改性硫氧镁水泥热性能影响因素研究
发布时间：2021-01-21 00:26
普通硫酸镁水泥是菱镁水泥的一种,它是由活性MgO粉和一定浓度的MgS04溶液组成的一种MgO-MgSO4-H2O三元胶凝体系。在我国对于镁水泥的认识与研究已经有一段时间,普通硫酸镁水泥较普通水泥具有对高温不敏感、抗水性能较好、质量轻等优良性能,但同时也有强度较低,水化不完全等弊端,在某些领域限制了普通硫酸镁水泥的使用。本实验的主要目的是在提高普通硫酸镁水泥强度的前提下,探究其在受热过程中热量变化、质量变化以及受热后的物相变化、微观形貌变化以及后期强度变化规律,以期望开发其能在高温环境下的服役的可能性和耐高温强度。实验中,首先在普通硫酸镁水泥的基础上通过加入改性剂提高强度,研制出新型改性硫氧镁水泥。实验研究了改性剂的种类、加入量对普通硫酸镁水泥不同龄期强度的影响,确定了最佳加入量。其次,为了探究改性硫氧镁水泥力学、热学等性能的影响因素,实验还根据热力学数据对改性硫氧镁水泥的热分解反应进行了动力学计算,得出了其分级的反应活化能,佐证了改性硫氧镁水泥材料耐热防火的性能,明确了其受热后的分解反应过程,同时发现,改性硫氧镁水泥受热后的强度下降较快,400℃之前517相全部分解为无水碱式MgSO4...
【文章来源】：辽宁科技大学辽宁省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
硫氧镁水泥制备工艺流程
3.硫氧镁水泥的受热分解机理研究14图3.1不同温度下热处理的烧失率变化Figure3.1Changeoflossonignitionrateofheattreatmentatdifferenttemperatures从图3.1中可以看出，在煅烧温度低于600℃时，随着不同对应温度保温时间地延长，相对于12h和24h来说，短时间内随着保温的时间延长，烧失率逐渐升高，由200℃时10%的烧失率升高到600℃时30%的烧失率。250℃之前为硫氧镁水泥中517相结晶水的分解，得到无水碱式硫酸镁，可以看出，与保温时间有一定的关系，随着时间的延长烧失率有所提高，说明517相结晶水的分解，温度的影响要大于时间的影响。图中所示在400℃~800℃之间，其烧失率随着保温时间的延长而增加，400℃时烧失率变化呈阶梯状递增是因为在该温度段进行的是氢氧化镁分解为MgO和水的过程，其中包括517相中氢氧化镁的分解，同时，也包含样品中由于多余的MgO水化后生成的氢氧化镁。随着保温时间的增加，分解反应进行地越彻底，说明氢氧化镁的分解与保温时间的关系较大，而到600℃时氢氧化镁分解几乎完全，此时保温时间影响不大。800℃以后为MgSO4的分解，可以看出，MgSO4的分解与保温时间关系不大，说明短时间内就可以完成分解。通过对不同温度下热处理后硫氧镁水泥试样强度进行测量，绘制强度变化图如下。
辽宁科技大学硕士学位论文15图3.2不同温度下热处理后硫氧镁水泥的强度Figure3.2Strengthofmagnesiumoxysulfidecementafterheattreatmentatdifferenttemperatures图3.2可以看出，随着温度的升高，试样的强度呈现下降的趋势，而保温时间影响不大，说明了硫氧镁水泥在相同温度下可以经受长时间的煅烧，而强度不损失。而烧失率和收缩率均呈递增的趋势，主要是由于温度升高，加强了试样内部水化物或碳酸盐的分解，并且随着温度的升高常温结合相分解，产生大量的气孔，导致试样疏松，强度下降较快。从烧失率和强度中纵向来看，随着温度的升高，烧失率逐渐增加，强度逐步下降，因为在每200℃升温的过程中，碱式MgSO4相中的结合水以及氢氧化镁的损失导致质量与强度下降。在600℃时还存在25MPa左右的强度，800℃强度为10MPa左右。因此，为了保证其使用安全性，建议硫氧镁水泥净浆制品的最高温度为800℃以下，为了得到更高使用温度下的材料，可以考虑加入外加剂，例如二氧化硅与氧化镁形成新的矿物镁橄榄石，阻止其生成氢氧化镁导致强度下降。3.2.2热处理制度对硫氧镁制品显气孔率与体积密度的影响通过对不同温度下热处理后硫氧镁水泥试样强度进行测量，绘制强度变化图如下。
本文编号：2990078
【文章来源】：辽宁科技大学辽宁省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
硫氧镁水泥制备工艺流程
3.硫氧镁水泥的受热分解机理研究14图3.1不同温度下热处理的烧失率变化Figure3.1Changeoflossonignitionrateofheattreatmentatdifferenttemperatures从图3.1中可以看出，在煅烧温度低于600℃时，随着不同对应温度保温时间地延长，相对于12h和24h来说，短时间内随着保温的时间延长，烧失率逐渐升高，由200℃时10%的烧失率升高到600℃时30%的烧失率。250℃之前为硫氧镁水泥中517相结晶水的分解，得到无水碱式硫酸镁，可以看出，与保温时间有一定的关系，随着时间的延长烧失率有所提高，说明517相结晶水的分解，温度的影响要大于时间的影响。图中所示在400℃~800℃之间，其烧失率随着保温时间的延长而增加，400℃时烧失率变化呈阶梯状递增是因为在该温度段进行的是氢氧化镁分解为MgO和水的过程，其中包括517相中氢氧化镁的分解，同时，也包含样品中由于多余的MgO水化后生成的氢氧化镁。随着保温时间的增加，分解反应进行地越彻底，说明氢氧化镁的分解与保温时间的关系较大，而到600℃时氢氧化镁分解几乎完全，此时保温时间影响不大。800℃以后为MgSO4的分解，可以看出，MgSO4的分解与保温时间关系不大，说明短时间内就可以完成分解。通过对不同温度下热处理后硫氧镁水泥试样强度进行测量，绘制强度变化图如下。
辽宁科技大学硕士学位论文15图3.2不同温度下热处理后硫氧镁水泥的强度Figure3.2Strengthofmagnesiumoxysulfidecementafterheattreatmentatdifferenttemperatures图3.2可以看出，随着温度的升高，试样的强度呈现下降的趋势，而保温时间影响不大，说明了硫氧镁水泥在相同温度下可以经受长时间的煅烧，而强度不损失。而烧失率和收缩率均呈递增的趋势，主要是由于温度升高，加强了试样内部水化物或碳酸盐的分解，并且随着温度的升高常温结合相分解，产生大量的气孔，导致试样疏松，强度下降较快。从烧失率和强度中纵向来看，随着温度的升高，烧失率逐渐增加，强度逐步下降，因为在每200℃升温的过程中，碱式MgSO4相中的结合水以及氢氧化镁的损失导致质量与强度下降。在600℃时还存在25MPa左右的强度，800℃强度为10MPa左右。因此，为了保证其使用安全性，建议硫氧镁水泥净浆制品的最高温度为800℃以下，为了得到更高使用温度下的材料，可以考虑加入外加剂，例如二氧化硅与氧化镁形成新的矿物镁橄榄石，阻止其生成氢氧化镁导致强度下降。3.2.2热处理制度对硫氧镁制品显气孔率与体积密度的影响通过对不同温度下热处理后硫氧镁水泥试样强度进行测量，绘制强度变化图如下。
本文编号：2990078
本文链接：https://www.wllwen.com/jianzhugongchenglunwen/2990078.html
