一氯氧镁水泥抗水性的近期研究.doc

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1、Z09016237韩兴泉复合材料加工及应用技术氯氧镁水泥抗水性的近期研究引言　氯氧镁水泥，又称索瑞尔水泥，是用具有一定浓度的氯化镁水溶液与活性氧化镁粉末调配后得到的镁水泥石。1867年法国人索瑞尔发明了这种胶凝材料，形容它具有大理石般的光滑表面，是做装饰材料的极好材料。索瑞尔曾断言这种水泥是不易被水侵蚀的，而事实上它在潮湿的环境下强度大幅度下降，并且对钢筋有较大的。因此，氯氧镁水泥（以下简称镁水泥）的使用范围仅限于地板材料、包装材料等非永久性、非承重建筑结构件内。　从本世纪初开始，人们一直在探索如何能解决镁水泥的长其使用寿

2、命这一问题。由于在镁水泥基本体系，即MgO－MgCl2－H2O三元体系中所形成的反应产物的溶解度高，以及氯离子对钢筋的腐蚀问题，这就使镁水泥改性研究的难度很大。目前国内一些单位正在开展改善镁水泥抗水性的研究。为了更好地了解国内外对该课题的研究现状，本单位正在开展改善镁水泥抗水性的研究。为了更好地了解国内外对该课题的研究现状，本文试图以国际上近期发表的文献和专利资料进行综述和分析。并对今后的研究提出建议。二、镁水泥硬化浆体的强度发展　镁水泥是气硬怕胶凝材料，其浆体在空气中逐渐硬化并达到很高的强度。加拿大学者J.J.Beaud

3、oin和V.S.Ramachandran曾经研究了镁水泥和其他一些水泥的孔隙率与力学强度发展的关系〔13〕。研究结果表明，对具有同样孔隙率的胶凝材料的硬化浆体来说，镁水泥硬化浆体的力学性能比波特兰水泥的要好。由此看出为了探讨在潮湿环境下镁水泥浆体强度下降的原因，就必须研究镁水泥基本三元体系MgO－MgCl2－H2O中的反应产物及其特性。　　在六十年代之前，镁水泥的研究工作主要集中在探索它的相组分、相结构等方面〔1，9〕。人们发现，MgO－MgCl2－H2O三元体系在不同温度睛生成了以下几个主要的化合物〔8，9〕：在室温到1

4、00°C的温度范围内，镁水泥硬化浆体中的稳定结晶相是5·1·8相（即5Mg(OH)2·MgCl2·8H2O）和3·1·8相（即3Mg(OH)2·MgCl2·8H2O）。在温度为100°C至120°C的范围内，镁水泥硬化浆体中的稳定结晶相是9Mg(OH)2·MgCl2·5H2O和2Mg(OH)2·MgCl2·4H2O两个结晶相。文献3、4、5和7给出了这四个相的X光粉衍射图。此外，在文献8中提到用光学显微镜观察了这些氯氧镁化合物，指出它们都是针尖状晶体，并且晶型很不明显。　从六十年代起，人们运用扫描电镜、电子显微镜等仪器来观

5、察、分析镁水泥硬化体的显微结构，试图解释其强度的来源〔10，12〕。南斯拉夫学者B·马特科维奇等人反映出，镁水泥的强度取决于5·1·8相的形成〔11，12〕。由于5·1·8相是针尖状的晶体，它们相互交织在一起，使硬化体致密，从而具有很高的强度。在镁水泥基本体系MgO－MgCl2－H2O中，最终反应产物的形成取决于氧化镁的活性和氧化镁、氯化镁和水之间的配合比〔15，18〕。在常温下反应产物可以是5·1·8相3·1·8相、Mg(OH)2或是它们的混合物。当氧化镁、氯化镁和水之间的配合比一定时，氧化镁的流活性不仅影响到氧化镁与氯

6、化镁溶液的反应速度，也影响到镁水泥硬化浆体中的最终反应产物，即影响到它的强度。　镁水泥硬化体的主要结晶相5·1·8相3·1·8相在水中不稳定，从而导致镁水泥强度下降。从C·A·Sorrell在1976年发表的MgO－MgCl2－H2O相图中可以看出〔14〕，5·1·8相和3·1·8相在水中溶解成Mg(OH)2和MgCl2。该相图使我们能全面地了解镁水泥的组成和相结构的关系。为了进一步证实5·1·8相溶于水，法国学者D·MenetrierSorrentino和P·Barret在1986年国际第八届水泥化学会议上发表了有关索瑞

7、尔水泥化过程的研究论文〔19〕。他们通过做“雨水模拟”实验，证明了5·1·8相在雨水的冲刷一以一定速度溶解，八小时内固体溶解部分重达样品总重量的百分之几，得出5·1·8相的溶解度为200克/升左右。　5·1·8相3·1·8相不仅在水中的溶解度高，更重要的是它们在空气中易碳化。文献9指出，将这些化合物放在空气中观察8个月后，发现它们都转变成稳定的碳氯酸镁化合物Mg(OH)2MgCl2·2MgCO2·6H2O，并且据报导，该相比5·1·8相3·1·8相置于相对湿度为95％的二氧化碳气氛中时，这两个相都分解成Mg(OH)2和Mg

8、Cl2。由此看来，在镁水泥的基本元体系中是无法实现改善其硬化浆体的抗水性问题的，那么，只能从改变它的组分入手。三、改善镁水泥抗水性的探索　为了改善镁水泥的抗水性，国内外所采用的方法不外乎是改变镁水泥浆体的养护条件或是在镁水泥的原有组分中加入少量的添加物，使镁水泥硬化浆体中形成一些溶解度低的化合物。从发表