第四章 镁质胶凝材料

4.2 镁质胶凝材料料浆的制备和硬化性能 4.2.2 氧化镁—氯化镁--水系统 氧化镁—氯化镁--水系统 3、镁水泥的硬化强度和抗水性 、 （一）硬化强度 在干燥条件下具有硬化快、 在干燥条件下具有硬化快、 强度高的特点 1 2
氯镁水泥1与硅酸盐水泥 强度发展对比 氯镁水泥 与硅酸盐水泥2强度发展对比 与硅酸盐水泥
曲线2：掺入1%H3PO4 曲线 ：掺入
掺入外加剂： 掺入外加剂： 少量磷酸或磷酸盐 水溶性树脂
曲线1： 曲线 ：MgO/MgCl2=5.7 H2O/MgO=3.3
改用硫酸镁(MgSO4·7H2O)、 改用硫酸镁 、 和铁矾(FeSO4)做调和剂后， 做调和剂后， 和铁矾 做调和剂后 可以降低吸湿性， 可以降低吸湿性，提高抗 水性， 水性，但强度较用氯化镁 氯镁水泥掺1%H3PO4与不掺时强度的发展 氯镁水泥掺 低。
白云石加热过程 1—失重曲线；2—温度曲线 失重曲线； 温度曲线 失重曲线
4.2 镁质胶凝材料料浆的制备和硬化性能 4.2.1 氧化镁--水系统 氧化镁--水系统 氧化镁与水拌和后产生反应： 氧化镁与水拌和后产生反应：
MgO+H2O=Mg(OH)2
现象 原因
1、浆体凝结很慢 、 2、硬化后强度很低 、
1、MgO溶解度小， 、 溶解度小， 溶解度小 水化过程缓慢， 水化过程缓慢，导 Text 致硬化时间长。 致硬化时间长。 2、相对过饱和度太 、 大，产生结晶应力 使强度降低。 ，使强度降低。
4.2 镁质胶凝材料料浆的制备和硬化性能 4.2.2 氧化镁—氯化镁--水系统 氧化镁—氯化镁---水系统 实验证明：用氯化镁溶液代替水来调制 实验证明：用氯化镁溶液代替水来调制MgO时，可以加 时 速其水化速度，并且能与之形成新的水化物相。 速其水化速度，并且能与之形成新的水化物相。这种新 相的平衡溶解度比Mg(OH)2高，因此其过饱和度也相应 相的平衡溶解度比 降低。 降低。 这种用MgCl2溶液调制的镁质胶凝材料材料就是目前广 这种用 镁水泥， 泛关注的氯化镁水泥，简称镁水泥 泛关注的氯化镁水泥，简称镁水泥，也称索瑞尔水泥 （Sorel Cement)。 。
天然白云石呈晶 质和非晶质两种
3. 蛇纹石 含水硅酸镁，3MgO·2SiO2·2H2O) 蛇纹石(含水硅酸镁 含水硅酸镁，
4. 冶炼镁合金的熔渣 冶炼镁合金的熔渣(MgO含量 含量>25%) 含量
4.1 镁质胶凝材料的制备
4.1.2 镁质胶凝材料的生产 煅烧过程中白云石的分解反应： 煅烧过程中白云石的分解反应：
4.2 镁质胶凝材料料浆的制备和硬化性能 4.2.2 氧化镁—氯化镁--水系统 氧化镁—氯化镁---水系统 1、镁水泥的水化过程 、 MgO在MgCl2溶液中的水化反应可以用水化放热速率 在 溶液中的水化反应可以用水化放热速率 水化放热速率q (J/g·MgO·h) 随时间t的变化率来描述 的变化率来描述。 随时间 的变化率来描述。 Ⅰ 诱导前期 Ⅱ 诱导期 Ⅲ 加速期 Ⅳ 减速稳定期
晶质菱镁矿石
纯净的晶质菱镁矿石为白色 非晶质的为白色瓷土状，常含有SiO2和CaCO3等杂质。 等杂质。 非晶质的为白色瓷土状，常含有
