外摻料對(duì)硫氧鎂水泥組織及性能的影響.pdf

1、硫氧鎂水泥是一種生態(tài)型氣硬性膠凝材料，由于該水泥組成體系復(fù)雜，水化不充分及水化產(chǎn)物的不穩(wěn)定性，使得其物理性能、力學(xué)性能及耐久性較差，限制了其推廣應(yīng)用。本文結(jié)合X射線衍射、掃描電子顯微鏡和壓汞試驗(yàn)，研究了摻化學(xué)外加劑硫氧鎂水泥的強(qiáng)度和組織，闡明了硫氧鎂水泥在硬化過程中組織結(jié)構(gòu)演變的動(dòng)力學(xué)規(guī)律及外摻料對(duì)硫氧鎂水泥動(dòng)力學(xué)規(guī)律的影響，揭示了化學(xué)外加劑對(duì)硫氧鎂水泥的強(qiáng)化機(jī)理。通過研究硫氧鎂水泥在浸水、浸酸溶液和浸硫酸鹽溶液侵蝕環(huán)境下的水化產(chǎn)物和顯

2、微結(jié)構(gòu)變化，提出了硫氧鎂水泥腐蝕機(jī)理，并通過摻加聚合物和玻璃纖維實(shí)現(xiàn)了硫氧鎂水泥的增韌。
　　化學(xué)外加劑檸檬酸對(duì)硫氧鎂水泥漿體中的Mg2+具有較強(qiáng)的螯合作用，抑制了Mg(OH)2相的生成，使得溶液中Mg2+、OH-、和SO42-更有利于結(jié)晶形成5Mg(OH)2·MgSO4·7H2O相，由于5Mg(OH)2·MgSO4·7H2O相形成的的組織結(jié)構(gòu)強(qiáng)化了硫氧鎂水泥強(qiáng)度。硫氧鎂水泥石的強(qiáng)度主要取決于水化產(chǎn)物的物相組成和孔結(jié)構(gòu)，其早期強(qiáng)度

3、產(chǎn)生主要是5Mg(OH)2·MgSO4·7H2O相的生成和發(fā)展，強(qiáng)度發(fā)展階段主要取決于孔隙率的降低和孔徑的細(xì)化。
　　未摻化學(xué)外加劑的硫氧鎂水泥耐水性差，主要原因是未反應(yīng)的MgO與水反應(yīng)生成Mg(OH)2，水化過程產(chǎn)生體積膨脹引起水泥石開裂。摻入檸檬酸的硫氧鎂水泥耐水性有了很大提高，主要是由于5Mg(OH)2·MgSO4·7H2O相的生成以及水泥石內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的改善。而摻入檸檬酸的硫氧鎂水泥耐水性能，仍然受原料配比中摩爾比MgO/

4、MgSO4和摩爾比MgO/MgSO4的較大影響，較高的摩爾比MgO/MgSO4和較低的摩爾比H2O/MgSO4有利于硫氧鎂水泥耐水性能的提高。粉煤灰在改性后的硫氧鎂水泥硬化體中具有很好的填充作用，使得孔隙率降低，孔徑細(xì)化，耐水性能得到進(jìn)一步提高。
　　摻入粉煤灰和礦渣的硫氧鎂水泥耐酸腐蝕性能和耐硫酸鹽腐蝕性能均顯著提高，礦渣對(duì)硫氧鎂水泥耐腐蝕性能的改善效果優(yōu)于摻粉煤灰。粉煤灰和礦渣對(duì)硫氧鎂水泥耐腐蝕性能的改善，主要是由于其較細(xì)顆粒

5、填充了硫氧鎂水泥內(nèi)部的孔隙，有效阻止了腐蝕溶液進(jìn)入水泥石內(nèi)部，從而提高了硫氧鎂水泥抗腐蝕性能。
　　聚合物的摻入降低了硫氧鎂水泥漿體的粘度，表現(xiàn)出較好的流動(dòng)性。同時(shí)聚合物還可以改善硫氧鎂水泥的韌性、收縮性、耐腐蝕性及粘結(jié)性。聚合物在水泥體系中形成網(wǎng)狀薄膜，并且與水泥水化產(chǎn)物聯(lián)結(jié)在一起構(gòu)成整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了水泥石的內(nèi)聚強(qiáng)度，改善了水泥硬化體的柔韌性和收縮性，限制了水泥漿內(nèi)部裂縫的蔓延，阻止了部分有害物質(zhì)侵入，改善了水泥自身的粘結(jié)強(qiáng)