mgo膨胀剂工程应用

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1、1.MgO膨胀剂的生产及技术要求MgO膨胀剂是以富含MgO的菱镁矿（MgCO3）、白云岩或石灰石为原料，经适宜温度煅烧后磨细而成，白色粉末状，密度2.9-3.3g/cm3，其质量用纯度（MgO含量）、活性指标、烧失量、细度和氧化钙含量来评价。这些质量指标又与原料的品质、煅烧设备、煅烧制度、煅烧流程等密切相关。MgO膨胀剂的煅烧设备常采用工业反射窑（立窑）和回转窑。MgO的烧成温度越高，高温下的保温时间越长，活性指标越大，则方镁石（MgO晶体）的水化活性越小，水化越慢。利用回转窑生产MgO，窑内煅烧温度容易控制，烧成时间短（

2、45-60min），出窑的轻烧镁砂粒度较细（小于2mm的颗粒多于90%），冷却快，烧失量小，烧成的MgO质量比较均匀，纯度大于90%，活性高。调整原料的煅烧设备，煅烧温度，高温下的保温时间，入窑粒度等，即可改变MgO膨胀剂的膨胀速率和膨胀量。若要生产内含MgO量较高的水泥，只需在水泥生料中参入适量的菱镁矿，稍许改变睡你的煅烧工艺和生产流程即可。但是，由于受料源的限制，目前只有极少数的水泥厂家能够生产内含MgO量较高的水泥。长江三峡水利枢纽二、三期工程，贵州构皮滩水电站大坝等，均使用了内含MgO为3.5%-5.0%的微膨胀型

3、中热水泥，其混凝土的自生体积变形均呈微膨胀型。直接将粉状MgO膨胀剂与混凝土的其他原材料（如水泥、碎石、砂子、粉煤灰等）一起搅拌而成的混凝土，可以根据混凝土结构设计要求的补偿收缩量，通过调整MgO膨胀剂的煅烧设备、烧成温度、高温下的保温时间、掺量、外掺混合材的种类等手段来调节混凝土的膨胀速率和膨胀量。利用这种方法配置MgO微膨胀混凝土，相对使用内含MgO量较高的水泥而言，方便灵活，实际工程应用较多。1994年，能源部、水利部水利水电规划设计总院颁发了用于水利水电工程的轻烧MgO膨胀剂的技术要求——《水利水电工程轻烧MgO材

4、料品质技术要求（试行）》，见表1。表1水利水电工程对轻烧MgO的技术要求MgO含量/%活性指标/sCaO含量/%细度/孔目筛余量/%烧失量/%SiO2含量/%≥90240±40<2180≤3≤4<42.MgO膨胀剂的作用机理南京工业大学邓敏教授、崔雪华教授、唐明述院士等人通过多年研究后认为，经过高温煅烧的方镁石（MgO晶体），水化作用很缓慢，在水化生成Mg(OH)2过程中引起的自生体积膨胀出现的较迟；由MgO水化而来的Mg(OH)2晶体的形成和发展，是水泥石产生延迟性膨胀的源泉；MgO水泥结石的膨胀能来自于Mg(OH)2晶

5、体的吸水肿胀力和结晶生长压力，水化早期的Mg(OH)2晶体很细小，晶体的吸水肿胀力是水泥结石膨胀的主要动力，随着Mg(OH)2晶体的长大，晶体的结晶生长压力转变为膨胀的主要动力；MgO水泥结石的膨胀量取决于Mg(OH)2晶体存在的位置、形状和尺寸。MgO水泥结石和混凝土的膨胀性能主要取决于MgO膨胀剂的质量和掺量，其次与环境温度、混合材的种类和掺量、水泥熟料的矿物组成和游离CaO含量等因素有关。3.氧化镁膨胀剂的技术效应利用贵州水泥厂42.5硅酸盐水泥、清镇电厂分选粉煤灰（Ⅱ级）、人工砂石料、海城MgO（理化性能指标见表2

6、）。在实验室拌制MgO混凝土配合比见表3。配合比中的MgO外掺量分别为胶凝材料总量百分数，控制坍落度为2-6cm。表2海城MgO的理化性能指标细度/目活性/s化学成分/%烧失量SiO2CaOMgOFe2O3Al2O31802292.283.971.4491.420.380.38表3混凝土配合比编号原材料及用量外加剂掺量/%胶凝材料/(kg/m3)骨料水/(kg/m3)水泥粉煤灰砂率m(中石)：m(小石)木钙DH48DH9MgOM0171733260:401220.250.500.0030M1171733260:401220

7、.250.500.0032.5M2171733260:401220.250.500.0033.5将编号为M0、M1、M2的混凝土力学性能实验试件脱模后放置于恒温（20±2）℃、相对湿度不低于95%的环境中养护，变形试件放置于恒温（20±2）℃、绝湿环境中养护，测得混凝土试件的力学性能、体积变形值G(t)及它们随MgO掺量变化的相对结果和随时间t变化过程曲线分别见表4、表5，图1。表4混凝土的力学性能试验结果编号抗压强度/MPa抗拉强度/MPa弹性模量/(×104MPa)极限拉伸值/(×10-4)7d28d90d180d7d

8、28d90d180d7d28d90d7d28d90dM014.0227.3132.8935.421.662.112.883.032.023.183.830.560.770.84M114.6428.7835.3037.961.742.283.103.242.113.394.070.600.840.91M2