应急自动堵漏材料的设计制备及模拟实验

目的设计制备一种基于磷酸镁水泥的应急自动堵漏材料,并进行室内模拟实验。方法通过加入核桃壳粒和膨润土,为应急堵漏材料提供骨架支撑,调整材料密度。基于此进行单掺实验遴选抗分散组分、填料组分和膨胀组分种类,并确定各自掺量范围。而后,以聚丙烯酰胺(PAM)掺量、核桃颗粒级配和吸水树脂(SAP)掺量作为正交试验设计因素,开展三因素三水平正交试验,得到应急自动堵漏材料的基本配方。最后,根据不同漏口位置、漏口形状、漏口大小,掺加纤维搭建漏口阻挡体系,加入漂珠调节堵漏材料密度实现自动堵漏。通过初凝时间和终凝时间测试、置换法和p H值测试,分别测定应急自动堵漏材料凝结时间、密度和抗分散性,依据堵漏渗水的多少判定堵漏效果。结果通过单掺试验遴选材料和正交试验调整掺量,最后得到基于磷酸镁水泥应急自动堵漏材料基础配方为100%MPC+60%核桃壳颗粒+40%~100%漂珠+5%膨润土+0.6%PAM+4%SAP+3%~4%硼砂+0.4%减水剂+0~5%纤维,水固比为0.2~0.25,对基础配方改进后能对底部、侧部不同尺度漏口进行封堵。结论纤维能在漏口形成网架结构,实现刚性填料和弹性膨胀组分拦阻,核桃颗粒等填料可以在漏口内部狭窄处进行架桥,提供封堵层骨架,SAP等膨胀组分吸水可较密实地填充漏口,漂珠可以有效调节应急堵漏材料密度。