改性硫氧镁水泥的性能研究

强 度 可 以达 到空 白样 的 ２ ～ ３倍 ， 从 性 能 上来 说 可 以
１ ． ２ 试 验过 程
先 将 七 水 硫 酸 镁 溶 于 水 中 配 制 成 波 美 度 为
２ ４ ． ５ ℃的溶 液 ， 然 后称 取 氧化 镁 等 粉料 ， 倒 人 搅拌 机 中干混 搅 匀 ． 接 着称 量 相应 的硫 酸镁 溶 液 和 改性 剂 Ａ、 Ｂ、 Ｃ，将三 种改 性剂 倒入 溶液 中至完 全溶 解后 将 液 体倒 入 粉体 中慢 搅 ｌ ｍｉ ｎ ， 在 搅拌 过 程 中加 入 乳液 和 硫 酸 铝 。等 慢 搅 完 后 快 速搅 拌 ２ ｍｉ ｎ后 倒 人
ｉ ｉ ｆ ｅ ｒ ｉ ｓ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ ｂ ｙ ｍａ ｔ ｅ ｉ ｒ ａ ｌ ｓ ｔ ｅ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｓ ｕ ｃ ｈ ａ ｓ ＸＲＤ ａ ｎ ｄ Ｓ Ｅ Ｍ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：Ｓ ｕ ｌ ｆ ｕ ｒ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｓ ｉ ｕ ｍ ｏ ｘ ｙ ｃ ｈ ｌ ｏ ｒ ｉ ｄ ｅ ； Ｍｏ ｄ ｉ ｉｅ ｆ ｒ ； Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ； Ｗａ ｔ ｅ ｒ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ
２ ． １ 改 性剂对 硫 氧镁胶 凝材 料强 度影 响
１ ． １ 原材 料 轻烧 氧化镁 ： 活性为 ６ ５ ％， 工业 纯 ； 七 水 硫 酸
镁： 上海产 ， 含 量为 ９ ９ ％， 工业 纯 ； 改 性 剂 Ａ： 含 量 ９ ９ ％， 一级 ； 改性 剂 Ｂ： 含量 ９ ９ ％， 工业纯 ； 改性 剂 Ｃ， 含量 ９ ９ ％， 工业级 ； 硫 酸铝 ： 工业纯 ； 复合 乳 液 ， 固含
表７ 、 表 ８所 示 。
看 最优 配 比为 Ａ ２ Ｂ ３ Ｃ ４ Ｄ１ Ｅ ２ 。考虑 到硫 氧镁 胶凝 材 料 的性 能应 该着 眼于 长期 性 ． 因此对 于 老 化 系数 而
言， 最 优配 比应该 为 Ａ ２ Ｂ ３ Ｃ ４ Ｄ１ Ｅ ２ 。
耐 水性 ． 经 正 交试 验 优 化 改 性 剂 的 掺 量 配 比 ， 同 时结 合 胶 凝材 料 微 观 测 试 手 段 如 Ｘ ＲＤ、 Ｓ Ｅ Ｍ 等 分 析 了改 性 剂 的 作
用机理 。
关键词 ： 硫氧镁 ； 改性剂 ； 力 学 强度 ； 耐 水 性
’
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｍａ ｇ ｎ ｅ ｓ ｉ ｕ ｍ ｏ ｘ ｙ ｃ ｈ ｌ ｏ ｒ ｉ ｄ ｅ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｓ ａ ｎ ｅ ｗ ｉ ｎ ｏ ｒ ｇ ａ ｎ ｉ ｃ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｔ ｉ ｏ ｕ ｓ ｍａ ｔ ｅ ｉ ｒ ａ ｌ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｉ ｎ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｍｇ Ｏ ａ ｎ ｄ Ｍｇ Ｓ Ｏ ４ ， ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｓ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｆ ｒ ｏ ｍ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ａ ｒ ｙ ａ ｉ ｒ ｉ ｒ ｇ ｉ ｄ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｔ ｉ ｏ ｕ ｓ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ １ ． Ｔ ｈ ｅ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ａ ｒ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｎ ｅ ｄ ｂ ｙ ｍｏ ｄ ｉ ｉ ｆ ｅ ｒ ． Ｔｈ ｅ ｅ ｘ ｐ ｅ ｉ ｒ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｍｉ ｘ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｉ ｓ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ｅ ｄ ｂ ｙ ｏ ｒ ｔ ｈ ｏ ｇ ｏ ｎ ｌ ａ ｅ ｘ ｐ ｅ ｉ ｒ ｍｅ ｎ ｔ ａ １ ． Ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ ｆ ｏ ｍｏ ｄ －
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１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １ Ｏ ｌ ｌ １ ２ １ ３ １ ４ １ ５ １ ６
性 ．因此 。无 论 是 气 干 还 是 饱 和 ，其 最 优 配 方 为
Ａ４ Ｂ ２ Ｃ３ Ｄ１ Ｅ ４。
２ ． ２ 改性 剂对 硫 氧镁胶 凝 材料 软化 系数 影 响
一
２ ５—
２ ０ １ ６年 第 ９期
６ ０
混 凝土 与水 泥制 品
总第 ２ ４ ５期
５ Ｏ
４ ０
（ １ ． 苏 州市华 测检 测技 术有 限公 司 ， ２ １ ５ １ ０ ０ ； ２ ． 材料 化 学工程 国家重点 实验 室 ，
南京 工业 大学 材料 科学 与工 程学 院 ， ２ １ ０ ０ ０ ９ ）
摘 要： 硫 氧 镁 水 泥是 以轻 烧 镁 、 硫 酸镁 为 原材 料 的新 型 无机 胶 凝 材 料 ， 通 过 加 入 改 性 剂 来提 升 其 物 理 性 能 和
２ ４—
陆建兵 ， 朱 晓华 ， 张童 童 ， 等
改性 硫 氧镁水 泥 的性 能研 究
表 ２ 改性 硫 氧 镁 水 泥抗 压 强 度 统 计
其 中 Ａ影 响最 大 ， Ｅ影 响 最小 ，从 １ ４ ｄ气 干抗 压 强 度结 果 可 以看 出最优 配 比为 Ａ ４ Ｂ ４ Ｃ １ Ｄ ３ Ｅ ２ 。改性 剂
Ｄ。 其 中 Ａ影 响 最 大 ， Ｄ溶 液 影 响 最 小 ， 从２ ８ ｄ气 干
抗 压强 度结 果 可 以看 出 ， 最 优 配 比为 Ａ ４ Ｂ ２ Ｃ ３ Ｄ１ Ｅ ４ 。
从表 ３ 表 ６可 以发 现 ． 各 种 改 性剂 对硫 氧 镁水
泥 １ ４ ｄ饱水 抗压 强 度 的影 响大小 依 次为 Ａ ＞ Ｂ ＞ Ｅ ＞ Ｃ ＞ Ｄ． 其 中 Ａ影 响最 大 ， Ｄ影 响最 小 ， 从 １ ４ ｄ饱 水 抗 压
强 度结果 可 以看 出最 优 配 比为 Ａ ４ Ｂ ４ Ｃ １ Ｄ ３ Ｅ ２ 。改性 剂对 ２ ８ ｄ饱 水抗 压强 度影 响 大小顺 序 为 Ａ ＞ Ｂ ＞ Ｃ ＞ Ｅ ＞
对２ ８ ｄ气 干 抗 压 强 度 影 响 大 小顺 序 为 Ａ＞ Ｂ ＞ Ｅ ＞ Ｃ ＞
Ｄ。 其 中 Ａ影 响最 大 ， Ｄ影 响 最 小 ， 从２ ８ ｄ饱 水 抗 压 强 度结果 可 以看 出 ， 最优 配 比为 Ａ ４ Ｂ ２ Ｃ ３ Ｄ １ Ｅ ４ 。 对 于 抗 折 强 度 而 言 ，应 选 择 长 期 性 的 数 据 才 具 有 代 表
编 号
编号
图 ｌ 改 性 剂 对 硫 氧 镁 水 泥 气 干 抗 压 强 度 的 影 响 表３ １ ４ ｄ 气 干抗 压强 度极 差分 析
图 ２ 改 性 剂 对 硫 氧 镁 水 泥饱 水抗 压强 度 的影 响 表５ １ ４ ｄ饱 水 抗 压 强 度 极 差 分 析
注： Ｋ Ｒ 是正交试验 结果分析 的数据结果 （ ＝ １ ， ２ ， ３ ， ４ ） ；
正交 表 ， 硫 酸 铝 溶 液标 记 为 Ｄ， 复 合 乳 液 标记 为 Ｅ 。 试 验 配合 比如表 １ 所示。 按照 正交 表 １ 制 备硫 氧镁 胶凝 材料 ， 测试 １ ４ ｄ 、
