镁质胶凝材料.pptx

胶凝材料学胶凝材料学第一节第一节 镁质胶凝材料的原料及煅烧镁质胶凝材料的原料及煅烧表表3-1 3-1 菱镁矿的化学成分举例菱镁矿的化学成分举例化学成分（化学成分（%）SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO烧失量烧失量辽宁辽宁0.670.191.010.1246.7851.39山东山东3.633.360.600.8945.7249.20一、镁质胶凝材料的原料一、镁质胶凝材料的原料1.天然菱镁矿（天然菱镁矿（MgCO3）2.天然白云石（天然白云石（CaCO3MgCO3）3.蛇纹石蛇纹石（3MgO2SiO22H2O）4.冶炼轻质镁合金的熔渣冶炼轻质镁合金的熔渣晶质菱镁矿晶质菱镁矿胶凝材料学胶凝材料学白云石白云石白云石白云石蛇纹石蛇纹石蛇纹石蛇纹石蛇纹石蛇纹石胶凝材料学胶凝材料学二、镁质胶凝材料的煅烧二、镁质胶凝材料的煅烧1.碳酸镁：在碳酸镁：在400开始分解，开始分解，600650分解反应剧烈分解反应剧烈进行，实际生产的煅烧温度控制在进行，实际生产的煅烧温度控制在800850。2.白云石：一般煅烧温度控制在白云石：一般煅烧温度控制在650750。轻轻烧烧白白云云石石胶凝材料学胶凝材料学三、三、MgO的活性与煅烧温度的关系的活性与煅烧温度的关系图图3-2 MgO的晶格常数与煅烧温度的关系的晶格常数与煅烧温度的关系图图3-3 MgO的比表面积与的比表面积与Mg(OH)2烧成制度的关系烧成制度的关系胶凝材料学胶凝材料学第二节第二节 氧化镁氧化镁-水体系水体系氧化镁与水拌和后发生如下反应氧化镁与水拌和后发生如下反应表表3-3 MgO水化速度与煅烧温度的关系水化速度与煅烧温度的关系水化时间（水化时间（d d）煅烧温度（煅烧温度（）80080012001200140014001 175.475.46.496.494.724.723 3100.0100.023.4023.409.279.273030-94.7694.7632.8032.80360360-97.6097.60-表表3-3 MgO水化速度与煅烧温度的关系水化速度与煅烧温度的关系胶凝材料学胶凝材料学图图3-4 不同的分散度的不同的分散度的MgO的水化速度的水化速度1-125m2/g;2-32m2/g3-15m2/g;4-3m2/g现象：现象：内比表面积大的内比表面积大的MgO，其水化速度快，强度发展也，其水化速度快，强度发展也快，但结构强度的最终值很低。快，但结构强度的最终值很低。原因：原因：MgO溶液的过饱和度溶液的过饱和度特别高，会产生大的结晶应力，特别高，会产生大的结晶应力，使形成的结晶结构网受到破坏。使形成的结晶结构网受到破坏。解决方案：解决方案：降低过饱和度和降低过饱和度和提高溶解度。如改用提高溶解度。如改用MgCl2水水溶液拌和。溶液拌和。（一）镁水泥水化相形成机制及其影响因素（一）镁水泥水化相形成机制及其影响因素1 1、镁水泥的水化过程、镁水泥的水化过程图图3-6 3-6 水化放热曲线一般形式水化放热曲线一般形式胶凝材料学胶凝材料学第三节第三节 氧化镁氧化镁-氯化镁氯化镁-水体系水体系 诱导前期，出现第一诱导前期，出现第一放热峰，反应时间放热峰，反应时间510min；诱导期，反应速率缓诱导期，反应速率缓慢，一般持续几小时；慢，一般持续几小时；加速期，出现第二放加速期，出现第二放热峰热峰q3；减速稳定期。减速稳定期。