1. 研究解决的问题： (1) 地聚物体系的三大基本性能，特别是流动度经外加剂调整后，是否在不影响强度的前提下达到固井要求。 (2) 干热法作为快速检验油井水泥耐热性能的方法，是否可以给初步选择配方带来参考价值。 (3) 确定满足地聚物体系与外加剂的配伍性时需要掺入水泥的量。 2. 实验方案： 3. 试验中遇到的问题与思考 碱激发剂基体的速凝现象十分严重，其中高模数1.7激发剂速凝现象更为突出。（20%浓度初凝时间10min左右，终凝时间55min左右，30%浓度终凝时间在10min以内）在不考虑初终凝的情况下，30%浓度激发剂的基体3d强度（45 MPa）显著高于20%浓度激发剂基体。相同浓度的条件下，低模数（1.1）激发剂体系强度高。 常用缓凝剂（千分之三）USZ、（1%）BCR、（1%）柠檬酸对30%浓度的激发剂体系几乎不起作用，对20%浓度的激发剂体系可起到一定作用（但终凝后试样较软，可以预计强度不够，可能是缓凝剂的影响）。自制缓凝剂BCH（1%）延长20%浓度激发剂体系下的终凝时间效果明显（由10min延长到10 h）。BCH对30%浓度激发剂体系缓凝作用不大。值得说明的是，USZ、BCR、柠檬酸有促进体系流动性的作用，BCH对体系流动性有不良影响。 （注：1.以上体系为10MK 20G 70slag；5MK 15G 20HMS 60slag 2.加入缓凝剂后，初终凝过渡时间太长，且终凝后状态异常，凝而不硬）3.不加缓凝剂的碱激发体系，1-7d强度增益小，部分甚至出现倒退4.以上液固比均为0.5） 思考：1. 碱激发剂中的水玻璃相对含量越高，早期流动性越差，可能造成初凝时间短，过渡时间过长，在水泥含量较多的基体中尤为明显，可能含水泥体系中不适合加入水玻璃。2. BCH虽然有一定的缓凝作用，但过渡时间过长，样品终凝而不硬的问题变的更加突出。3. 30%激发剂浓度虽然强度高，但缓凝剂均无效（BCH已提高至3%），20%激发剂强度一般。4. MK对初终凝、强度影响未知，且含量低，作为多元组分中的低含量成分，可暂不考虑，后期作为外添料加入。 试验从以下方面进行初期调整。1. 改变基体：将原来复杂的3~4元组分换至三元，去除MK，引入流动度好，凝结时间长的富镁废渣HMS（先前实验证明，其早期强度虽低但后期增益高，且高温下强度高，具有膨胀特性）新基体组分：60slag 20HMS 20G。2. 变原来复杂的碱激发剂为水，去除水玻璃对初凝及流动性的不良影响，对于可能存在的早期强度低的情况，采用其它方法 3. 水灰比仍暂定0.5，之后可调整。 解决初终凝及早强问题（前者已解决），早强问题的解决方案：1. 外添料：A有碱无水玻璃激发法，加入NaOH，掺量暂定1%、3%、5%。B参考孟师兄解决高镁废渣早强的方法，加入硅灰，掺量暂定1%、3%、5%。C 加入姚老师建议的偏高岭土，掺量暂定5%、10%、15%（替代矿渣）。2. 降低水灰比：早期水灰比0.50，高于油井水泥常用0.44水灰比，流动度23.2cm，可适当降低水灰比：0.50、0.47、0.44。3. 改变现有材料细度：HMS过200目筛，矿渣购买超细矿渣，油井水泥放弃使用江南（流动度好但强度可能低，且没有余料）4.将基体中G级油井水泥更换为初期水化快、早期强度高的铝酸盐水泥。强度测试1d、3d、7d、28d各三个样，热处理留12个样。 后续实验安排 (1) 选择满足油井水泥流动度(＞20cm)及初终凝的配方，并保证其早期抗压强度满足热采井需要(50℃养护下3d强度高于14MPa)。 (2) 放入热处理炉中进行高温热处理，温度高于500℃，保温时间大于6h，并与加砂水泥高温后的强度进行对比。 (3) 掺入合适的纤维及晶须以起到增强、增韧的作用，同样也利用干热法进行处理，比较各组分的抗折抗冲性，确定纤维的种类及掺量。 (4) 加入外加剂调节地聚物体系各项工程性能，利用高温高压膨胀仪确定掺入膨胀剂的种类及其掺量。 主要实验仪器： 材料学院拥有材料化学工程国家重点实验室（胶凝材料研究室）、建材行业集料碱活性研究检测中心、江苏省无机及其复合材料重点实验室、江苏省非金属复合功能材料工程研究中心、江苏省材料科学与工程基础实验教学示范中心。这为本课题开展实验以及利用实验设备提供了坚实的基础。 本课题采用美国ARL9900型X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)仪。采用德国GT-60压汞孔径分析仪。采用JSM-5900型扫描电镜（JEOL）。 | 