4.1 镁质胶凝材料的制备
4.1.1 原料 2. 白云石矿： 白云石矿： 碳酸镁与碳酸钙的复盐， 碳酸镁与碳酸钙的复盐，CaCO3·MgCO3 理论摩尔组成： 理论摩尔组成：CaCO3 : MgCO3=1 : 1 质量组成： 质量组成： CaCO3 54.2%；MgCO3 45.8% ； 石灰石： 石灰石：MgCO3 0~5% 镁质石灰石： 镁质石灰石： MgCO3 5~10% 白云质石灰石： 白云质石灰石：MgCO3 10~25% 白云石： 白云石： MgCO3 >25%
4.3 镁质胶凝材料的应用 建筑材料（镁质混凝土及其制品、 建筑材料（镁质混凝土及其制品、镁纤复合材 料等），装饰材料，包装材料，化工原料，化肥， 料等），装饰材料，包装材料，化工原料，化肥， ），装饰材料 饲料，植物光合作用促化剂，油井填料，阻燃材料。 饲料，植物光合作用促化剂，油井填料，阻燃材料。
650 ~ 750 ° C
控制 温度
复盐分解
MgCO3 • CaCO3 → MgCO3 + CaCO3
碳酸镁分解
MgCO3 → MgO + CO2 ↑
600 ~ 650°C
CaCO3 → CaO + CO2 ↑
来自百度文库900°C
4.1 镁质胶凝材料的制备
4.1.2 镁质胶凝材料的生产 煅烧温度 650~750℃ ℃
4.2 镁质胶凝材料料浆的制备和硬化性能 4.2.2 氧化镁—氯化镁--水系统 氧化镁—氯化镁--水系统 3、镁水泥的硬化强度和抗水性 、 （二）抗水性 抗水性差，在潮湿条件下其强度很快降低。 抗水性差，在潮湿条件下其强度很快降低。 镁水泥制品的耐水性和耐久性差，吸湿性大，易返 镁水泥制品的耐水性和耐久性差，吸湿性大， 潮和翘曲变形。其根本原因是相 和相 是不稳定的。 和相5是不稳定的 潮和翘曲变形。其根本原因是相3和相 是不稳定的。 氯盐的吸湿性大， 氯盐的吸湿性大，结 晶接触点的溶解度高， 晶接触点的溶解度高，水 化物具有高的溶解度。 化物具有高的溶解度。
第四章 镁质胶凝材料
镁质胶凝材料是由磨细的苛性苦土（ 镁质胶凝材料是由磨细的苛性苦土（MgO)或 或 苛性白云石（ 苛性白云石（MgO和CaCO3）为主要组成的一 和 种气硬性胶凝材料。 种气硬性胶凝材料。 与其他胶凝材料不同， 与其他胶凝材料不同，镁质胶凝材料在使 用时不用水调和， 用时不用水调和，必须用一定浓度的氯化镁溶 液或其他盐类溶液来调和。 液或其他盐类溶液来调和。
1.镁质胶凝材料抗水化差的原因是什么？ 镁质胶凝材料抗水化差的原因是什么？ 镁质胶凝材料抗水化差的原因是什么 解决措施有哪些？ 解决措施有哪些？
4.3 镁质胶凝材料的应用 （一）菱苦土木屑地面 以菱苦土、木屑、 以菱苦土、木屑、氯化钙及其他混合 材料（滑石粉、砂、石屑、粉煤灰、颜料 材料（滑石粉、 石屑、粉煤灰、 等制作地坪，具有一定弹性，且防火、 等）等制作地坪，具有一定弹性，且防火、 防爆、导热性小、表面光洁、不起灰。 防爆、导热性小、表面光洁、不起灰。主 要用于室内车间地坪。 要用于室内车间地坪。
