协同阻燃性能密切相关,故本试验将研究可膨胀石墨粒度对防火涂料阻燃性能的影响。试验条件如表2所示,试验结果绘制的曲线图如图2。

由图2可知,可膨胀石墨的粒度越小,防火涂层耐火时间长,阻燃性能越好。这可能因为粒径较小的可膨胀石墨在涂料体系中分散更加均匀,相同添加量的情况下膨胀作用更有效;二是因为可膨胀石墨的尺寸减小时,被封闭在石墨片层之间的氧化剂在受到热冲击时更容易从片层之间脱离,增加了膨胀倍率。因此,粒径小的可膨胀石墨防火性能更佳。

2.3 养护时间对阻燃性能的影响

试样养护时间对防火涂料阻燃防火性能有影响。图3为当在可膨胀石墨的添加量为6%,100目,涂层厚度为0.2 mm的试验条件下的试验结果。

由图3可知,试样1养护时间少于5 d时,随养护时间的延长阻燃时间逐渐延长,且增加速度较快。随养护时间的延长,涂料干燥时间亦延长,涂料中易挥发成分剩余量减少,即涂料中易燃成分减少,阻燃耐火时间延长。当养护时间多于5 d时,涂料中易挥发易燃成分已挥发殆尽,剩余养护时间对试验结果无明显影响,随养护时间的延长,涂料的阻燃耐火时间改变较小。研究表明养护时间取决于涂料本身性质,与可膨胀石墨自身性质无关,实际应用中使用防火涂料时一定的养护时间是必要的,若钢件涂刷防火涂料后养护时间不够充足会影响其固有的防火阻燃性能,使防火性能下降,造成严重后果。

3 结 语

可膨胀石墨作为一种物理性膨胀填料,在加热达到其起始膨胀温度后发生膨胀变化并吸收大量热,可显著降低体系温度,明显改善防火涂料的防火性能。添加可膨胀石墨后的防火涂料经火焰灼烧出现膨胀炭化层,并且膨胀过程中生成的气味和烟雾较普通防火涂料少;在本文的研究范围内,可知可膨胀石墨的最适宜添加量为6%;添加粒度小的可膨胀石墨能更有效地提高涂料的防火性能;实际应用可膨胀石墨防火涂料时,涂料涂刷后需要有必要的养护时间。

摘要：膨胀型防火涂料是防火涂料中的主要类型,具有低烟、少毒、无卤化的特点,受热时发生膨胀,生成导热系数较小的炭质层.延缓热量向基材的蔓延,呈高效的阻燃效果,为灭火赢得宝贵的时间,是实现阻燃剂无卤化的很有希望的途径之一,近年来已经被广泛用于建筑结构的防火处理。

关键词：防火涂料,膨胀型,石墨,阻燃

参考文献

[1]赵正平.可膨胀石墨及其制品的应用及发展趋势[J].中国非金属矿工业导报,2003,11(3):7-9.

[2]王新刚.可膨胀石墨在膨胀型防火涂料中的应用及发展[J].现代涂料与涂装,2007,10(6):10-12.

[3]寇波,谈玲华,杭祖圣.可膨胀石墨协同阻燃的研究进展[J].材料导报:综述篇,2010,24(5):84-87.

混凝土微膨胀剂使用分析 第7篇

微膨胀混凝土外加剂是中国建筑材料科学研究总院于1985年研制开发的专利产品, 后形成CEA (现已淘汰) 、AEA、UEA、ZY等系列 (主要成分不同, 有氧化酸钙类和硫铝酸钙类) 。

微膨胀混凝土外加剂UEA的主要作用机理是通过形成混凝土内的结晶, 补偿混凝土硬化过程中的干缩拉应力和部分水化热引起的温差应力, 从而能使混凝土中的孔隙减小, 毛细孔径减小, 提高混凝土的密实性, 止或减少结构产生有害裂缝。所以又叫收缩补偿混凝土, 主要应用于大体积混凝土中。

2 膨胀剂的指标、性能要求

补偿收缩混凝土性能指标, 一是在不影响抗压强度条件下膨胀率要尽量增大;二是干缩落差要小。补偿收缩混凝土 (砂浆) 的膨胀性能, 以限制条件下的膨胀率和干缩率表示[1]。

混凝土收缩受到限制才会产生裂缝, 而混凝土膨胀在限制条件下才能产生预压力 (σc) , 由公式 (1) 确定σc和ε2值的之间关系。

其中:μ为配筋率;Es为钢筋弹性模量;ε2为限制膨胀率。

填充膨胀混凝土主要应用于大限制下的结构后浇缝、伸缩缝、大坝回填槽和钢管混凝土等。该混凝土的膨胀系数应比补偿收缩混凝土适当大些, 它产生的膨胀压力对新老混凝土粘结更有利。通过大量试验与工程实践, 填充性膨胀混凝土产生的预压应力值σc=0.5～1.0MPa为宜, 因此, 该混凝土在水中养护14天的限制膨胀率≥2.510-4, 随后放在干空养护28天, 其干缩率应不大于3.010-4。

