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本文以白云石为原料,从白云石半焙烧条件,白云石镁水泥材料原料的配比并与菱镁水泥对比,加入抗水外加剂对白云石镁水泥抗水性的影响以及白云石镁水泥材料养护条件的影响几个方面,利用化学分析,XRD,SEM等分析方法,深入研究了白云石镁水泥材料。得出以下结论:
以青海省互助县白云石矿为原料的半焙烧实验得出最佳煅烧条件为720℃下煅烧4h。在此条件下焙烧出的苛性白云石粉MgO含量高,CaO的含量低,制备镁水泥试块形成的xMg(OH)2·yMgCl2·zH2O晶相多且大,主要为5·1·8相,呈长条板状,相互搭连呈网状结构,CaCO3,未分解的CaMg(CO3)2等作为惰性填料填充在网状结构中,使得白云石镁水泥试块的抗压强度较高。
优化煅烧条件后,得到效果较好的煅烧条件为725℃下煅烧2h和730℃下煅烧2h。生产中可以根据需要和能耗选择最佳煅烧条件。
白云石镁水泥和菱镁水泥虽然都形成以5·1·8相为主的xMg(OH)2·yMgCl2·zH2O晶相,但由于其原料苛性白云石粉和轻烧粉中成分不同,与MgCl2溶液混合后形成的xMg(OH)2·yMgCl2·zH2O晶相的量不同,其它相的含量也不同,因此两种镁水泥的抗压强度有差别,原料的合适配比也是不同的。
在本试验的四种配比中,白云石镁水泥以MgO,MgCl2,H2O摩尔比为3.38:1.00:16.86和3.24:1.00:16.26配比制备的试块强度较高,水泥试块结构致密,稳定,是较适宜的白云石镁水泥配比。
白云石镁水泥依然存在抗水性差的缺点,净浆白云石镁水泥试块经过28d空气中养护后泡在水中2天即开裂。分别加入抗水外加剂PW-Ⅰ,HC-Ⅱ后抗水性能增强,外加剂在镁水泥试块中起到包覆xMg(OH)2·yMgCl2·zH2O晶相从而阻止其与水接触而水解的作用,使镁水泥试块水泡六个月不开裂,且抗压强度只稍有降低甚至还有所升高。
结果表明,两种外加剂PW-Ⅰ,HC-Ⅱ对白云石镁水泥的抗水性能均有作用,但PW-Ⅰ加入量为苛性白云石粉的10%和20%时作用并不显著,加入量为苛性白云石粉的30%时效果较好。HC-Ⅱ在加入量为苛性白云石粉的10%,20%,30%时对白云石镁水泥的抗水性能均有提高,尤其以加入量为苛性白云石粉质量的10%时效果最好。
另外,不同养护条件对白云石镁水泥试块影响较大,主要影响因素是湿度。相对湿度80%以上的环境里镁水泥试块接触的水分较多,镁水泥试块内部xMg(OH)2·yMgCl2·zH2O晶相遇水发生水解,结构变疏松,导致抗压强度降低。因此白云石镁水泥生产中的养护条件最好控制在相对湿度80%以下。