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1、第四章鎂質膠凝材料鎂質膠凝材料是由磨細的苛性苦土（MgO)或苛性白云石（MgO和CaCO3）為主要組成的一種氣硬性膠凝材料。與其他膠凝材料不同，鎂質膠凝材料在使用時不用水調和，必須用一定濃度的氯化鎂溶液或其他鹽類溶液來調和。4.1鎂質膠凝材料的制備4.2鎂質膠凝材料料漿的制備和硬化性能4.3鎂質膠凝材料的應用4.1.1原料鎂質膠凝材料一般是將菱鎂礦或白云石礦煅燒再磨細而成。 主要煅燒設備為立窯和回轉窯。4.1鎂質膠凝材料的制備化學成分SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO燒失量遼寧山東0.673.630.190.361.010.600.120.8946.7845.7251.3949.3
2、2菱鎂礦的化學成分1.菱鎂礦(MgCO3)：4.1鎂質膠凝材料的制備4.1.1原料晶質菱鎂礦石純凈的晶質菱鎂礦石為白色 非晶質的為白色瓷土狀，常含有SiO2和CaCO3等雜質。2.白云石礦：碳酸鎂與碳酸鈣的復鹽，CaCO3·MgCO3理論摩爾組成：CaCO3:MgCO3=1:1質量組成：CaCO354.2%；MgCO345.8%4.1鎂質膠凝材料的制備4.1.1原料石灰石：MgCO30~5%鎂質石灰石：MgCO35~10%白云質石灰石：MgCO310~25%白云石：MgCO3>25%天然白云石呈晶質和非晶質兩種3.蛇紋石(含水硅酸鎂，3MgO·2SiO2·2H2O)4.冶煉鎂合金的熔渣(
3、MgO含量>25%)4.1.2鎂質膠凝材料的生產煅燒過程中白云石的分解反應：復鹽分解碳酸鎂分解控制溫度4.1鎂質膠凝材料的制備白云石加熱過程1—失重曲線；2—溫度曲線煅燒溫度650~750℃4.1.2鎂質膠凝材料的生產4.1鎂質膠凝材料的制備氧化鎂與水拌和后產生反應：4.2鎂質膠凝材料料漿的制備和硬化性能4.2.1氧化鎂--水系統(tǒng)現(xiàn)象原因MgO+H2O=Mg(OH)2Text1、漿體凝結很慢2、硬化后強度很低1、MgO溶解度小，水化過程緩慢，導致硬化時間長。2、相對過飽和度太大，產生結晶應力，使強度降低。實驗證明：用氯化鎂溶液代替水來調制MgO時，可以加速其水化速度，并且能與之形成新的水
4、化物相。這種新相的平衡溶解度比Mg(OH)2高，因此其過飽和度也相應降低。4.2鎂質膠凝材料料漿的制備和硬化性能4.2.2氧化鎂—氯化鎂--水系統(tǒng)這種用MgCl2溶液調制的鎂質膠凝材料材料就是目前廣泛關注的氯化鎂水泥，簡稱鎂水泥，也稱索瑞爾水泥（SorelCement)。反應生成的氧氯化鎂結晶速度比氫氧化鎂快，因而加速了鎂質膠凝材料的凝結硬化速度，制品強度顯著提高。氯化鎂溶液（密度為1.2g/cm3）的摻量一般為菱苦土的55%～60%。摻量太大則凝結速度過快，且收縮大、強度低。摻量過少，則硬化太慢、強度也低。此外，溫度對凝結硬化很敏感，氯化鎂摻量可作適當調整。4.2鎂質膠凝材料料漿的制備
5、和硬化性能4.2.2氧化鎂—氯化鎂--水系統(tǒng)4.2鎂質膠凝材料料漿的制備和硬化性能4.2.2氧化鎂—氯化鎂--水系統(tǒng)1、鎂水泥的水化過程MgO在MgCl2溶液中的水化反應可以用水化放熱速率q隨時間t的變化率來描述。(J/g·MgO·h)q1t1t2t3q2q3ⅠⅡⅢⅣⅠ誘導前期Ⅱ誘導期Ⅲ加速期Ⅳ減速穩(wěn)定期現(xiàn)在較公認的水化相有“相3”和“相5”相3：3Mg(OH)2·MgCl2·8H2O，簡稱3·1·8相5：5Mg(OH)2·MgCl2·8H2O，簡稱5·1·84.2鎂質膠凝材料料漿的制備和硬化性能4.2.2氧化鎂—氯化鎂--水系統(tǒng)鎂水泥的硬化體是由水化物3·1·8相和5·1·8相為主的晶
6、體交叉連生而成的晶體網(wǎng)狀結構。2、鎂水泥的水化相3、鎂水泥的硬化強度和抗水性4.2鎂質膠凝材料料漿的制備和硬化性能4.2.2氧化鎂—氯化鎂--水系統(tǒng)（一）硬化強度在干燥條件下具有硬化快、強度高的特點12氯鎂水泥1與硅酸鹽水泥2強度發(fā)展對比3、鎂水泥的硬化強度和抗水性4.2鎂質膠凝材料料漿的制備和硬化性能4.2.2氧化鎂—氯化鎂--水系統(tǒng)（二）抗水性鎂水泥制品的耐水性和耐久性差，吸濕性大，易返潮和翹曲變形。其根本原因是相3和相5是不穩(wěn)定的?？顾圆?，在潮濕條件下其強度很快降低。氯鹽的吸濕性大，結晶接觸點的溶解度高，水化物具有高的溶解度。氯鎂水泥摻1%H3PO4與不摻時強度的發(fā)展摻入外加劑：
7、少量磷酸或磷酸鹽水溶性樹脂解決措施：曲線2：摻入1%H3PO4曲線1：MgO/MgCl2=5.7H2O/MgO=3.3改用硫酸鎂(MgSO4·7H2O)、和鐵礬(FeSO4)做調和劑后，可以降低吸濕性，提高抗水性，但強度較用氯化鎂低。建筑材料（鎂質混凝土及其制品、鎂纖復合材料等），裝飾材料，包裝材料，化工原料，化肥，飼料，植物光合作用促化劑，油井填料，阻燃材料。4.3鎂質膠凝材料的應用（一）菱苦土木屑地面以菱苦土、木屑、氯化鈣及其他
