PTP-208.改性氯氧镁水泥轻质墙体材料的研究

改性氯氧镁水泥轻质墙体材料的研究肖力光 张伟吉林建筑工程学院摘　要 本研究从抗水外加剂、活性混合材、减水剂、高分子聚合物以及轻骨料等几个方面对氯氧镁水泥进行改性,制成了改性氯氧镁水泥多孔混凝土墙体砌块、改性氯氧镁水泥陶粒泡沫混凝土墙体砌块以及改性氯氧镁水泥轻质隔墙板等墙体材料。

关键词 氯氧镁水泥　改性　轻质墙体材料1　引言氯氧镁水泥也称镁质水泥或So rel水泥,自1867年So rel发明以来,已有100多年的历史,它有许多性能优于波特兰水泥:不需要湿养护,防火性能好,导热系数小,耐磨性好,早期强度高,耐油、抗有机溶剂,抗普通盐和硫化物侵蚀的性能也相当好。

利用氯氧镁水泥可制成改性氯氧镁多孔混凝土墙体砌块、改性氯氧镁陶粒泡沫混凝土墙体砌块以及改性氯氧镁轻质隔墙板等墙体材料。

上述墙体材料具有生产工艺简单,投资少,软化系数高,轻质高强等优点,各项性能符合国家标准。

2　改性氯氧镁多孔混凝土墙体砌块2.1　主要原材料及性能(1)、轻烧镁粉轻烧镁粉是用菱镁矿石(M gCO3)经750～850℃煅烧后再磨细而成。

是一种白色或浅黄色的粉末,其物理性能要求如下:比重:3. 2g c m3;细度:在120目 平方厘米筛上筛余量<2%。

其化学成分要求如下:M gO≥80%;收稿日期:199815122CaO≤2.0%;烧失量<9%;初凝时间:不早于45分钟,终凝时间:不迟于8小时。

(2)、卤粉(块、片或粒状)卤粉应易溶于水,不溶解的沉淀物<0. 5%;M gC l2含量≥45%;SO42-含量<2%; N aC l含量<2%。

(3)、粉煤灰粉煤灰含有相当高的无定形硅质材料。

主要化学成分如下:Si O2:40～60%;A l2O3:15～30%;Fe2O3:2～15%;烧失量<10;采用磨细粉煤灰。

(4)、外加剂采用抗水外加剂、激发剂、减水剂、高分子聚合物。

(5)、发泡剂发泡剂的效率,一般以它的坚韧性、泌水性、发泡倍数等三种性能来评定。

通常认为最理想的发泡剂,应是沉陷量和泌水量都最小,即是其持久性最好,发泡的倍数也最大。

2.2　生产工艺改性氯氧镁多孔混凝土墙体砌块的生产工艺流程见图1。

2.3　技术性能经过测试,改性氯氧镁多孔混凝土墙体砌块的主要技术性能如下:表观密度:500±50kg m 3抗压强度:≥2.5M Pa 干燥收缩值:≤0.6mm m软化系数:0.85导热系数≤0.18W m ・K 防火性能:不燃图1　改性氯氧镁多孔混凝土墙体砌块的生产工艺3　改性氯氧镁陶粒泡沫混凝土墙体砌块3.1　主要原材料及性能(1)、轻烧镁粉(2)、卤粉(块、片或粒状)(3)、粉煤灰(4)、轻骨料以页岩陶粒为轻骨料,页岩陶粒是将页岩加工成粒,经高温烧胀,由于其内部所含水分或气体在高温下发生膨胀,形成了内部具有微细气孔结构和表面由一层硬壳包裹的陶粒,筒压强度:2.3～2.5M Pa ;堆积密度等级:500级;吸水率(1个小时)<10%。

(5)、外加剂(6)、发泡剂3.2　生产工艺改性氯氧镁水泥陶粒泡沫混凝土墙体砌块的生产工艺流程见图23.3　技术性能经过测试,改性氯氧镁水泥陶粒泡沫混凝土墙体砌块的主要技术性能如下:表观密度:700±50kg m 3抗压强度:≥6.0M Pa 干燥收缩值:0.6mm m 软化系数:0.86导热系数:≤0.19W m ・K 抗冻性能:重量损失1.3%;强度损失10%。

防火性能:不燃图2　改性氯氧镁水泥陶粒泡沫混凝土墙体砌块的生产工艺4　改性氯氧镁水泥轻质隔墙板4.1　主要原材料及性能(1)、轻烧镁粉(2)、卤粉(块、片或粒状)(3)、粉煤灰(4)、中碱玻璃纤维网格布中碱玻璃纤维网格布为轻质隔墙板的增强材料,网格布宽度60c m,网眼尺寸1×1c m,经纬单束纱抗拉力≥25kg(5)、外加剂(6)、发泡剂4.2　生产工艺改性氯氧镁水泥轻质隔墙板的生产工艺流程见图3。

4.3　主要性能外形尺寸:2.51×0.6×0.06自重:30kg m2抗折力:250kg含水率:≤10%软化系数:0.86抗冲击性:≥100次防火性能:不燃导热系数:≤0.18W m・K5　讨论氯氧镁水泥是用具有一定浓度的氯化镁水溶液与活性氧化镁粉调配后得到的镁水泥石,在合理的配比下,氯氧镁水泥胶凝材料的主要成分是5M g(O H)2・2M gC l2・8H2O (简称5・1・8相),和3M g(O H)2・M gC l2・8H2O(简称3・1・8相)和少量的M g (O H)2,理论上尤以5・1・8相络合物的强度高,它呈针状晶体,所形成结构为互相交叉搭结的多微孔毛毡状。

