《Coatings》：Defect Characterization and Segmentation in APS Thermal Barrier Coatings SEM Images Using BES-YOLO11
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水基钻井岩屑（WBDCs）是油气钻探过程中产生的大体积固体废弃物。其胶结能力弱、颗粒结构松散，限制了其直接工程利用。在本研究中，采用以粒化高炉矿渣（GGBS）和粉煤灰（FA）为主要成分的多源固废胶凝材料对WBDCs进行稳定化处理，以硅酸盐水泥作为辅助胶凝材料，
水基钻井岩屑（WBDCs）是油气钻探过程中产生的大体积固体废弃物。其胶结能力弱、颗粒结构松散，限制了其直接工程利用。在本研究中，采用以粒化高炉矿渣（GGBS）和粉煤灰（FA）为主要成分的多源固废胶凝材料对WBDCs进行稳定化处理，以硅酸盐水泥作为辅助胶凝材料，以硅酸钠作为碱性激发剂。研究人员研究了硅酸钠模数、硅酸钠掺量、水泥掺量以及GGBS与FA质量比对强度发展的影响，并进一步采用XRD、FTIR、TG、MIP和SEM-EDS等手段阐明稳定化机理。结果表明，胶凝材料组成显著影响稳定化WBDCs的强度水平和强度发展速率。在总胶凝材料掺量为15%时，硅酸钠模数为1.4、硅酸钠掺量为4%、水泥掺量为10%、GGBS与FA质量比为6:1的配合比表现出最佳力学性能，其7、14、28 d无侧限抗压强度分别达到6.87、9.74和10.17 MPa。微观结构分析表明，稳定化WBDCs的强度发展主要与低结晶度C-S-H/C-(A)-S-H型凝胶以及少量钙矾石（AFt）的形成和持续发展有关。从7 d到28 d，孔隙率和总孔体积分别降低了9.5%和11.0%，平均孔径降低了31.2%。本研究为WBDCs的资源化利用以及含多种工业固废的低水泥胶凝材料设计提供了依据。
论文解读
研究背景与问题：油气钻探过程中，钻头破碎地层并由钻井液将岩屑携带至地表，使用水基钻井液时分离出的固体残渣即为水基钻井岩屑（WBDCs）。WBDCs主要含地层来源矿物，表面可能残留钻井液添加剂、可溶盐和微量污染物，其组成因地层条件、钻井液配方和分离工艺而异。已有研究表明页岩气钻井岩屑可能含重金属等潜在有害组分，处置不当会占用土地并造成长期环境风险。以往资源化利用途径包括生产水泥熟料、免蒸压加气混凝土、水泥砂浆、混凝土、陶粒支撑剂、道路垫层和路面基层等，但许多路线仍依赖硅酸盐水泥、热处理或专用稳定剂，存在水泥用量大或能耗高等问题。碱激发工业副产物，如粒化高炉矿渣（GGBS）和粉煤灰（FA），为降低传统胶凝材料依赖提供了可能。现有研究虽然已将碱激发应用于钻井岩屑稳定化，但较少系统考察硅酸钠模数、硅酸钠掺量、水泥掺量以及GGBS与FA质量比等参数对WBDCs稳定化的联合影响。为此，研究人员构建了以GGBS和FA为主要固废前驱体、硅酸盐水泥为辅助胶凝材料、硅酸钠为碱性激发剂的多源固废胶凝体系，用于稳定WBDCs，并系统研究上述因素对强度发展的调控规律，进而揭示稳定化机理。
研究内容与结论：研究人员设计了10个配合比（M1–M10），总胶凝材料掺量固定为干混合料质量的15%，干WBDCs占85%。通过无侧限抗压强度（UCS）试验发现，最优配合比M10（硅酸钠模数1.4、硅酸钠掺量4%、水泥掺量10%、GGBS:FA质量比6:1）在7、14、28 d的强度分别达到6.87、9.74、10.17 MPa，且14 d时已发展至28 d强度的95.8%。多种微观表征表明，强度发展主要源于低结晶度C-S-H/C-(A)-S-H型凝胶及少量钙矾石（AFt）的持续形成；原始矿物作为骨架保留，反应产物逐渐填充孔隙并桥接颗粒，使孔隙率下降、孔径细化。该研究建立了胶凝材料组成、反应产物发育与宏观强度之间的联系，为WBDCs的资源化利用及多工业固废低水泥胶凝材料设计提供了依据。
主要技术方法：研究中使用的原材料来源为：WBDCs取自四川科宏天然气有限公司位于成都的页岩气钻井现场，经现场振动筛分和机械压滤脱水后密封运输至实验室；GGBS购自南通；FA购自广东；水泥为安徽产P.O 42.5型硅酸盐水泥；碱性激发剂为液体硅酸钠，并用分析纯NaOH调节模数。样品采用静态压实法制备为直径100 mm、高100 mm的圆柱体试件，目标压实度96%，养护温度20±2°C、相对湿度95%。力学性能采用UCS试验（加载速率1 mm/min）评价；反应产物和微观结构采用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、热重分析（TG）、压汞法（MIP）和扫描电子显微镜-能谱分析（SEM-EDS）联合表征。
研究结果：按原文小标题分述如下。
3.1 无侧限抗压强度分析：所有配合比强度均随龄期增加，但增长幅度和速率差异明显。M10在7、14、28 d强度均最高，分别为6.87、9.74、10.17 MPa。M