２ ８ ｄ的气 干 强 度 和 饱 水 强度 和 １ ４ ｄ 、 ２ ８ ｄ老 化 系数 ， 并 对试 验结 果进 行分 析
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｑ１ ７Βιβλιοθήκη Baidu７ ． ５
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ ０ — ４ ６ ３ ７ （ ２ ０ １ ６ ） ０ ９ — ２ ４ — ０ ５
０ 前 言
４ ０ ｍｍｘ ４ Ｏ ｍ ｍ￣ １ ６ Ｏ ｍ ｍ 三 联 模 中 ，在 振 动 台上 振 动
我 国 蕴含 丰 富 的菱 镁矿 资 源 ， 为 镁 质 胶凝 材 料
Ｄ溶液影 响 最小 ，从 １ ４ ｄ老化 系数结 果来 看 最优 配 比为 Ａ３ Ｂ ４ Ｃ ２ Ｄ１ Ｅ ３ 。 从 表 ８可 以发 现 ， 各 种改 性剂 对
胶凝材料 ２ ８ ｄ老 化 系 数 的影 响程 度 为 Ｂ ＞ Ｃ ＞ Ａ＞ Ｅ ＞ Ｄ， Ｂ影 响最大 ， Ｄ影 响最 小 ， 从２ ８ ｄ老化 系数 结果 来 图 ３与 图 ４为 硫 氧 镁 胶 凝 材 料 １ ４ ｄ与 ２ ８ ｄ的 老 化 系数趋 势 图 。针对 图 ３和 图 ４中的数 据进 行极 差 分 析 ，比较 不 同因素 对 软 化 系数 的 影 响程 度 。 如
６ ０ ｓ 后 放入 温度 为 ３ ０ ℃、 湿度 ６ ０ ％～ ７ ０ ％的养 护箱 中
养护 １ ｄ脱 模 ．之 后 养护 至 规定 龄 期 取 出进 行 性 能
测试 。
２ 试 验 讨 论
的广泛 应 用提 供 了丰 富 的原材 料［ １ ｌ 。镁 质 胶凝 体 系 材 料是 以氧化 镁 为 主要 成分 的气 硬性 胶 凝 材 料 ， 其
１ ４ ｄ气 干抗 压 强 度 表 示 按 照 １ ４ ｄ气 干 抗 压 强 度 结 果 进 行 正 交试验分 析 ； Ｋ Ｒ ／ ４表 示 Ｋ Ｒ 的平均 值 （ Ｒ ＝ Ｉ ， ２ ， ３ ， ４ ） 。 Ｒ 表示 平 均 指标 的极 差 。 以下 同 。
表４ ２ ８ ｄ气 干 抗 压 强 度 极 差 分 析
度较差、 耐水 性 不好 的缺 点ｌ ２ ｌ 。因此 ， 如 何 进 一 步提 高硫 氧镁 胶 凝材 料 的性 能 ， 必 将 使 硫 氧镁 胶 凝 材料 应 用前 景更 加广 阔 。
１ 试验
本 次 试验 选 取改 性 剂 Ａ、 Ｂ、 Ｃ ， 硫 酸 铝溶 液 和 复 合 乳液 ５种改 性剂 ， 其 中硫 酸 铝溶 液按 照硫 酸铝 ： 水 的质量 为 １ ： １ ． ２的配 比配制 。 此次 正交试 验选 用 Ｌ ４ ５
中主 要 包 括 氯 氧 镁 水 泥 ， 硫 氧镁 水 泥 ， 磷 酸 镁 水 泥
等系列 ， 由于 硫 氧 镁 水 泥 克 服 了 易 返 霜 、 易 使 钢 筋 腐 蚀 等氯 氧镁 水 泥 常 见缺 陷 。 在 某些 使 用 方 面要 比 氯 氧镁 水 泥 更有 优 势 。然 而 ， 硫 氧镁 水 泥 也 存在 强
２ ０ １ ６年 第 ９期
９月
混 凝 土 与 水 泥 制 品
Ｃ ＨＩ ＮＡ Ｃ ＯＮＣＲ ＥＴ Ｅ ＡＮＤ Ｃ ＥＭＥ ＮＴ Ｐ ＲＯＤＵ Ｃ Ｔ Ｓ
２ ０１ ６ Ｎｏ ． ９ Ｓ ｅ ｐ ｔ ｅ ｍｂ ｅ ｒ
改性 硫 氧镁 水 泥 的性 能研 究
陆 建 兵 ， 朱 晓华 ， 张 童 童 ， 施 维 ， 李 东 旭
一
满 足许 多建 筑和装 修 工程需 要 。
针 对 表 ２中的数 据 进行 极 差 分 析 。 比较不 同 因
素 对试 验结 果 的影 响 程度 ， 如表 ３ ～ 表 ６所示 。
从 表 ３可 以 发 现 ，各 种 改性 剂 对硫 氧 镁 水 泥 １ ４ ｄ气干 抗压 强度 的影 响 大小依 次 为 Ａ ＞ Ｂ ＞ Ｄ ＞ Ｃ ＞ Ｅ，
量为 ５ ０ ％
表 ２为 正 交 试 验 １ ４ ｄ与 ２ ８ ｄ相关 强 度 性 能 测 试数 据 。 而图 １ 、 图 ２为不 同龄期 强度 的发 展趋 势示 意 图 。从相 关 图和表 中可 以发 现 ， 加 入改性 剂 后 ， 硫
氧 镁 胶 凝 材 料 的 气 干 和饱 水 强度 得 到 了不 同程 度 的提 升 ， 伴 随着 改性 剂 掺 量 的改 变 ． 试 样 所 得 最 高