硅灰改性氯氧镁水泥的性能研究

发布时间：2020-07-12 12:15

【摘要】：氯氧镁水泥(MOC)具有众多优异的特性,如强度高、凝结硬化快、密度低和具有大理石光泽等,但是作为一种气硬性胶凝材料,其主要水化产物在水中会发生相变生成Mg(OH)_2,从而使MOC力学强度降低,MOC的这一缺陷是制约其应用和发展的主要因素。本文旨在利用硅灰(SF)对MOC进行改性,并探索MOC制备过程中制备条件、SF、六偏磷酸钠(SHMP)和pH值对其性能的影响和作用机理,主要研究内容如下:(1)研究制备条件对MOC性能的影响。分别采用不同的分散方式、不同的养护条件和不同的养护龄期制备MOC净浆,测试其力学性能和耐水性,同时测试其水化产物组成和微观结构。研究结果表明,超声分散有助于提高原材料的分散性,有利于水化反应的进行。经超声分散的试样28天抗压强度相较于对比试样提高了62%。在20°C±2°C、RH 70%±5%条件下养护28天的试样的抗压强度相比于自然养护的试样有明显提高。此外,MOC的力学性能在前14天明显提高,28天时力学性能和耐水性基本稳定。(2)研究SiO_2活性及SF掺量对MOC性能的影响。以SF和石英砂细粉作为MOC的外加剂,按照不同比例进行添加制备MOC净浆,测试其力学性能和耐水性,同时进行水化产物组成和微观结构测试。研究结果表明,SiO_2的活性会显著影响其对MOC的改性效果,SF中的无定型SiO_2改性效果更好,当SF掺量为0.5wt.%时,养护28天的试样的软化系数达到0.84。这是因为SF中的无定型SiO_2不仅可以对MOC产生物理填充作用,还可以改变其浸水后生成的Mg(OH)_2的形貌,使其结构更加致密。而当SF掺量进一步增加时其改性效果变差,这是因为过量的SF会增加MOC中的孔隙,使其结构变得疏松。而石英砂细粉中的晶体SiO_2则仅起到物理填充作用。(3)研究SHMP对SF改性效果的影响。按照不同的复掺比例将SHMP和SF加入到MOC中制备样品,测试其各项性能。研究结果表明,SHMP的加入可以起到促进SF改性效果的作用,当SHMP和SF的掺量分别为1wt.%和5wt.%时,养护28天的试样的软化系数达到1.01。前者可以提高MOC水化产物在水中的稳定性,可以和SF共同作用使浸水后的试样得以保持良好的力学性能。(4)研究pH值对SF改性效果的影响。将拌合水的pH值分别调节到9.00、10.00、11.00、12.00和13.00制备样品,并对其抗压强度、软化系数、相组成和微观结构进行测试。研究结果表明,当拌合水pH值提高时,普通MOC和掺加0.5wt.%SF的MOC的力学性能和耐水性会随之下降,这是由于pH值的提高会使样品中生成大量结构较为疏松的Mg(OH)_2。而当SF掺量为5wt.%时,拌合水pH值的提高有助于促进SF的改性效果,当拌合水pH值为12.00时,养护28天的试样的软化系数达到0.83。这是因为SF在高碱度条件下更容易发生解离并参与火山灰反应,使基体中生成大量不溶于水的M-S-H和M-Cl-S-H凝胶,增强结构的致密性,从而提高MOC的力学性能和耐水性。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ172.1

【参考文献】