氯化钾对硫氧镁水泥性能的影响

氯化钾对硫氧镁水泥性能的影响

安生霞;肖学英;李颖;文静;常成功;董金美;郑卫新;黄青

【摘要】以改性硫氧镁水泥(MOS)为基础体系,研究了氯化钾掺量对MOS体系凝结时间、抗压和抗折强度及抗水性的影响,并对MOS的物相组成和微观形貌进行了分析.结果表明:氯化钾的掺入可延长MOS的凝结时间;氯化钾不利于MOS抗压强度的提高,但可以明显提高MOS的抗折强度.同时氯化钾提高了MOS抗压强度软化系数而降低了抗折强度软化系数.硫酸镁水泥中氯化钾掺量应控制在

3%~5%.%Taking modified magnesium oxysulfate cement(MOS)as the basis system,the effects of the potassium chloride on the setting

time,compressive and flexural strength,water resistance of MOS were investigated. The component and microstructure of the MOS were discussed. The results demonstrate that the addition of potassium chloride can extend the setting time of the MOS. The potassium chloride is not conducive to the improvement of MOS compressive strength, but can significantly improve the flexural strength. Besides,the existence of potassium chloride improves the softening coefficient of compressive strength and reduces the softening coefficient of flexural strength. So the content of potassium chloride in magnesium oxysulfate cement should be controlled in 3% to 5%.

【期刊名称】《新型建筑材料》

【年(卷),期】2017(044)011

【总页数】6页(P79-83,105)

【关键词】硫氧镁水泥;氯化钾;力学性能;抗水性

【作者】安生霞;肖学英;李颖;文静;常成功;董金美;郑卫新;黄青

【作者单位】中国科学院青海盐湖研究所,青海西宁 810008;青海省盐湖资源化学重点实验室,青海西宁 810008;中国科学院大学,北京 100049;中国科学院青海盐湖研究所,青海西宁 810008;青海省盐湖资源化学重点实验室,青海西宁 810008;中国科学院青海盐湖研究所,青海西宁 810008;青海省盐湖资源化学重点实验室,青海西宁 810008;中国科学院青海盐湖研究所,青海西宁 810008;青海省盐湖资源化学重点实验室,青海西宁 810008;中国科学院青海盐湖研究所,青海西宁 810008;青海省盐湖资源化学重点实验室,青海西宁 810008;中国科学院青海盐湖研究所,青海西宁 810008;青海省盐湖资源化学重点实验室,青海西宁 810008;中国科学院青海盐湖研究所,青海西宁 810008;青海省盐湖资源化学重点实验室,青海西宁 810008;中国科学院青海盐湖研究所,青海西宁 810008;青海省盐湖资源化学重点实验室,青海西宁 810008;中国科学院大学,北京 100049

【正文语种】中文

【中图分类】TU528;TQ172.1+2

硫氧镁水泥（MOS）是由一定浓度的MgSO4溶液与轻烧氧化镁粉反应形成的三元胶凝体系[1]。该水泥具有凝结硬化快、早期强度高、粘结性好、导热系数低、耐火性和耐磨性好及耐腐蚀性优异等特点，被广泛用于生产建筑轻质保温墙板、防火板等建筑附属材料[2-5]。相对氯氧镁水泥，MOS具有对钢筋腐蚀性低、不易吸潮返卤等优势，但其机械强度较低[3-4]。

研究表明，柠檬酸[6-8]和磷酸及其二氢盐[2，9]等有机酸和中强无机酸及其酸式盐可以有效地提高MOS的强度。在有机酸和中强无机酸及其酸式盐的作用下，

MOS中的主要水化产物将由 318[3]相[3Mg（OH）2·MgSO4·8H2O]转变成 517 相[2][5Mg（OH）2·MgSO4·7H2O]。水化产物及其结构的转变是 MOS强度提

高的主要原因，这些研究成果促进了MOS的理论发展及工程应用。

从盐湖提取的硫酸镁是MOS原料的主要来源之一。国内诸如大柴旦、一里坪、尕斯库勒、茫崖、察尔汗盐湖别勒滩区段、东台乃吉尔、西台乃吉尔等均为硫酸盐型硫酸镁亚型盐湖[10-11]。这些盐湖卤水在提钾后，会产生大量的硫酸镁盐副产物。但盐湖原料生产的硫酸镁通常含有一定量的氯化钾、氯化钠、氯化钙、硼酸、氯化镁等杂质。上述杂质及其含量可能影响MOS的水化及其物理化学性能，但目前未见有文献报道硫酸镁原料中的杂质对MOS性能的影响。

本文以改性MOS为基础体系，掺加不同量的氯化钾，研究其对MOS的水化、力学性能及其抗水性的影响，同时通过XRD、TG-DSC、SEM等分析表征手段研究

了氯化钾对水化产物及微观结构的影响。本文研究结果可丰富MOS的基础理论知识，并为制定MOS的原料标准提供参考。

硫酸镁：MgSO4·7H2O（纯度大于 99%），分析纯，国药集团化学试剂有限公司；轻烧氧化镁粉：辽宁省海城市镁水泥矿业有限公司提供，由菱镁矿煅烧而成，其主要化学成分为MgO，另含有少量 SiO2、Al2O3、Fe2O3和 CaO（见表 1）。利用水合法[12]测得其中活性氧化镁含量为60%；柠檬酸：C6H8O7·H2O（纯度大于99.5%），分析纯，国药集团化学试剂有限公司;氯化钾：纯度大于99%，分析纯，国药集团化学试剂有限公司。

在本实验中固定n（轻烧氧化镁粉）∶n（无水硫酸镁）∶n（水）=14.5∶1∶22。先将七水硫酸镁晶体溶于水配制所需浓度的硫酸镁水溶液。在上述溶液中加入一定量的柠檬酸作为改性剂，同时掺入氯化钾搅拌均匀备用。柠檬酸添加量为轻烧氧化镁粉质量的0.5%；氯化钾掺量分别为无水硫酸镁质量的0.1%、0.3%、0.5%、

0.7%、1.0%、3.0%、5.0%和7.0%，未掺氯化钾的MOS为参照试件。