胶凝材料学胶凝材料学2 2 影响水化过程的主要因素影响水化过程的主要因素图图3-7 3-7 氧化镁和氯化镁的比对水化放热速率的影响氧化镁和氯化镁的比对水化放热速率的影响 4#样（相样（相5）：诱导）：诱导期较短，期较短，3h后水化重新后水化重新加速，加速，6.5h加速期结束；加速期结束；2#样（相样（相3）：诱导）：诱导期为期为4h，加速期延至，加速期延至12.5h结束。结束。相相5比相比相3水化快，水化快，早期放热值大。早期放热值大。胶凝材料学胶凝材料学表表3-5 3-5 不同不同MgClMgCl2 2/H/H2 2O O时的水化热时的水化热编号编号配比配比Mg(OH)2:MgCl2:H2Ot2(h)t3(h)水化热（水化热（J/gMgO）8h10h12h2-12-22-33:1:73:1:83:1:1143.51.512.512.361041393211842314092903494854-14-24-35:1:55:1:85:1:11431.511.56.55.5170276341273373433202468500 随着随着MgCl2溶液浓度的降低，水化过程的诱导期缩短，加速期提前溶液浓度的降低，水化过程的诱导期缩短，加速期提前结束，水化放热量增大。硬化体中的孔隙增多，对产品性能影响不利。结束，水化放热量增大。硬化体中的孔隙增多，对产品性能影响不利。胶凝材料学胶凝材料学（二）镁水泥的水化相（二）镁水泥的水化相相相3相相5Mg(OH)2K区：胶凝区区：胶凝区L区：液相区区：液相区胶凝材料学胶凝材料学（三）（三）3 1 8 相和相和 5 1 8相的形成机制相的形成机制形成过程：形成过程：MgO首先在首先在MgCl2水溶液中溶解，形成水溶液中溶解，形成Mg2+和和OH-离子。离子。当体系中的当体系中的Mg2+、Cl-、OH-达到一定浓度后直接与达到一定浓度后直接与H2O反应生成。反应生成。5 1 8 相和相和 3 1 8相的转变相的转变（四）镁水泥中的相转变（四）镁水泥中的相转变胶凝材料学胶凝材料学镁水泥浆硬化体初期物相：镁水泥浆硬化体初期物相：相相5、相、相3、Mg(OH)2、未反应完的、未反应完的MgO和和MgCl2xH2O在空气中放置一年后：在空气中放置一年后：相相5、相、相3、Mg(OH)2、MgCO3、MgCO33H2O、氯碳酸镁盐氯碳酸镁盐（2MgCO3 Mg(OH)2MgCl26H2O，简称，简称2116）长期存放在室外：长期存放在室外：相相5、相、相3、Mg(OH)2、2116相外，还有菱镁矿（相外，还有菱镁矿（MgCO3）和）和 水菱镁矿（水菱镁矿（4MgCO3 Mg(OH)24H2O，简称，简称414相）相）（一）镁水泥的凝结速度及相（一）镁水泥的凝结速度及相5或相或相3的强度发展规律的强度发展规律胶凝材料学胶凝材料学表表3-7 镁水泥凝结时间与镁水泥凝结时间与MgO活性的关系活性的关系煅烧温度（煅烧温度（）600700800900100011001200比表面积比表面积（m/g）121.185.248.929.526.516.1-初凝时间初凝时间（h:min）1:301:551:574:254:176:219:57终凝时间终凝时间（h:min）2:072:333:205:405:118:1113:02胶凝材料学胶凝材料学表表3-8 相相5和相和相3的凝结时间的凝结时间编号编号相区相区MgO:MgCl2:H2O初凝时间初凝时间(h:min)终凝时间终凝时间(h:min)物相鉴定结果物相鉴定结果1518相点相点5:1:131:323:10单一的单一的518相相2318相点相点3:1:114:409:45单一的单一的318相相3E相区相区3.75:1:12.255:329:46相相5+相相34F相区相区5:1:14.393:534:55主要为相主要为相5图图3-9 镁水泥中各水化相的强度发展规律镁水泥中各水化相的强度发展规律胶凝材料学胶凝材料学（二）镁水泥硬化体的强度（二）镁水泥硬化体的强度图图3-10 镁水泥和硅酸盐水泥强度发展镁水泥和硅酸盐水泥强度发展A.