4.2 镁质胶凝材料料浆的制备和硬化性能 4.2.2 氧化镁—氯化镁--水系统 氧化镁—氯化镁---水系统
mMgO
+ nMgCl2 + 6H2O
mMgO nMgCl2 6H2O
反应生成的氧氯化镁结晶速度比氢氧化镁快， 反应生成的氧氯化镁结晶速度比氢氧化镁快，因而加 速了镁质胶凝材料的凝结硬化速度，制品强度显著提高。 速了镁质胶凝材料的凝结硬化速度，制品强度显著提高。 氯化镁溶液（密度为 氯化镁溶液（密度为1.2g/cm3）的掺量一般为菱苦土 则凝结速度过快， 的55%～60%。掺量太大则凝结速度过快，且收缩大、强 ～ 。掺量太大则凝结速度过快 且收缩大、 度低。掺量过少，则硬化太慢、强度也低。此外， 度低。掺量过少，则硬化太慢、强度也低。此外，温度对 凝结硬化很敏感，氯化镁掺量可作适当调整。 凝结硬化很敏感，氯化镁掺量可作适当调整。
ⅠⅡ Ⅲ Ⅳ
q1
q3
q2
t1
t2
t3
4.2 镁质胶凝材料料浆的制备和硬化性能 4.2.2 氧化镁—氯化镁--水系统 氧化镁—氯化镁--水系统 2、镁水泥的水化相 、
mMgO
+ nMgCl2 + 6H2O
mMgO nMgCl2 6H2O
现在较公认的水化相有“ 现在较公认的水化相有“相3”和“相5” 和 相3：3Mg(OH)2·MgCl2 · 8H2O，简称 ： ，简称3·1·8 相5：5Mg(OH)2·MgCl2 · 8H2O，简称5·1·8 ： ，简称 镁水泥的硬化体是由水化物3·1·8相和 相和5·1·8相为主的晶体 镁水泥的硬化体是由水化物 相和 相为主的晶体 交叉连生而成的晶体网状结构。 交叉连生而成的晶体网状结构。
4.1 镁质胶凝材料的制备
4.1.1 原料 1.菱镁矿 菱镁矿(MgCO3)： 菱镁矿 ： 菱镁矿的化学成分 化学成分 辽宁 山东 SiO2 0.67 3.63 Al2O3 0.19 0.36 Fe2O3 1.01 0.60 CaO 0.12 0.89 MgO 46.78 45.72 烧失量 51.39 49.32
4.1 镁质胶凝材料的制备 4.2 镁质胶凝材料料浆的制备和硬化性能 4.3 镁质胶凝材料的应用
4.1 镁质胶凝材料的制备
4.1.1 原料 镁质胶凝材料一般是将菱镁矿或白云石矿煅烧再磨细而成。 镁质胶凝材料一般是将菱镁矿或白云石矿煅烧再磨细而成。 主要煅烧设备为立窑和回转窑。 主要煅烧设备为立窑和回转窑。
或其织物) 玻璃纤维 (或其织物 增强 或其织物 镁质胶凝材料，空调通风， 镁质胶凝材料，空调通风，断 用氯化镁调制的苛性苦土或 面为矩型或圆型，具有不然性。 面为矩型或圆型，具有不然性。 白云石中加入发泡剂或泡沫， 白云石中加入发泡剂或泡沫， 经成型硬化后成为轻质多孔 的隔热制品。 的隔热制品。
作业
（二）板材 加入刨花、木丝、玻纤、聚酯纤维等，制作各种板材， 加入刨花、木丝、玻纤、聚酯纤维等，制作各种板材， 如防火装饰板、防火风管、刨花板、木屑板等。 如防火装饰板、防火风管、刨花板、木屑板等。加入发泡剂 还可制作保温板。 时，还可制作保温板。 将玻璃纤维或玻璃纤维 布，用镁质胶凝材料胶接起 来后， 来后，表面经装饰而成