摘要
氯氧镁水泥轻质高强、阻燃隔热、快凝易加工、耐磨抗冲击,在建筑用装饰装修材料、包装材料、代木代瓦等轻工领域有广泛应用。同时氯氧镁水泥也存在容易翘曲变形、吸潮返卤的问题,容易受高温高湿等环境因素影响,限制了其应用。因此近年来许多科研人员致力于氯氧镁水泥的增强改性,使用改性剂及填充材料生产高性能的镁基胶凝材料。我国菱镁资源丰富,因此开发新型复合镁水泥材料,充分发挥镁质资源作用,生产轻质防火的高强建筑材料,将具有重大意义。 在本工作中,以轻烧氧化镁粉和氯化镁溶液调和制成氯氧镁水泥,首先研究各原料配比对成型试件早期性能(凝结时间、抗折抗压强度)的影响。分别使用泡沫玻璃粉料、甲基硅酸钠溶液、水合硅酸镁凝胶对氯氧镁水泥体系进行改性研究,测试计算改性材料的力学性能、耐水性能、体积稳定性等,辅以SEM、XRD、FT-IR等微观结构表征,初步探讨各组分的改性机理。主要研究及成果如下: (1)本实验所用轻烧氧化镁粉活性约为88.13%,根据氯氧镁体系的原料组成分为MgO/MgCl2和H2O/MgCl2两部分进行最优配比实验研究。n(MgO/H2O/MgCl2)=4:1:13时,氯氧镁水泥的抗折强度约8.7MPa,抗压强度48.4MPa,力学性能更佳。制备的氯氧镁水泥1h内即可达到初凝状态,约3.5h后终凝。 (2)泡沫玻璃轻质阻燃、稳定性高,其废弃边角料是较好的填充材料,能够提高氯氧镁水泥的抗折抗压强度和体积稳定性。当掺入量为20wt%时其抗折强度可达17.3MPa,抗压强度53.4MPa,收缩率0.038%,膨胀率0.499%。 (3)甲基硅酸钠作为有机硅防水剂的主要组成,常用于基材的表面涂覆,形成高拒水性有机膜,阻止外界水分进入。本实验将其内掺进氯氧镁水泥基体内部,当添加量约1wt%时,软化系数可达0.96,耐水性大幅提升。甲基硅酸钠不仅可以在材料外部形成防水层,也能够填补多孔材料的内部孔隙,因此能够提高氯氧镁水泥的耐水性和体积稳定性。 (4)实验合成主要组成为Mg(OH)2和M-S-H凝胶的水化硅酸镁,用于改性氯氧镁水泥,改性后材料的软化系数约0.61,耐水性能得到增强。MSH-MOC浸水后不易膨胀发泡,能够减少氯氧镁水泥的翘曲变形问题。