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提高氯氧镁水泥耐水性的方法

众所周知,镁水泥主要有四种,氯氧镁水泥、硫氧镁水泥,氢氧化镁水泥、磷酸镁水泥(包括磷酸镁水泥)。前两种水泥对水敏感.耐水性能都比较差;后两种镁水泥在水中的溶解度很低,所以耐水性能十分突出。氯氧镁水泥栩组成中通常除518相和318相外,还会有水镁石相Mg(0H)2。如果降低不耐水性的518相和318相含量,提高水镁石相的含量,耐水性则可得到改善和提高。国内外均有报导,MgO—H2O体系中加入小量MgCl2,在高温下形成的水化物主要为水镁石,极小量的氯氧镁,事实上这是一种水热反应。我们知道由于水镁石溶解极低,所以以水镁石相为主的这种胶凝材料耐水性极佳。无论从主体结构上,还是从表现出的物理化学性质、力学性能上讲,上述材料不应再称为氯氧镁水泥,叫氢氧化镁水泥才更为确切。

氯氧镁水泥具有三大突出优点:硬化快、强度高、防火性能好;亦有三大致命缺点:不耐水,易变形,腐蚀金属。氯氧镁水泥对水敏感,耐水性差是它最大的缺点之一,可以说材料耐水性的优劣是其使用性能和耐久性的重要标志。所谓材料的耐水性,就是材料长期与水接触或在水的作用下,保持性能不受影响的能力。因此氯氧镁水泥耐水性问题得到有效解决,将大大限制该材料的应用。

目前国内对氯氧镁水泥不耐水的原因主要如下几种论述:其一、硬化结构是结晶结构,存在大量热力学不稳定的结晶接触点,在潮湿环境中会发生溶解和再结晶;其二、结晶接触点溶解度高;其三、518结晶相为热力学亚稳定相,有自动转化成318结晶相的趋势。上述三种说法有值得商榷地方。第一种说法事实溶解与接触点无关、而是与518相和318相的组成和结构有关。试问如果是水镁石或者其它水硬性材料的结晶接触点,还会溶解吗?第二种说法接触点处溶解度高,不能一概而论,要看接触的面积大小,紧密程度而定。第三种说法518相向318相转化,518相和318相热力学稳定性方面属同一级别,差别不大。在条件改变时可以相互转化。

由氯氧镁水泥中的518相和318相的组成和结构,知道晶体结构中含有离子晶格,并含有OH和结晶水,所以水中能够溶解。加上反应的不均匀性,镁水泥相中含有未反应完全的方镁石相(MgO)和MgCl2,遇水又会继续反应,体积膨胀,破坏了镁水泥的结构,加速了镁水泥在水中的溶解。镁水泥孔结构中的毛细管孔隙和细裂纹使水更容易渗透到内部,为镁水泥与水的接触提供了条件。

综上所述,镁水泥的组成和结构决定了它在水中的可溶性,孔结构提供了与水接触的条件,这就是镁水泥不耐水的主要原因所在。既然找出了镁水泥不耐水的原因,就可以对症下药,解决氯氧镁水泥耐水性问题。

只要将518相和318相保护起来,使其免受水的侵蚀,就可提高氯氧镁水泥的耐水性。通过改变镁水泥水化条件,尽量使水化反应均匀彻底,减少MgO和MgCl2的含量,亦可提高镁水泥在水中的稳定性。改善镁水泥孔结构,提高密实度,减少孔隙率,使水不容易渗透到镁水泥内部,同样是提高耐水性的重要手段。总而言之,提高氯氧镁水泥耐水性的措施为:保护相结构,改善孔结构。


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