由于填充用膨胀混凝土掺膨胀剂较大, 早期膨胀较大, 对强度影响较大, 故规定试件成型带模养护3天拆模, 再放入水中养护至28天, 测定其抗压强度, 这样与实际工程接近。试验表明, 该混凝土的抗压强度应大于30.0MPa。

3 使用膨胀剂的优缺点

使用膨胀剂的优点有阻裂补强, 抗渗增韧, 握裹力强, 无磁防锈, 耐碱拒腐, 安全无毒等效果。

使用膨胀剂的缺点主要如下:

(1) 膨胀剂防止早期混凝土干缩, 膨胀剂加入到混凝土中, 拌水后生成大量的膨胀结晶体钙矾石 (C3A3CaSO432H2O) , 膨胀结晶体钙矾石的生成需要大量水, 因此在浇筑后的养护要求特别苛刻, 1～7d内是膨胀变形的主要阶段, 应特别加强浇水养护, 7～14 d仍需湿养护, 以保证此期间混凝土表面湿润连续充足, 确保膨胀率能达到设计预期的峰值, 充分发挥混凝土的膨胀效应。但是, 实际工地上的养护往往是比较简单的浇水养护, 一般达不到混凝土表面湿润连续充足的要求, 其效果将大打折扣, 而如果忽视对浇筑后早期的养护或养护方法或措施不当将会导致膨胀混凝土抗裂与抗渗性能受到不同程度的损害, 严重的还造成质量事故。

(2) 当前较多施工现场或搅拌站没有专门的测定掺膨胀剂砂浆和混凝土限制膨胀剂的仪器设备, 也没有专门的检验人员, 存在加料有随意性, 很难达到±2%的计量误差。有的承包人为了多赚钱, 故意不按混凝土配合比掺入足够膨胀剂, 原造成浇筑的混凝土的膨胀效应极低, 这样的工程, 即使用了膨胀剂, 混凝土仍将开裂。

(3) 目前, 市场各种膨胀剂产品多达10余种, 生产厂家更是多, 市场竞争激烈, 产品良莠不齐, 加上一些不良企业制售假冒、伪劣产品扰乱市场。膨胀剂质量检测, 比较麻烦, 时间较长, 搅拌站的使用也较难控制。

(4) 在《建筑施工计算手册》中有关膨胀剂的论述与计算理论都曾进行过评价。计算手册中的计算思想是想把膨胀剂膨胀用来补偿混凝土的收缩, 但实际上两者有一个时间错位:收缩与膨胀不能同日而语微膨胀混凝土膨胀在先, 而漫长的大量收缩在后;事实上即使膨胀混凝土在早期膨胀后也会与一般混凝土一样后期还存在收缩。假如膨胀剂的膨胀能量能保存下来并产生相对应的自应力 (预应力) , 那么手册的计算方法还是有一定价值的, 而实际操作中这种预应力难以保存, 其原因是多方面的:混凝土是处于开口状态, 其钢筋对混凝土的约束是很有限的;另一方面混凝土的早期塑性很大也会使混凝土预应力丧失。

4 存在问题及解决方案

某项目混凝土基础底板在施工完成2个多月后发现有100多条纵向裂缝, 裂缝宽度较小, 其走向与分布有一定的规律性。后经专家鉴定, 裂缝为收缩性裂缝, 对结构安全不构成危害。

分析裂缝产生的原因, 主要有以下两点:

(1) 金港华庭地下室底板长280m, 宽60～80m, 厚600mm, 一般长宽比大于3:1的混凝土底板, 由于受混凝土自身收缩与地基约束的双重作用, 是极易产生纵向 (沿短边方向) 裂缝的。

(2) 底板混凝土强度为C60, 施工中为减少水化热, 在混凝土配合比外加剂中使用了UEA产品, 水泥采用的是早强水泥。实际上UEA与早强水泥的使用对减少裂缝无益而有害, 它使得早期混凝土需要大量的水进行高标准养护, 后期又起不到补偿收缩的作用。当养护不到时, 裂缝将不可避免的大量产生。

裂缝会引起地下水渗漏到地下室, 因此需要对裂缝进行堵漏处理。对于裂缝的处理, 主要使用单液型SL-668 (疏水性) PU发泡止水剂材料。

施工工艺简述如下:第一、清扫积水;第二、查找裂缝;第三、钻孔;第四、安装注浆咀;第五、高压注浆;第六、检查修补渗水点;第七、清扫现场。

5 结论

使用混凝土微膨胀剂的缺点较多, 在使用过程中尽量少用或不用混凝土微膨胀剂, 而通过加强施工管理和养护, 并采用非早强型的普通硅酸盐水泥, 适当掺合粉煤灰等活性材料调整配合比, 减少水化热的方式, 以提高混凝土的抗裂能力, 保证混凝土的施工质量。

摘要：根据相关工程实践和研究, 总结和分析了UEA防裂机理和实际功能, 使用混凝土微膨胀剂的缺点较多, 在使用过程中尽量少用或不用混凝土微膨胀剂, 而通过加强施工管理和养护, 并采用非早强型的普通硅酸盐水泥, 适当掺合粉煤灰等活性材料调整配合比, 减少水化热的方式, 以提高混凝土的抗裂能力, 保证混凝土的施工质量。

关键词：UEA膨胀剂,防裂,普通硅酸盐水泥

参考文献