2.阮如青-文献综述.doc

台州学院毕业设计（论文）文献综述复合发泡剂对镁质胶凝材料性能的影响学生姓名：阮如青 指导教师：章少阳摘要： 为了适应现代化建筑材料的性能要求，由氧化镁和氯化镁溶液反应形成的镁质胶凝材料是一种很有前景的材料，它是气硬性胶凝材料，适用于粘结多种基料。为了满足各种实际应用的要求，镁质胶凝材料（又叫镁氧水泥）的改性工作一直在进行。由氧化镁和氯化镁溶液反应形成的镁质胶凝材料是一个持续结晶生长过程，所以我们考虑在镁质胶凝水泥形成过程中加入复合发泡剂，使得氧化镁水泥的密度降低，这种材料在建筑中的作用相当重大。当然对于建筑材料而言，抗压强度和抗折强度也是必须慎重考虑的因素，所以本次试验我们研究了复合发泡剂对氧化镁水泥抗折强度和抗压强度的影响。而通过抗压和抗折强度测试表明:随着发泡剂含量的增加抗压强度和抗折强度都是呈现下降的趋势，这个原因是材料中气孔增加。此外，我们发现这与未加发泡剂镁质胶凝材料相比抗压强度和抗折强度下降不是太明显。关键词：氧化镁；氯化镁；气孔；镁质胶凝材料1. 引言凡以硅酸钙为主的硅酸盐水泥熟料，5%以下的石灰石或粒化高炉矿渣，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，统称为硅酸盐水泥。国际上统称为波特兰水泥。但是索瑞尔（Sorel）水泥（氯氧镁水泥）的很多性能指标都比前者要好，具有凝结硬化快、粘结力强、强度高、质量轻、成型加工方便、不燃烧等优点。氯氧镁水泥（magnesium oxyeholride cement）是由法国科学家索瑞尔（Sorel）在1867年发明的，所以也成为索瑞尔水泥（Sorel cement），习惯上称为镁水泥、菱镁水泥和氯氧镁水泥，但由于索瑞尔水泥的抗水性能差、易翘曲变形、返卤返白，所以不能广泛的应用。 但由于索瑞尔水泥和其他水泥一样密度比较大，不满足某些建筑上的特殊要求，所以我们研究如何在保证满足建筑要求的强度前提下降低索瑞尔水泥的密度，从而满足特殊建筑的需求。由于我国的氧化镁和氯化镁资源极其丰富，我们要研究索瑞尔水泥，应用于实际生产中。随着人们对它的逐步认识，相信我们会克服镁水泥在实际应用方面的缺陷，朝着我们希望的方向改进，所以预计镁水泥在社会上的应用会越来越广1。2. 菱镁发泡水泥的当前研究成果一百多年来，人们一直对镁水泥的探索和研究从未停止，20世纪80年代开始，我国就将“镁水泥开发研究”列为“七五”国家重点科技攻关项目2 。由中科院等九个科研单位对氯氧镁水泥的水化动力学、微观结构、氧化镁的性能测定、外加剂的作用等一系列课题进行了攻关，取得了一定的科研成果。70年代以来，美国、南斯拉夫等国致力于用外加剂来改善氯氧镁水泥硬化体的性能，取得了一定的进展3。随着氯氧镁水泥各种性能的不断改进，氯氧镁水泥的用途也越来越广泛，现已研制出许多氯氧镁水泥制品，如：玻璃纤维增强氯氧镁水泥波形瓦4、氯氧镁水泥防火装饰板、废弃物砖等等，在保护环境的同时更体现了其实用价值。20世纪菱镁水泥材料是5Mg(OH)2MgCL28H2O和3Mg(OH)2MgCL28H2O的晶体组成的氧化镁-氯化镁-水三元化合物结晶相复盐和一些Mg(OH)2胶体和未反应的MgCL2组成。菱镁水泥材料中主要起强度作用的是氧化镁-氯化镁-水三元化合物结晶相复盐，它构成了材料的基本结构骨架。而氧化镁和氯化镁是氯氧镁水泥体系的主要组成原料5，它们的配比在很大程度上决定了氯氧镁水泥硬化体的质量。如果配比不当，则会导致5相的含量减少，其他相含量增加，氯氧镁水泥会产生返卤、泛霜等现象，最终导致强度下降，甚至不能使用。60年代以来，对MgO-2MgCl2-H2O三元体系相图进行了大量研究，基本勾画出了不同温度下MgO-2MgCl2-H2O体系的亚稳态相图。结果表明：在室温时，镁水泥强度相主要是相5或相3，但在较高温度时，镁水泥的主要相是5Mg(OH)2MgCl28H2O和3Mg(OH）2MgCl28H2O。