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《河北科技大学》 2019年
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氯氧镁水泥耐水改性剂的研究

李领肖  
【摘要】:氯氧镁水泥又称为索勒尔水泥、菱镁水泥等,它是由一定浓度氯化镁水溶液与粉末状的氧化镁充分混合后,形成的一种具有气硬性的胶凝材料,具有凝结硬化快、机械强度高、耐磨性好、低碱耐腐蚀、耐火隔热等优点,可应用于建筑板材、混凝土、防火材料、吸附材料等领域,但其耐水性比较差、容易反卤泛霜、变形开裂等,应用受到限制。为此,本文的主要目标是通过系统改性研究,制备耐水性氯氧镁水泥。首先,通过调整MgO/MgCl_2摩尔配比和MgCl_2浓度,得到氯氧镁水泥的基础配方。结果表明:MgO/MgCl_2为8,MgCl_2的浓度为28%时,胶凝材料力学强度与耐水性均较高。然后,通过单因素实验对氯氧镁水泥进行改性研究。一是采用多种外加助剂对其进行改性。结果表明:磷酸、磷酸盐类对耐水性提升明显,但其力学强度损失较大。柠檬酸、柠檬酸盐对其耐水性也有明显改善作用,力学强度损失相对较小。综合考虑,磷酸、柠檬酸和柠檬酸钠在掺量为1%时效果较好。二是研究了一些矿物掺料对氯氧镁水泥的影响。随着硅灰掺量的增大,材料的力学强度和耐水性能提高明显,掺量在15%时,力学强度为66.51MPa,软化系数为0.735。三是探索常用胶凝材料对氯氧镁水泥的影响。随着半水石膏掺量的增加,氯氧镁水泥的耐水效果随之提升,在掺量为15%时,软化系数为0.734。普通硅酸盐水泥在掺量为3%时效果最好,软化系数为0.663。硫铝酸盐水泥的掺入降低了体系强度,但是耐水性也有所提高。四是研究了一些聚合物乳液对氯氧镁水泥的影响。结果表明,苯丙乳液与丁苯胶乳加入均可以提高氯氧镁水泥的耐水性。此外,废玻璃钢纤维的加入在一定程度上对胶凝材料的力学性能和耐水性具有积极的效果,10~15mm的纤维加入相比空白试块力学强度提高22.55%,而5~10mm的废玻璃钢纤维掺入后,软化系数也达到0.519,相比空白试块提升25.06%。在单因素实验基础上,确定了两种改性体系磷酸系(Ι型)和柠檬酸系(Ⅱ型),进行优化实验。结果表明,磷酸系改性剂最优改性剂用量为:磷酸1%,水玻璃1.26%,软化系数为0.988;柠檬酸系改性剂最优配比为:柠檬酸1.3%,硅灰6%,苯丙乳液0.5%,石膏11.95%,软化系数为0.981。两种体系改性的氯氧镁水泥力学性能良好。采用XRD、SEM、FTIR、XPS等表征手段,分析水化硬化体中水化产物的构成。结果表明,几种分析手段结果相互印证,高度一致。空白组氯氧镁水泥耐水性差的原因主要是由于致密的针棒状5相结晶网络被水解生成了Mg(OH)_2。改性后的氯氧镁水泥经泡水后,5相晶体仍然大量存在,说明外加剂的加入对5相晶体具有保护作用,防止了5相晶体的水解,从而保证了胶凝材料较高的力学强度和良好的耐水性。
【学位授予单位】:河北科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:TQ172.4;X773

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