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玻鎂板穩定性、變形性、促凝與緩凝研究
1、加入含活性Si0:的工業廢渣,提高玻鎂板材料的穩定性
在玻鎂板材料的配製過程中,Mg0是以顆粒狀態參與反應,難免有部分Mg0作為生成物結晶的生長內核未被完全反應,適當的增加Mg0的比例是合理的,另外適當增加Mg0的用量,還可以提高料漿的PH值,對提高反應速度,保證MgCl2的充分反應有利。這樣就會造成過剩的Mg2+的負面效應,其結果是影響鎂質製品的安定性,特別是膨脹開裂性,同時也會造成泛霜性。
為克服Mg2+的負面效應,加入含磷酸的系列化合物和含活性Si02的工業廢渣,諸如粉煤灰、矽灰、水渣、礦渣、爐渣等,它們能生成穩定的難溶性鹽MgSi03,加入磷酸系列化合物可生成難溶穩定的MgHPO4.3H2O鹽,從而克服了Mg2+的負作用。在工業廢渣中粉煤灰是首選材料,它具有除了價格便宜使用方便消除污染的特性及優點外,還具有如下的功能:
1)含活性Si0,具有火山灰作用,具有潛在水硬性,能水化生成水合矽酸鈣凝膠,可減少膠凝材料的用量;
2)能提高以水泥和玻鎂板水泥為膠凝材料的製品後期強度和抑制堿骨料反應,對用玻璃纖維作為增強材料是極為有利的;
3)降低水化熱,減少受熱體積變化,減少乾燥收縮;
4)減少泌水和離析現象,能改善和易性,具有增加製品的抗壓、抗彎、抗拉強度,提高製品的品質;
5)粉煤灰的鬆散容重通常為600—700kg/m3,使用粉煤灰可減輕製品的重量。粉煤灰在玻鎂板體系中,不僅是物理填充,而且是活性化學填充,它的加入改變了Cl—O—Mg的結構缺陷,改善了功能。加入適量的粉煤灰,在漿體中5.1.8相或3.1.8相包裹在粉煤灰小顆粒的表面,隨著時間的延長,這些小顆粒凝聚發生一系列的水化反應,形成類似滑石粉人造石的結構:3MgO+4Si02+8H2O_3Mg0.4Si02.H2O致使粉煤灰不僅起填充作用,而且有助於強度的增長。
2、改性劑改善玻鎂板材料的變形性
玻鎂板材料的變形性來自硬化過程中的體積膨脹,一般體積膨脹約1%左右,來自硬化過程中的大量放熱,而且局部反應速率也不同,造成膨脹不一致的變形以及殘存的Mg0與活性Ca0受濕後水化:CaO+H2O—Ca(OH)2,Ca(OH)2+MgCl2一CaCl2+Mg(OH)2MgO+H2O—Mg(OH)2,這些反應和產物都會造成體積變化和變形。
為了克服上述的各不利因素,改性劑中的改性劑1#具有降低水化熱的作用:改性劑2#具有良好的擴散性能,避免了局部反應速率過高的作用;Mg2+被結合成難溶穩定的鹽;活性CaO在改性劑H2C2O4的作用下,形成:
CaO+C2H204•2H40—CaC204+H20產物草酸鈣就是一種水不溶性的鹽,從而避免了活性Ca0的負面作用。
3、改性劑的促凝機理及應用:
玻鎂板製品的生產過程中,環境溫度對反應速度及製品的早期強度的發揮影響較大,在環境溫度20℃以上時,製品1天強度可達到28天強度的40%一50%,當溫度在10℃-15℃時,l天的強度只有28天的l5%左右,脫模時間幾乎要30小時,5℃以下,l天幾乎沒有強度,因此促凝劑的選用顯得極為重用,作為促凝劑大多採用無機電解質,如:氯鹽、硫酸鹽、亞硝酸鹽、碳酸鹽、鋁酸鹽、少數有機化合物,大多是提高水化熱或與組成中Ca2+形成類似石膏的早強物質。作為促凝劑的使用要針對輕燒粉中的活性Mg0含量,Ca0含量及燒失量的不同,選擇性的調配使用,不能生搬硬套,否則都會適得其反。
4、改性劑的緩凝機理及應用:
玻鎂板在水化硬化過程中放熱量大,其水化熱可達925J/g.Mg0是水泥水化熱的3.6倍,最高發熱溫度可達140℃,這樣會造成硬化速度過快,以致於無法滿足可操作性,並嚴重的影響製品的強度和變形性,因此在環境溫度30℃以上時,採用緩凝性改性劑就顯得十分必要了。
緩凝劑的緩凝基理是降低玻鎂板材料水化硬化的水化熱,其理論有吸附理論,生成絡鹽理論和沉澱理論。緩凝劑分有機和無機鹽二大類,有機緩凝劑有檸檬酸,酒石酸,葡萄糖酸。無機鹽中的二聚磷酸鹽,焦磷酸鈉、偏磷酸鹽、氯化鋅、硫酸銅、硫酸鋅和硫酸隔均有緩凝作用。
對於緩凝劑的使用,同樣要遵循原材料中輕燒氧化鎂的活性含量,燒失量及活性氧化鈣含量的差異,選擇性的調配使用,緩凝劑的用量不當,也會造成降低強度的副作用。