含有改性CaSO4晶须的固井水泥石的力学性能

作者：张博建; 彭志刚^*; 冯茜; 邹长军; **

来源：硅酸盐学报, 2021, 49(10): 2286-2297.

DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.20200994

• 硫酸钙晶须
• 改性晶须
• 界面黏结性能
• 增强增韧
• 力学性能

为了提高CaSO4晶须-水泥石的力学性能,采用正硅酸乙酯(TEOS)对晶须表面进行处理,改善晶须与水泥石间的界面。通过红外光谱仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪及接触角测试仪研究了改性CaSO4晶须表面的组成与特性。结果表明,正硅酸乙酯的水解产物与CaSO4晶须表面的羟基发生反应,在CaSO4晶须表面形成了稳定的、无定形态的Si O2。力学性能测试结果表明,改性CaSO4晶须能进一步提高水泥石的力学性能。通过扫描电子显微镜、孔径分布测试研究了晶须及水泥材料界面的微观结构、水化产物和水泥石的结构,揭示了改性CaSO4晶须增强水泥石的作用机理。改性CaSO4晶须表面包覆的Si O2与水泥基材料中游离的Ca(OH)2发生水化反应,促进更多水化产物如水化硅酸钙凝胶(C-S-H)的形成,使得晶须被周围水化产物紧密包裹,增强了晶须与水泥基材料之间的界面黏结作用,迫使裂缝在发展的过程中消耗更多的能量。并且,水化反应的进行也提高了水泥石结构的致密性,从而进一步提高了水泥石的力学性能。

• 单位
  西南石油大学; 化学化工学院