堿激發(fā)膠凝材料在油田道路工程及廢料固化中的應(yīng)用研究.pdf

1、二十世紀(jì)末，在各國(guó)強(qiáng)烈呼吁環(huán)境保護(hù)的背景下，堿激發(fā)膠凝材料因其綠色環(huán)保的鮮明特征引起各國(guó)學(xué)者們的關(guān)注，將其視為膠凝材料發(fā)展的未來(lái)方向。目前，堿激發(fā)膠凝材料在一些發(fā)達(dá)國(guó)家的研究起步較早，已開展了一系列的實(shí)踐應(yīng)用。而我國(guó)堿激發(fā)膠凝材料的研究和應(yīng)用還處在起步階段，并無(wú)典型的實(shí)際工程應(yīng)用。因此，開展關(guān)于堿激發(fā)膠凝材料的科學(xué)研究和推廣應(yīng)用具有十分重要的現(xiàn)實(shí)研究意義。為了更好的推進(jìn)堿激發(fā)膠凝材料在我國(guó)的普及和應(yīng)用，本文對(duì)堿激發(fā)膠凝材料的配合比設(shè)計(jì)和

2、試驗(yàn)研究開展了大量工作，主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:
　　(1)基于正交試驗(yàn)法開展路基用堿激發(fā)膠凝材料的配合比設(shè)計(jì)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在堿激發(fā)劑作用下，偏高嶺土和粉煤灰復(fù)摻的強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果明顯優(yōu)于單摻。其中，偏高嶺土/粉煤灰的比值與材料的抗折強(qiáng)度呈正相關(guān)。過度增大粉煤灰、石灰、石膏、堿激發(fā)劑的摻量，在減少水泥摻量的同時(shí)將會(huì)引起抗壓強(qiáng)度的下降。建議路基用堿激發(fā)膠凝材料配合比為偏高嶺土15％、粉煤灰35％、石灰4％、石膏4％、水玻璃8％、氫氧化鈉4％

3、、42.5R普通硅酸鹽水泥30％。
　　(2)針對(duì)路面用堿激發(fā)膠凝材料的配合比設(shè)計(jì)開展了大量的試驗(yàn)研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)硫鋁酸鹽水泥作為一種具備優(yōu)異早強(qiáng)性能的膠凝材料，對(duì)后期強(qiáng)度的貢獻(xiàn)不大。產(chǎn)生早強(qiáng)性能的同時(shí)也產(chǎn)生副作用—材料變脆。僅由水泥加入石灰、石膏等堿激發(fā)劑后，并未產(chǎn)生堿激發(fā)作用，反而會(huì)由于石膏材料的微膨脹性導(dǎo)致整體強(qiáng)度體系的破壞。而偏高嶺土得活性成分在堿激發(fā)的作用下能夠形成穩(wěn)定的晶格體系，從而產(chǎn)生一定的強(qiáng)度。配合比中具備早強(qiáng)性能的

4、偏高嶺土和硫鋁酸鹽水泥不宜復(fù)摻過多，否則會(huì)引起強(qiáng)度的下降;堿激發(fā)偏高嶺土體系中，普通硅酸鹽水泥相比硫鋁酸鹽水泥更適用于該體系中，與偏高嶺土復(fù)摻能夠產(chǎn)生更好的強(qiáng)度效果。建議路面用堿激發(fā)膠凝材料配合比為硫鋁酸鹽水泥20％，石灰10％，石膏10％，偏高嶺土20％，42.5R普通硅酸鹽水泥40％。
　　(3)針對(duì)油氣田開采過程中產(chǎn)生的巖屑固化進(jìn)行了強(qiáng)度和固化浸出試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過相應(yīng)的水泥固化技術(shù)，使得巖屑中COD平均含量降低97.3％，