硬化体为多孔结构，结构特硬化体为多孔结构，结构特性决定于水化物的类型和数性决定于水化物的类型和数量、水化物之间的相互作用量、水化物之间的相互作用以及孔隙率的大小和孔径分以及孔隙率的大小和孔径分布规律。布规律。B.曲线曲线1在在24h强度的下降，主强度的下降，主要由于体系中水化相的变化要由于体系中水化相的变化及晶体结构间的内应力引起及晶体结构间的内应力引起的。的。C.镁水泥浆体中的过饱和度持镁水泥浆体中的过饱和度持续时间较长，新生成的水化续时间较长，新生成的水化物可以使结晶结构得到修复物可以使结晶结构得到修复和发展。和发展。胶凝材料学胶凝材料学（三）影响镁水泥强度发展的因素（三）影响镁水泥强度发展的因素1.MgO与与MgCl2比值（摩尔比）对强度的影响比值（摩尔比）对强度的影响2.温度对强度的影响温度对强度的影响图图3-11 苛性白云石配制的镁水泥苛性白云石配制的镁水泥的强度发展的强度发展图图3-12 温度对浆体强度的影响温度对浆体强度的影响 实线实线相相5、虚线、虚线相相3三、提高镁水泥耐水性的途径三、提高镁水泥耐水性的途径（1）降低水介质的作用）降低水介质的作用 注意使用环境、制品表面涂刷防水层，在拌制过程中加入少量有注意使用环境、制品表面涂刷防水层，在拌制过程中加入少量有机物，如三聚氰胺树脂、脲醛树脂、有机硅等。机物，如三聚氰胺树脂、脲醛树脂、有机硅等。（2）掺入适当的添加剂）掺入适当的添加剂胶凝材料学胶凝材料学 镁质胶凝材料的抗水性差，镁质胶凝材料的抗水性差，这主要是由于氯盐的吸湿性大，这主要是由于氯盐的吸湿性大，从而引起硬化机构网的破坏。为从而引起硬化机构网的破坏。为了提高材料的抗水性，可加入少了提高材料的抗水性，可加入少量磷酸或磷酸盐，少量的水溶性量磷酸或磷酸盐，少量的水溶性树脂，或者采用硫酸镁或铁矾代树脂，或者采用硫酸镁或铁矾代替氯化镁做调和剂。替氯化镁做调和剂。胶凝材料学胶凝材料学第五节第五节 镁质胶凝材料的应用镁质胶凝材料的应用菱菱苦苦土土与与植植物物纤纤维维能能很很好好粘粘接接，而而且且碱碱性性较较弱弱，不不会会腐腐蚀蚀纤纤维维。建建筑筑工工程程中中常常用用来来配配制制菱菱苦苦土土木木屑屑浆浆和和菱菱苦苦土土木木屑屑砂砂浆浆。前前者者可可胶胶结结为为菱菱苦苦土土木木屑屑板板，用用于于内内墙墙、天天花花板板和和地地面面。也也可可压压制制成成各各种种零零件件用用作作窗窗台台板板、门门窗窗框框、楼楼梯梯扶扶手手等等。后后者者掺掺加加砂砂子子可可作作为为地地坪坪耐耐磨磨面面层层。用用膨膨胀胀珍珍珠珠岩岩代代替替木木屑屑可可制制成成轻轻质质、阻阻燃燃型型的的室室内内装装饰饰板板材材。以以菱菱苦苦土土为为胶胶结结料料，以以玻玻璃璃纤纤维维为为增增强强材材料料，添加改性剂，可制成管材产品。添加改性剂，可制成管材产品。菱苦土木屑板、木丝板、刨花板菱苦土木屑板、木丝板、刨花板 配比：木屑颜料填料菱苦土配比：木屑颜料填料菱苦土菱苦土地面菱苦土地面 防爆、防静电、不起尘军工、纺织、电子车间防爆、防静电、不起尘军工、纺织、电子车间菱苦土制品菱苦土制品 门窗、楼梯扶手、包装箱门窗、楼梯扶手、包装箱胶凝材料学胶凝材料学胶凝材料学胶凝材料学思考题：思考题：1.1.镁水泥中含有哪些水化相？镁水泥中含有哪些水化相？2.2.为什么菱苦土在使用的时候，不单独用水拌和？为什么菱苦土在使用的时候，不单独用水拌和？3.3.如何提高镁水泥的耐水性？如何提高镁水泥的耐水性？