但这两相都不是很稳定的，在低温下会发生转化。318是稳定相，而518是热力学介稳相6。518在向318转变过程中不但涉及到518的结构，形态变化而且还有MgO的活性，原料的配比，养护条件，外加剂，和混合材料等等影响。在相5和相3中，以相3最稳定，但镁水泥体系中的主要相是相57。因此，只有保持镁水泥中相5的稳定，才能维持住镁水泥高的机械强度。3. 菱镁发泡水泥的应用研究近年来由于人们环保意识的提高，节能材料也成为现在人们研究的对象。菱镁发泡水泥对于聚苯乙烯材料，无论在保温隔热性能还是环保节能方面都有无可比拟的优势。因此近年来，在装饰市场掀起了一股菱苦土热。经过研究菱镁发泡水泥具有以下方面的优势；(1) 轻质性：干体积密度为300-1600KG/M3，相当于普通水泥混凝土的1/51/8左右，可减轻建筑物整体荷载； (2) 保温性：导热系数为0.06-0.28W/(M.K)，热阻约为普通混凝土的10-20倍；(3) 抗压性：抗压强度为0.6-25.0MPA；(4) 经济性：综合造价低。避免了资源浪费，符合现代人低碳环保的新理念；(5) 环保性：发泡水泥所需原料为水泥和发泡剂，发泡剂为中性，不含苯、甲醛等有害物质，避免了环境污染和消防隐患；(6) 耐水性：现浇发泡水泥吸水性较小，相对独立的封闭气泡及良好的整体性，使其具有一定的防水性能。但是镁质胶凝材料的返卤泛霜现象、耐酸性差和曲翘变形问题的存在阻碍了他的推广应用。但是我国对菱镁水泥的水化过程、微观结构、机械性能进行了大量的研究。在解决返卤泛霜和曲翘变形问题方面取得了较大的进展，对实际的生产应用提供了理论依据。解决方案如下； (1) 返卤泛霜的改性：严格限制菱苦土中活性氧化镁的含量，减少菱苦土中Na+和k+的含量减少并避免活泼离子吸水泛霜。控制反应物MgO和Mgcl2的配比使反应物大部分或完全转化为氧化镁-氯化镁-水三元化合物结晶相复盐，减少游离Mgcl2的存在。或者通过添加改性剂，延缓反应时间使原料充分反应，从而避免材料在后期出现返卤泛霜现象。(2) 曲翘变形问题的改善方法：由于菱镁材料在形成过程中相变动力学和晶体结构十分复杂，水化不均匀、水化速度过快、水解产物和材料中过多的游离Ca+都会使材料内部出现应力集中使材料出现局部膨胀开裂。因此，在材料固化过程中要严格控制养护条件和生产工艺：因为原料的反应时放热过程因此要使材料排热平衡，保持材料内部温度70 以下，或者通过添加改性剂或者缓凝剂是原料充分反应。 参考文献1刘西拉, 方东平, 宋晓冰. 中国土木工程学会第九届年会论文集M. 北京: 中国水利水电出版社, 2000, 57-59.2Kamal A.Idriss, Hassan Sedaira, Hassan M.Ahmed. An insight into the solution equilibria of Magnesium (II) with purpurin and spectrophotometric determination of magnesium. Talanta2001 (54) 369-375.3翰怀强, 蒋挺大编著. 粉煤灰利用技术. 化学工业出版社. 2000: 5-6.4姚春建. 菱镁制品泛霜返卤机理浅析与实践. 硅酸盐建筑制品. 1994 (3) 11-13.5张传镁, 邓德华. 氯氧镁水泥耐水性及其改善的研究J. 硅酸盐学报, 1995 (23) 673-679.6 Kamal A.Idriss,Hassan Sedaira,Hassan M.Ahmed.An insight into the solution equilibria of magnesium(II)with purpurin and spectrophotometric determination of magnesium.TalantaJ. 2001 (54) 369-3