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1、第四章 镁质胶凝材料,4.1 镁质胶凝材料的制备,4.2 镁质胶凝材料料浆的制备和硬化性能,4.3 镁质胶凝材料的应用,4.1.1 原料镁质胶凝材料一般是将菱镁矿或白云石矿煅烧再磨细而成。主要煅烧设备为立窑和回转窑。,4.1 镁质胶凝材料的制备,菱镁矿的化学成分,1.菱镁矿(MgCO3)：,4.1 镁质胶凝材料的制备,4.1.1 原料,晶质菱镁矿石,纯净的晶质菱镁矿石为白色非晶质的为白色瓷土状，常含有SiO2和CaCO3等杂质。,2. 白云石矿：碳酸镁与碳酸钙的复盐，CaCO3MgCO3理论摩尔组成：CaCO3 : MgCO3=1 : 1质量组成： CaCO3 54.2%；MgCO3 45.8
2、%,4.1 镁质胶凝材料的制备,4.1.1 原料,石灰石：MgCO3 05%镁质石灰石： MgCO3 510%白云质石灰石：MgCO3 1025%白云石： MgCO3 25%,天然白云石呈晶质和非晶质两种,3. 蛇纹石(含水硅酸镁，3MgO2SiO22H2O),4. 冶炼镁合金的熔渣(MgO含量25%),4.1.2 镁质胶凝材料的生产,煅烧过程中白云石的分解反应：,复盐分解,碳酸镁分解,控制 温度,4.1 镁质胶凝材料的制备,白云石加热过程1失重曲线；2温度曲线,煅烧温度650750,4.1.2 镁质胶凝材料的生产,4.1 镁质胶凝材料的制备,氧化镁与水拌和后产生反应：,4.2 镁质胶凝材料料
3、浆的制备和硬化性能,4.2.1 氧化镁-水系统,MgO+H2O=Mg(OH)2,Text,实验证明：用氯化镁溶液代替水来调制MgO时，可以加速其水化速度，并且能与之形成新的水化物相。这种新相的平衡溶解度比Mg(OH)2高，因此其过饱和度也相应降低。,4.2 镁质胶凝材料料浆的制备和硬化性能,4.2.2 氧化镁氯化镁-水系统,这种用MgCl2溶液调制的镁质胶凝材料材料就是目前广泛关注的氯化镁水泥，简称镁水泥，也称索瑞尔水泥（Sorel Cement)。,反应生成的氧氯化镁结晶速度比氢氧化镁快，因而加速了镁质胶凝材料的凝结硬化速度，制品强度显著提高。,氯化镁溶液（密度为1.2g/cm3）的掺量一般
4、为菱苦土的55%60%。掺量太大则凝结速度过快，且收缩大、强度低。掺量过少，则硬化太慢、强度也低。此外，温度对凝结硬化很敏感，氯化镁掺量可作适当调整。,4.2 镁质胶凝材料料浆的制备和硬化性能,4.2.2 氧化镁氯化镁-水系统,4.2 镁质胶凝材料料浆的制备和硬化性能,4.2.2 氧化镁氯化镁-水系统,1、镁水泥的水化过程 MgO在MgCl2溶液中的水化反应可以用水化放热速率q随时间t的变化率来描述。,(J/gMgOh), 诱导前期 诱导期 加速期 减速稳定期,现在较公认的水化相有“相3”和“相5” 相3：3Mg(OH)2MgCl2 8H2O，简称318 相5：5Mg(OH)2MgCl2 8H
5、2O，简称518,4.2 镁质胶凝材料料浆的制备和硬化性能,4.2.2 氧化镁氯化镁-水系统,镁水泥的硬化体是由水化物318相和518相为主的晶体交叉连生而成的晶体网状结构。,2、镁水泥的水化相,3、镁水泥的硬化强度和抗水性,4.2 镁质胶凝材料料浆的制备和硬化性能,4.2.2 氧化镁氯化镁-水系统,（一）硬化强度 在干燥条件下具有硬化快、 强度高的特点,1,2,氯镁水泥1与硅酸盐水泥2强度发展对比,3、镁水泥的硬化强度和抗水性,4.2 镁质胶凝材料料浆的制备和硬化性能,4.2.2 氧化镁氯化镁-水系统,（二）抗水性,镁水泥制品的耐水性和耐久性差，吸湿性大，易返潮和翘曲变形。其根本原因是相3和
6、相5是不稳定的。,抗水性差，在潮湿条件下其强度很快降低。,氯盐的吸湿性大，结晶接触点的溶解度高，水化物具有高的溶解度。,氯镁水泥掺1%H3PO4与不掺时强度的发展,掺入外加剂： 少量磷酸或磷酸盐 水溶性树脂,解决措施：,曲线2：掺入1%H3PO4,曲线1：MgO/MgCl2=5.7 H2O/MgO=3.3,改用硫酸镁(MgSO47H2O)、和铁矾(FeSO4)做调和剂后，可以降低吸湿性，提高抗水性，但强度较用氯化镁低。,建筑材料（镁质混凝土及其制品、镁纤复合材料等），装饰材料，包装材料，化工原料，化肥，饲料，植物光合作用促化剂，油井填料，阻燃材料。,4.3 镁质胶凝材料的应用,（一）菱苦土木屑
7、地面,以菱苦土、木屑、氯化钙及其他混合材料（滑石粉、砂、石屑、粉煤灰、颜料等）等制作地坪，具有一定弹性，且防火、防爆、导热性小、表面光洁、不起灰。主要用于室内车间地坪。,4.3 镁质胶凝材料的应用,加入刨花、木丝、玻纤、聚酯纤维等，制作各种板材，如防火装饰板、防火风管、刨花板、木屑板等。加入发泡剂时，还可制作保温板。,（二）板材,防火装饰板,防火风管,刨花板,木屑板,保温板,将玻璃纤维或玻璃纤维布，用镁质胶凝材料胶接起来后，表面经装饰而成,玻璃纤维 (或其织物) 增强镁质胶凝材料，空调通风，断面为矩型或圆型，具有不然性。,用氯化镁调制的苛性苦土或白云石中加入发泡剂或泡沫，经成型硬化后成为轻质多孔的隔热制品。,1.镁质胶凝材料抗水化差的原因是什么？ 解决措施有哪些？,作业,