硫氧镁水泥材料的改性研究

发布时间：2017-08-05 08:41

  本文关键词：硫氧镁水泥材料的改性研究

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【摘要】：硫氧镁水泥是由活性氧化镁和硫酸镁溶液形成的气硬性胶凝材料,具有质量轻、粘结力强、导热系数低等优异的性能。我国具有开发硫氧镁水泥的资源优势,尤其是辽宁地区,但由于其存在早期强度低、耐水性差等缺陷,在许多领域被限制使用,为此有必要对改善硫氧镁水泥性能做进一步研究。本文首先在常温下进行硫氧镁水泥的基础配比试验,通过调节硫酸镁溶液浓度、水胶比两个因素改进原料配比,选择出综合性能最佳的基础配比,在此配比基础上掺入五种外加剂—磷酸、磷酸二氢钠、有机酸盐A、有机酸盐B和复合型外加剂对硫氧镁水泥进行改性。实验结果显示:这五种外加剂均对硫氧镁水泥性能有一定的改善作用,但与其他外加剂相比,复合型外加剂能显著地提高硫氧镁水泥的强度和耐水性。本实验还借助扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)方法对改性硫氧镁水泥进行物相分析,通过研究发现,外加剂的加入,改善了硫氧镁水泥中晶体之间交联程度,而且有机酸盐A、有机酸盐B及复合型外加剂改性后的水泥中存在一种新相,该新相为碱式硫酸镁水泥的特征水化产物(5Mg(OH)2·MgSO4·7H2O,简称5·1·7相),说明这三种外加剂的添加使硫氧镁水泥体系已经转变为一个全新的胶凝材料体系,即碱式硫酸镁水泥。为了研究养护条件对硫氧镁水泥性能的影响,本文还进行了温度、湿度对净浆硫氧镁水泥强度影响的实验。实验结果表明:在养护湿度不大于70±2%RH时,硫氧镁水泥养护温度应该控制在20℃~25℃范围内;在25℃养护温度条件下,硫氧镁水泥强度在60%~70%RH出现极大值,其28天的抗压强度和抗折强度最高可达到36.0MPa、3.8MPa。为了进一步提高水泥的性能,本文还研究了混合材对采用复合型外加剂的碱式硫酸镁水泥性能的影响规律。实验中选择粉煤灰、矿渣二种具有代表性的混合材,结果表明:粉煤灰的掺量不宜超过40%,而矿渣的掺量不宜超过30%;随着粉煤灰和矿渣掺量的增加,碱式硫酸镁水泥强度降低,但其耐水性逐渐增大。
【关键词】：硫氧镁水泥 碱式硫酸镁水泥 外加剂 改性 强度 水化产物
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ172.1
【目录】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1.绪论10-20
• 1.1 引言10-11
• 1.2 课题研究背景11-17
• 1.2.1 氯氧镁水泥11-13
• 1.2.2 磷酸镁水泥13-15
• 1.2.3 硫氧镁水泥15-17
• 1.3 课题研究目的与意义17-18
• 1.4 课题研究内容18-20
• 2.硫氧镁水泥原料及实验方法20-27
• 2.1 原料分析20-24
• 2.1.1 轻烧氧化镁20-23
• 2.1.2 七水硫酸镁23
• 2.1.3 混合材23-24
• 2.2 实验试剂和仪器24-25
• 2.3 实验方法25-27
• 2.3.1 水泥试样制备25
• 2.3.2 水泥强度测定25-26
• 2.3.3 水泥耐水性测定26
• 2.3.4 X射线衍射（XRD）检测26
• 2.3.5 扫描电子显微镜（SEM）检测26-27
• 3.硫氧镁水泥基础配比实验27-31
• 3.1 硫酸镁溶液浓度对硫氧镁水泥强度的影响27-29
• 3.2 水胶比对硫氧镁水泥强度的影响29-30
• 3.3 本章小结30-31
• 4.养护条件对硫氧镁水泥强度的影响31-35
• 4.1 温度对硫氧镁水泥强度的影响31-33
• 4.2 湿度对硫氧镁水泥强度的影响33-34
• 4.3 本章小结34-35
• 5.外加剂对硫氧镁水泥性能的影响35-45
• 5.1 外加剂对硫氧镁水泥强度的影响35-43
• 5.1.1 磷酸对硫氧镁水泥强度的影响35-37
• 5.1.2 磷酸二氢钠对硫氧镁水泥强度的影响37-38
• 5.1.3 有机酸盐A对硫氧镁水泥强度的影响38-40
• 5.1.4 有机酸盐B对硫氧镁水泥强度的影响40-41
• 5.1.5 复合型外加剂对硫氧镁水泥强度的影响41-43
• 5.2 外加剂对硫氧镁水泥耐水性的影响43-44
• 5.3 本章小结44-45
• 6.混合材对碱式硫酸镁水泥性能的影响45-51
• 6.1 混合材对碱式硫酸镁水泥强度的影响45-48
• 6.1.1 粉煤灰对碱式硫酸镁水泥强度的影响45-47
• 6.1.2 矿渣对碱式硫酸镁水泥强度的影响47-48
• 6.2 混合材对碱式硫酸镁水泥耐水性的影响48-49
• 6.3 本章小结49-51
• 7. 硫氧镁水泥水化机理分析51-62
• 7.1 改性水泥XRD分析51-55
• 7.1.1 磷酸及磷酸二氢钠改性水泥XRD分析51-53
• 7.1.2 有机酸盐A、有机酸盐B及复合型改性剂改性水泥XRD分析53-54
• 7.1.3 混合材改性水泥XRD分析54-55
• 7.2 改性水泥电镜分析55-61
• 7.2.1 外加剂改性水泥电镜分析55-59
• 7.2.2 混合材改性水泥电镜分析59-61
• 7.3 本章小结61-62
• 8.结论62-63
• 参考文献63-66
• 致谢66-67
• 作者简介67-68

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本文编号：624034