膠凝材料學(xué)05

1、苛性白云石和菱苦土復(fù)合鎂質(zhì)膠凝材料的制備及應(yīng)用,苛性白云石和菱苦土復(fù)合鎂質(zhì)膠凝材料的制備及應(yīng)用,演講：王靖宇組員：田俊源 王靖宇 張偉,鎂質(zhì)膠凝材料,鎂質(zhì)膠凝材料是由磨細(xì)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(zhì)膠凝材料在使用時(shí)不用水調(diào)和，必須用一定濃度的氯化鎂溶液或其他鹽類溶液來(lái)調(diào)和。,背景信息 鎂質(zhì)膠凝材料已大量用于生產(chǎn)屋面波紋瓦、房屋內(nèi)部隔

2、墻材料、大型機(jī)電設(shè)備的包裝箱型材、室內(nèi)裝飾材料等。但現(xiàn)在工業(yè)上生產(chǎn)和使用的菱苦土, 其原料資源分布和產(chǎn)地主要在遼寧及山東等省, 在遠(yuǎn)離產(chǎn)地的其它省區(qū)購(gòu)買菱苦土, 其運(yùn)費(fèi)昂貴, 從而造成生產(chǎn)成本大大提高。因此, 在缺乏菱鎂礦資源的地區(qū), 可考慮利用資源豐富的白云石來(lái)生產(chǎn)鎂質(zhì)膠凝材料。,將苛性白云石鎂質(zhì)膠凝材料與菱苦土按一定比例混合后，構(gòu)成復(fù)合型鎂質(zhì)膠凝材料,鎂質(zhì)膠凝材料的原料,天然菱鎂礦（MgCO3）天然白云石（CaCO3&#

3、183;MgCO3）蛇紋石（3MgO·2SiO2·2H2O）冶煉輕質(zhì)鎂合金的熔渣,,苛性苦土,,苛性白云石,白云石礦：碳酸鎂與碳酸鈣的復(fù)鹽，CaCO3·MgCO3理論摩爾組成：CaCO3 : MgCO3=1 : 1 質(zhì)量組成： CaCO3 54.2%；MgCO3 45.8%,,其他原料： 蛇紋石(3MgO·2SiO2·2H2O),蛇紋石,冶煉輕質(zhì)鎂合金的熔渣(MgO含量

4、>25%),,,復(fù)合型鎂質(zhì)膠凝材料的制備原理,①白云石與菱鎂礦具有相似的晶體結(jié)構(gòu)，均為三方晶系。②白云石及菱鎂礦經(jīng)煅燒分解后均生成活性MgO。菱鎂礦有效成分為MgCO3,白云石的成分是碳酸鎂與碳酸鈣的復(fù)鹽。,,③ 鎂質(zhì)膠凝材料的水化硬化反應(yīng)原理。菱苦土 與苛性白云石中的MgO 具有相似的晶格常數(shù) 和化學(xué)反應(yīng)活性，均可用MgCl2 溶液作調(diào)和劑④ 苛性白云石鎂質(zhì)水泥與菱苦土鎂質(zhì)水泥具 有相同的水化硬化歷程。,

5、苛性菱苦土（MgO）,苛性白云石（MgO和CaCO3）,天然菱鎂礦,天然白云石,輕燒,輕燒,,,,,復(fù)合鎂質(zhì)膠凝材料,,一定比例混合,復(fù)合型鎂質(zhì)膠凝材料的制備,復(fù)合型鎂質(zhì)膠凝材料的制備,苛性白云石鎂質(zhì)膠凝材料的制備過(guò)程： 將白云石破碎，粒度大小盡可能均勻。于750 ℃下煅燒2.5 h 左右后，經(jīng)圓盤粉碎機(jī)破碎磨細(xì)，用振篩機(jī)篩分分級(jí)，最后得到苛性白云石鎂質(zhì)膠凝材料。,在生產(chǎn)苛性白云石時(shí)，應(yīng)使白云石礦中的MgCO3充分分解

6、而又避免其中的CaCO3分解，煅燒溫度控制在650—750°C。在上述溫度內(nèi)，白云石的分解按下列兩步進(jìn)行：,所得的鎂質(zhì)膠凝材料主要是活性MgO 和惰性CaCO3。,在苛性白云石鎂質(zhì)膠凝材料中, 加入一定比例的菱苦土, 充分混勻, 即得復(fù)合鎂質(zhì)膠凝材料。 苛性白云石膠凝材料與菱苦土的混合是一種物理混合過(guò)程, 只是為了增加苛性白云石膠凝材料中活性MgO 的含量。,鎂質(zhì)膠凝材料料漿的硬化性能,氧化鎂--水系統(tǒng)

7、 氧化鎂與水拌和后產(chǎn)生反應(yīng)：,MgO+H2O=Mg(OH)2,1、漿體凝結(jié)很慢。 MgO溶解度小，水化過(guò)程緩慢，導(dǎo)致硬化時(shí)間長(zhǎng)。2、硬化后強(qiáng)度很低。 相對(duì)過(guò)飽和度太大，產(chǎn)生結(jié)晶應(yīng)力，使強(qiáng)度降低。,,解決辦法: 用氯化鎂溶液代替水來(lái)調(diào)制MgO時(shí)，可以加速其水化速度，并且能與之形成新的水化物相。這種新相的平衡溶解度比Mg(OH)2高，因此其過(guò)飽和度也相應(yīng)降低。 這種用Mg

8、Cl2溶液調(diào)制的鎂質(zhì)膠凝材料材料就是目前廣泛關(guān)注的氯化鎂水泥，簡(jiǎn)稱鎂水泥，也稱索瑞爾水泥（Sorel Cement)。,氧化鎂—氯化鎂--水系統(tǒng),反應(yīng)生成的氧氯化鎂結(jié)晶速度比氫氧化鎂快，因而加速了鎂質(zhì)膠凝材料的凝結(jié)硬化速度，制品強(qiáng)度顯著提高。,鎂水泥的硬化強(qiáng)度和抗水性,氯鎂水泥與硅酸鹽水泥強(qiáng)度發(fā)展對(duì)比在干燥條件下具有硬化快、強(qiáng)度高的特點(diǎn),一 硬化性能,鎂水泥的硬化強(qiáng)度和抗水性,二 抗水性 抗水性差，在潮濕條件下其強(qiáng)度

9、很快降低。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。,氯鹽的吸濕性大，結(jié)晶接觸點(diǎn)的溶解度高，水化物具有高的溶解度。,解決方案,1 摻入外加劑：少量磷酸或磷酸鹽水溶性樹(shù)脂2 改用硫酸鎂(MgSO4·7H2O)、和鐵礬(FeSO4)做調(diào)和劑后，可以降低吸濕性，提高抗水性。（但強(qiáng)度較用氯化鎂低）,復(fù)合鎂質(zhì)膠凝材料的應(yīng)用,用復(fù)合鎂質(zhì)膠凝材料與玻璃纖維按一定質(zhì)量比混勻后,可制造出屋面波紋瓦；用復(fù)合鎂質(zhì)膠凝材料與鋸末、