在氯氧镁水泥浆体中加入一定量的磨细粉煤灰,不仅起填料的作用,在激发剂的作用下,活性二氧化硅在氯氧镁水泥中还会产生如下反应:M g (O H )2+Si O 2→M gSi O 2・ag Ca (O H )2+Si O 2→CaSi O 2・ag同样活性A l 2O 3还会生成水化铝酸镁凝胶,因此,粉煤灰在氯氧镁水泥中不仅是物理填充,而且是活性化学填充。

图3　改性氯氧镁水泥轻质隔墙板的生产工艺 (1)、抗水外加剂为了改善氯氧镁水泥的抗水性,国内外所采用的方法基本上有两种,一种是改变水泥浆体的养护条件,这方面多见于日本专利。

另一种方法是在氯氧镁水泥的原有组分中加入少量的一种或几种添加剂,使氯氧镁水泥硬化浆体中形成一些溶解度低的水化产物,这方面南斯拉夫学者、加拿大学者、原苏联学者以及日本、美国专利均有大量的报导。

我国在60年代初就采用硫酸铅、碳酸镁、硫酸镁、硫酸亚铁等作为抗水剂进行了探索,近几年,又对磷酸、磷酸盐、有机酸、有机硅以及水溶性和水乳型的高聚物进行了研究。

本研究采用无机和有机复合型防水外加剂,与活性混合材配合使用,效果更好。

(2)、减水剂在满足M gC l 2用量的前提下,尽可能配制高浓度的氯化镁溶液以减少用水量,高浓度能加速M gO 的溶解和反应速率的加快,硬化产物的强度和硬度也随之提高,同时由于用水量减少,毛细孔道也减小,为了减水而又不影响合易性,应采用减水剂,这样就提高了耐水性、抗冻性和强度。

一般多采用阴离子表面活性剂。

其用水量可比原用水量减少20～25%。

(3)、添加高分子聚合物选择加入一定量的高分子聚合物。

这些高分子聚合物在氯氧镁水泥中不发生凝脱沉淀或破乳,自身能气硬交联或在酸性介质中交联聚合,因此,高分子聚合物在参与氯氧镁水泥硬化的反应过程中,能在络合物周围产生高聚物并包覆M g(O H)2结晶体,形成良好的防水保护层,同时也在晶体间的空隙中自行交联并堵塞毛细孔道,减少氯离子和水分子接触,以提高络合物结构的相对稳定性,使材料的吸水性减小,透水性下降,在基体中形成聚合物膜,具有良好的水密性。

另外,还应该注意轻烧镁粉的活性、氧化镁与氯化镁的比例关系及养护环境对墙体材料质量的影响。

耐水性一般用软化系数表示,氯氧镁水泥制品软化系数以28天龄期试件在水中浸泡28天的湿强度与28天龄期试件的干强度的比值表示。

具体方法是:在按规定试验方法制备的改性标准试件中取3块,放入常温水箱的垫条上,试件周围净空约20mm,水箱设有能均匀换水的流水装置,流量约1000m l m in左右,水面高于试件不少于10mm,试件在水中浸泡28天(或按规定时间进行)。

从水箱中取出试件,擦干表面水,按规定的试验方法测定强度,计算出湿强度R W,软化系数K 以28天龄期试件浸水28天湿强度与28天龄期干强度的比值表示,并按下式计算,精确至0.01.。

K=R R W式中K—软化系数;R—3块试件干强度的算术平均值(M Pa);R W—3块试件湿强度的算术平均值(M Pa)。

和红砖相比,改性氯氧镁水泥轻质墙体材料具有可节约土地保护良田,砌筑施工效率高,提高建筑工程综合效益等优点。

6　结束语抗水外加剂、活性混合材、减水剂、高分子聚合物以及轻骨料,大大提高了氯氧镁水泥的软化系数和抗冻性等技术指标,使改性氯氧镁水泥多孔混凝土墙体砌块、改性氯氧镁水泥陶粒泡沫混凝土墙体砌块以及改性氯氧镁水泥轻质隔墙板等墙体材料的各项技术指标均达到国家标准。

参考文献(1)、X iao　L i-guang　et　al.T he　M anufactu re　of　Po lym er　M odifing　N on-Steam　Cu ring　L igh tw eigh t　W all B lock,T he　F irst　East　A sia　Sym po2 sium　on　Po lym er　in　Concrete,1994.5(2)、肖力光等,改性氯氧镁水泥轻质砌块的研究,吉林建筑工程学院学报,1996(3)・信息・建筑节能材料将大有可为我国已确定到2000年实现建筑节能率50%的目标,这意味着建筑节能材料市场今后几年需要大量优质、性能可靠、节能效果显著以及价格低廉的产品。

建筑节能的重要环节是墙体节能。

国内外采暖地区建筑耗能的测试表明,建筑物围护结构的热损失占建筑物总能耗的2 3左右,因此提高建筑物围护结构的保温性能,是降低建筑能耗的重要措施之一。

同时有关资料表明,墙体传热的损失占建筑物总能耗的1 3。

因此,提高建筑物墙体绝热性能是降低建筑物能耗的关键环节。

由于我国建筑墙体节能材料品种少,性能不完善等原因,没能大量推广和应用。

目前,我国应大力开发和生产墙体绝热材料,使其能够提高墙体热阻,降低墙体传热系数。

绝热墙体材料由轻骨料、粘结剂、塑化剂、附加剂四大部分组成。