纳米二氧化硅和氧化石墨烯复掺对油井水泥力学性能的影响

摘要

为了探索氧化石墨烯(GO)和纳米二氧化硅(NS)复掺对水泥力学性能的影响,制备了纳米二氧化硅-氧化石墨烯(NS-GO)复合分散液,并掺入油井水泥制备了NS-GO水泥样品。分别使用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)、傅里叶红外(FTIR)对样品进行结构表征。结果表明,纳米材料在基材中的分散性对复合材料性能有重要影响,NS与GO的共价结合有利于NS-GO颗粒在水泥碱性环境中的分散;水化28 d后,NS-GO(0.03%GO+1.5%NS)水泥样品的抗折抗压强度分别提高了41.96%和41.71%,远优于单掺纳米材料(0.03%GO或1%NS)的水泥样品;GO和NS具有协同作用,其促进了水泥内部产生柱状和花状水化物,桥接了裂缝,使水泥硬化浆体致密化,最终改善了水泥的力学性能。