基于正交法的抗硫酸盐腐蚀水泥配比设计.pdfVIP

石 油 地 质 与 工 程 2010年 7月 PETR0LEUMGE0L0GYANDENGINEERING 第 24卷 第4期 文章编号 ：1673—8217(2010)04—0126—03 基于正交法的抗硫酸盐腐蚀水泥配比设计 刘建华 ，令文学 ，初艳光 (1．中国石化石油工程技术研究院，北京 100101；2．中国石化德州石油钻井研 究所) 摘要：以硅粉 、粉煤灰和矿渣为矿物掺合料 ，采用XRD和 SEM 分析 了矿物掺合料对水泥水化产物 、水泥石结构和 形貌的影响，并用正交法确定 了水泥掺入矿物掺合料 的最优配 比。实验结果表 明：掺入矿物掺合料有利于降低水 泥中Ca(OH)2的含量 ，改善水泥石孔结构 ，提高水泥的抗硫酸盐腐蚀性能，且 当硅粉 、粉煤灰和矿渣以 占水泥质量 1O 、15 和 0的配比一 同掺入 时，水泥的抗硫 酸盐腐蚀性能最好 。 关键词 ：正 交法 ；抗硫酸盐腐蚀 ；矿物掺合料 ；抗压抗蚀 系数 中图分类号 ：TG174．2 1 文献标识码 ：A 硫酸盐腐蚀水泥的主要特性是，侵蚀介质中的 压力实验机 ；④ 日立 S一2500扫描电子显微镜 ；⑤ S(]i一和水泥石组分发生化学反应。如Ca(OH)、水化 D8ADVANCE型X射线衍射仪。 铝酸钙等 ，生成二水石膏或水化硫铝酸钙 。由于生 主要原料的化学组成见表 1。 蒹 殂 ∞ 成物的固相体积较反应物增加一倍 多，水泥石内部 表 1 主要原料 的化学组成 坞 产生极大的结晶应力 ，从而造成膨胀开裂以致毁坏 。 材料 SiO2 A1203 Fe203 CaO MgO 2．8l 有时当侵蚀介质 中的盐类 (如硫酸钙)被水带进水泥 乱 H 1|19 孑L隙，受水分蒸发或温度变化等因素影响而形成饱 阻 ∞ 7．14 和溶液之后 ，又从溶液中析晶成长，同样可对水泥石 M 造成危害。因此 ，降低水泥石中易受硫酸盐侵蚀 的 1．2 正交表设计 加 组分 、改善水泥石 的孔结构 、提高水泥石 的致密性 ， 正交实验 以硅粉、粉煤灰和矿渣的掺量作为三 对于增强水泥石的抗硫酸盐腐蚀性能就显得尤为重 鲋 乱 个主要影响因素进行研究 ，每个因素取四个等级 ，分 n ∞ 要 。 别是：0、5 、10 和20％的硅粉掺量；0、10 、15 矿物掺合料被广泛应用于水泥 中，在经济环保 和 20％的粉煤灰掺量；0、5 、10 和 15 的矿渣掺 的前提下又可用于提高水泥的强度 ，改善水泥的抗 量 。据