蒙飞
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袁进平
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丁煜翰
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杨燕
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李明
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郭小阳
硅酸盐通报
针对油井水泥石易脆裂而导致油气井水泥环层间封隔失效这一问题,实验研究了氧化石墨对油井水泥石力学性能的增强效果.利用SEM、EDS和XRD等手段对氧化石墨增强水泥石进行了表征,并探讨了氧化石墨增强机理.实验结果表明:氧化石墨可显著增强水泥石力学性能,氧化石墨掺量为0.05％时,增强水泥石的28 d抗压、抗折和劈裂拉伸强度较纯水泥石分别提高68.63％、17.44％和159.12％;氧化石墨对水泥浆的应用性能无不良影响,反而有助于改善水泥浆的沉降稳定性并降低水泥浆失水量.机理分析结果表明:水泥石在受外力破坏时,氧化石墨层内、层间均出现损伤;一方面氧化石墨层内破坏时其化学键必然断裂而耗能,另一方面氧化石墨层间剥离时需克服层间作用力而耗能,氧化石墨主要通过上述两方面的作用增强水泥石力学性能.研究结果可为解决油井水泥石易脆裂问题提供理论参考.
关键词:
氧化石墨
,
油井水泥石
,
劈裂拉伸强度
,
力学性能
,
增强机理
邓双
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袁进平
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靳建洲
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于永金
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李明
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郭小阳
硅酸盐通报
随着现代工程技术的不断进步,超高层、超深井、大跨度等复杂恶劣环境对水泥基材料提出了更高的要求,鉴于水泥基材料是一种具有多尺度结构特征的复合材料,因此使用多尺度纤维是增强水泥基材料性能的有效途径.本文在综述国内外水泥基材料多尺度特征研究进展的基础上,介绍了水泥基材料的多尺度模型发展概况,指出了目前的研究中各个尺度模型之间的联系不够紧密的不足;总结了水泥基材料内部裂纹由微观至宏观的多尺度扩展、破坏过程;论述了单一纤维和多尺度纤维增强水泥基材料的研究现状,提出了目前应加强对多尺度纤维的增强机理的研究、开发性价比更高的纤维体系等建议.最后对多尺度纤维增强水泥基材料的研究方向进行了展望.
关键词:
水泥基材料
,
多尺度纤维
,
模型
,
破坏过程
,
增强
