氯氧鎂水泥水化及其水化產(chǎn)物穩(wěn)定性的熱力學(xué)模擬.pdf

1、氯氧鎂水泥（（MagnesiumOxychlorideCement,簡(jiǎn)稱MOC））的性能主要取決于水化產(chǎn)物的組成。而影響其最終水化產(chǎn)物組成的因素主要有摩爾比、溫度、原材料的活性等。目前針對(duì)這些因素對(duì)MOC力學(xué)性能、產(chǎn)物組成以及耐水性影響的研究?jī)H停留在試驗(yàn)階段，深入的理論研究有待進(jìn)行。此外，MOC耐水性差是制約其在建筑領(lǐng)域大規(guī)模推廣應(yīng)用的根本原因。Xia等人的研究表明:MOC主要水化產(chǎn)物Mg2(OH)3Cl·4H2O（3相）和Mg3(OH

2、)5Cl·4H2O（5相）在水中分解生Mg(OH)2是造成MOC耐水性差的根本原因。因此，找出MOC水化產(chǎn)物能夠在水溶液中穩(wěn)定存在的物理化學(xué)條件是改善MOC的耐水性擴(kuò)大其應(yīng)用范圍的根本途徑。遺憾的是，此方面的基礎(chǔ)研究以及內(nèi)在機(jī)理的研究是缺失的。因此本論文計(jì)劃利用熱力學(xué)基本原理對(duì)上述問(wèn)題展開(kāi)深入研究。
　　首先，搜集整理低于100℃范圍內(nèi)的所有與MOC體系有關(guān)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)如Gibbs自由能、標(biāo)準(zhǔn)生成焓、熱容等，并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估，

3、然后結(jié)合Pizter半經(jīng)驗(yàn)溶液模型，初步建立與MOC體系有關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)。然后，借助開(kāi)源熱力學(xué)模擬軟件PHREEQC對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行驗(yàn)證，最終建立一個(gè)0-100℃范圍內(nèi)，0.1MPa下適用于MOC體系的熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)。
　　借助已經(jīng)建立的MOC體系熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)以及模擬軟件PHREEQC，計(jì)算了T=25℃，P=0.1MPa下，Mg2(OH)3Cl·4H2O和Mg3(OH)5Cl·4H2O的生成條件，并研究了摩爾比對(duì)MOC平衡水化產(chǎn)物組成的影響

4、，獲得平衡產(chǎn)物組成與初始配比的基本關(guān)系。對(duì)MOC水化產(chǎn)物Mg(OH)2，Mg2(OH)3Cl·4H2O和Mg3(OH)5Cl·4H2O的研究表明:在純水中Mg(OH)2最穩(wěn)定，其次為Mg2(OH)3Cl·4H2O，Mg3(OH)5Cl·4H2O最不穩(wěn)定。模擬得到兩相不動(dòng)點(diǎn)，并得到Mg(OH)2，Mg2(OH)3Cl·4H2O和Mg3(OH)5Cl·4H2O在溶液中穩(wěn)定存在的條件。
　　為了考察溫度對(duì)MOC影響，研究了5-60℃范圍

5、內(nèi)溫度對(duì)MOC平衡水化產(chǎn)物組成的影響，得到高、低溫下不同摩爾比生成的產(chǎn)物的組成。并計(jì)算了Mg(OH)2，Mg2(OH)3Cl·4H2O和Mg3(OH)5Cl·4H2O在溶液中穩(wěn)定條件隨溫度的變化?？傮w上，與低溫相比較，高溫使得體系的pH值降低，并且產(chǎn)物生成和穩(wěn)定存在所需的MgCl2溶液濃度降低。
　　以磷酸為例，借助XRD多晶粉末衍射及Rietveld物相定量分析方法、掃描電鏡觀察微觀形貌、水化熱以及孔溶液分析等試驗(yàn)手段，結(jié)合熱力