镁质胶凝材料

3镁质胶凝材料应掌握的知识点镁质胶凝材料的定义与应用镁质胶凝材料的原料与制备方法镁质胶凝材料的水化机理镁质胶凝材料存在的问题3.1定义及其特性定义：由磨细的苛性苦土〔MgO〕或苛性白云石〔MgO和CaCO3〕为主要组成的一种气硬性胶凝材料。原料：天然菱镁矿〔MgCO3〕或天然白云石(CaCO3▪MgCO3)或含水硅酸镁〔3MgO·SiO2·2H2O〕为主要成分的蛇纹石、冶炼轻质镁合金的熔渣。〔主要分布于辽宁、四川、山东、新疆、西藏等地区〕定义镁质胶凝材料的制备菱镁矿白云石分解温度：400℃开始分解；600~650℃反响剧烈进行；实际生产控制温度：800~850℃实际生产控制温度：650~750℃，目的防止CaCO3分解。540~900℃MgO+CaCO31402004006008001000℃

失重百分率%0102030405060100200300400500600700失重曲线升温曲线752℃1atmMgO+CaCO3MgO+CaO812℃936℃874℃煅烧时间（min）540℃900℃MgO的活性与煅烧温度的关系MgO的结构及水化活性与煅烧温度、煅烧时间有关。煅烧温度较低时，所得产物的晶格较大，晶粒之间存在着较大的空隙和相应的庞大的比外表积。这时产物与水反响的面积大、速度快；〔450~700℃煅烧的MgO水化仅数分钟〕如果提高煅烧温度或延长煅烧时间，那么晶格的尺寸减少，结晶粒子之间逐渐密实，就大大延缓了水化反响。编号煅烧温度(oC)煅烧时间(h)比表面积(m2/g)145051263680432310003154130023〔2〕影响石灰消化的主要因素煅烧条件对石灰水化反响能力的影响时间温度12341、有15%欠烧的石灰2、煅烧正常的石灰3、有15%过烧的石灰4、含32%MgO的苦土石灰石灰水化动力学：镁质胶凝材料的水化〔1〕MgO-H20体系水化时间（d）煅烧温度（℃）80012001400175.46.494.723100.023.409.2730—94.7632.80360—97.60—MgO水化速度与煅烧温度的关系3.2镁质胶凝材料的胶结机理水化程度%2040608010024681090水化时间/d125m2/g32m2/g15m2/g3m2/g结论：比外表积越大，水化速度越快。1.02.03.0102030时间〔d〕塑性强度/Pm〔MPa〕不同分散度的MgO浆体塑性强度的变化125m2/g32m2/g15m2/g3m2/g结论：比外表积越大，强度开展越快，但浆体强度越低。经一般煅烧温度〔600~800℃〕所得的MgO，在常温下水化时，其最大浓度为0.8~1.0g/L。而其水化产物Mg〔OH〕2在常温下的平衡溶解度为0.01g/L左右，所以其相对过饱和度为80~100，这个数值与别的胶凝材料相比是相当大的。过大的过饱和度会产生大的结晶应力，使形成的结晶结构网受到破坏。原因问题：A：如果提高煅烧温度，降低其比外表积，那么其溶解速度与溶解度更低，水化过程更慢；B：如果提高MgO的比外表积，虽然可以增大MgO的溶解速度与溶解度，加快水化过程，但是其过饱和度太大，会产生很大的结晶应力，导致结构破坏，使强度显著降低。既能加快凝结时间又能提高强度的技术方法？？1、加速MgO的溶解；2、降低体系的过饱和度。方法C1：反响物的溶解度；C2生成物的溶解度提高水化产物的溶解度或者迅速形成复盐。2-H2O用MgCl溶液代替水作MgO的调和剂，可以加速其水化速度，并且能与之作用形成新的水化物相。这种新的水化物相的平衡溶解度比Mg〔OH〕2高，因此其过饱和度也相应降低。用MgCl2溶液调制的镁质胶凝材料——氯氧镁水泥，〔Sorelcement，索瑞尔水泥，简称镁水泥〕。〔1〕镁水泥水化相形成机制及相变镁水泥的水化过程及其影响因素qq1q2q3IIIIIIIVt1t2t3t水化放热曲线的一般形式I诱导前期II诱导期III加速期IV减速稳定期〔2〕影响水化过程的主要因素a、MgO的活性与细度b、MgO与MgCl2的比例。〔3〕水化相简称3·1·8相或3相简称5·1·8相或5相H2OMgCl2·H2OMgOMg〔OH〕2F5-1-8F3-1-8LKIHDJIGCBAA：MgO-MH-5·1·8B：MgO-5·1·8-3·1·8C：MgO-3·1·8-MgCl2·6H2OD：3·1·8-MgCl2·6H2O-GELE：3·1·8-5·1·8-GELF：5·1·8-MH-GELG：MH-GELH：MgCL2-GEL-5·1·8I：3·1·8-GELJ：MgCl2·6H2O-GELK：GELL：GEL-Liquid5相向3相转变∆G=-2.682kJ/mol在一定条件下，相5可自发向相3转变，但由于∆G十分接近于零，只要条件稍有变化，也可能改变反响进行方向镁水泥的强度及其影响因素〔1〕镁水泥的强度及其影响因素煅烧温度℃600700800900100011001200比表面积m2/g121.185.248.929.526.516.1—初凝时间h:min1:301:551:574:254:176:219:57终凝时间h:min2:072:333:205:405:118:1113:02镁水泥凝结时间与MgO活性的关系406080100时间〔h〕强度/MPa时间〔d〕208165相3相混合相5相3相强度变化与水化相相变有关〔2〕镁水泥硬化体的强度镁水泥硬化体结构与其他胶凝材料硬化体结构有共通点：均为多相孔结构，结构特性决定于水化产物的类型、数量；水化产物之间的相互作用以及孔隙率的大小和孔径分布的规律。潮湿条件下：结晶接触点的高溶解度，强度下降快枯燥条件下：硬化快、强度高〔2〕镁水泥硬化体的强度2