مواد و ساخت پیشرفته

سیمان چاه نفتی با فریت بالا[1] (HFOC) به دلیل خواص مکانیکی عالی و مقاومت در برابر خوردگی، توجه تحقیقات گسترده­ای را به خود جلب کرده است. ولی، تشخیص فریت و محصولات هیدراتاسیون آن در خمیر سیمان دشوار است. بنابراین، ایجاد مکانیسم بهبود خواص مکانیکی سیمان پرتلند با افزودن فریت یک موضوع چالش برانگیز است.

بر همین اساس، در یک مطالعه جدید، فریت کروی[2] (SF) از طریق دانه­ بندی برای بررسی مکانیسم هیدراتاسیون و بهبود خواص مکانیکی خمیرهای سیمان چاه نفت با افزودن فریت­ کروی تهیه شده است. برای بررسی­ های آزمایشگاهی، از آزمایشات XRD[3] استفاده شده است. نتایج XRD نشان داده است که ساختار کریستالی SF با فریت سازگار است. تجزیه و تحلیل فاز محصولات هیدراتاسیون نشان داده است که محصولات هیدراتاسیون در فاز AFm به تدریج ذرات SF را به طور کامل در طول واکنش هیدراتاسیون اولیه پوشانده و در طی واکنش هیدراتاسیون بعدی به کریستال­های مکعبی C3(A, F)H6 تبدیل می­شوند.

همچنین ارزیابی خواص مکانیکی نشان داده است که مقاومت فشاری و کششی خمیر سیمان چاه نفت با افزودن 4 درصد SF به ترتیب 11.7 و 17.5 درصد افزایش می­یابد. علاوه بر این، افزودن SF مدول الاستیک خمیر سیمان را کاهش می­دهد. مکانیسم افزایش خواص مکانیکی SF در سیمان چاه نفت شامل مشارکت در فرآیند هیدراتاسیون سیمان چاه نفت و انرژی مصرفی شکست است. بررسی حاضر پشتیبانی تئوریکی را برای مکانیسم توسعه خواص مکانیکی سیمان چاه نفت ارائه می‌کند.

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0008884622002423