氯氧镁水泥制品吸潮返卤原因分析

发布者: 发布时间:2017/8/15 9:52:47 阅读:次 【字体:

氯氧镁水泥 -氯氧镁水泥制品吸潮返卤原因分析

(l)氯氧镬水泥的相变与游离氯盐氯氧镁水泥硬化后主要形成5Mg(OH)2MgCI28H20(简称518相或5相)和3Mg(OH)2.MgCI2.8H2O(简称318相或3相)的胶体微粒,最多的是5相,这两相都不是很稳定,相对更稳定的是3相。研究表明,5相和3相在氯氧镁水泥中并不能长期稳定存在,受大气中C02和水蒸气的作用,5相和3相会转化生成新相2MgC03.Mg(OH)2.MgCl26H2O(氯碳酸镁盐)。对使用较长时期的氧氧镁水泥样品的物相分析表明:2MgC03Mg(OH)2MgCI2?6H20仍不是氯氧镁水泥体系中的最终转化产物,在(她和水蒸气的作用下,2MgCO3.Mg(OH)2.MgCI26H2O舍继续炭化、溶解,并且在雨水的冲刷下,复盐中的MgCl2:被冲走,最终变成MgC03.Mg(OH)2?3H20和水菱镁矿4MgC03.Mg(OH)2-4H2O以及MgC03等。

从上面的分析可知,氧氧镁水泥体系中存在的相变过程是十分复杂的,根据这种相变过程,可以把氯氧镁水泥体系的龄期分为三个阶段。第一阶段:初期,主要有5相和3相,大致是氯氧镁水泥从拌和到几天或者十几天时间。第二阶段:中期,主要相有5相、3相和2MgC03.Mg(OH)2.MgCL₂6H20等,大致时间是几天到十几天之后。第三阶段:后期,主要相有MgC03.Mg(OH)2.3H2O、4MgC03.Mg(OH)2?4H20、MgC03、5相、3相和2MgC03.Mg(OH)2?MgCI2?6H2O等,时间大致是在数年到数十年后。应该指出的是:这种阶段划分并不是严格意义上的,要分出三个阶段的确切时间是不可能的,另外,相变过程的机制还不十分清楚,而且这种相变过程受环境的影响很大。

虽然氯氧镁水泥的主要水化物5相和3相晶体并不吸潮,但它们在水中是不稳定的。在水的作用下会分解出MgCI2,这是氯氧镁水泥耐水性差的根本原因。因而,当制品表面与水接触或吸潮,表面上的水化物5相和3相就会分解出MgCl2成为游离可溶性氯盐(MgCI2.xH20或MgOHCI.xH20)。这些游离氯盐具有很大的水溶性和吸湿性,在潮湿环境下,制品表面的游离氯盐吸收空气中的水分潮解形成水溶液,以水珠状吸附在制品表面上,内部游离氯盐也会通过与表面连通的毛细孔隙吸收水分,并从内部向表面迁移。所以,在潮湿的环境中,制品表面的颜色会越变越深。当制品表面水分蒸发后,游离氯盐结晶就在制品表面上形成白色斑点——返卤现象。由此可以认定:氯氧镁水泥制品吸潮的根本原因是水泥硬化体中存在游离氯盐。

(2)氯离子的吸湿作用近几年来.研究工作采取现在的分析手段证明,普通氯氧镁水泥硬化体主要由纤维状的5相和3相结晶结构网组成;因它含有活性大的氯离子,使结晶接触点有较高的溶解度。在潮湿的条件下,由于氯离子的吸湿作用,使晶体的结构松弛而强度下降。当水泥硬化体浸入水中,氯离子很快溶于水中,使原来的5相和3相结晶结构网遭到破坏,5相和3相结构被Mg(OH)2所代替,留下了许多大毛细孔,毛细孔的相互联通,增加了入水通道,加速了5相和3相结构的分解。

(3)多孔性结构氯氧镁水泥硬化体是一个多孔性的多晶体堆积结构。由于其凝结硬化较快,水化热较大,水化物结晶过程的不均衡发展产生较大内应力,因而在硬化体内产生许多微裂缝。当硬化体浸水后,水沿着孔隙和裂缝进入体内,削弱水化物颗粒间的结合力,引起结晶接触点的溶解;甚至引起裂缝扩展,使结构受到破坏。因而导致硬化体在水中的强度下降。

由于氯氧镁水泥硬化体中的主要物相是亲水性晶体,上述解释无疑是其浸水后强度下降的原因之一,但不是主要原因。因为即使减少裂缝形成结构非常致密的水泥硬化体,在其吸水率很小时,其强度在水中仍大幅度下降。

(4)吸水性填料我国早在20世纪50年代就推行由木屑和氯氧镁水泥组成的菱镁混凝土材料代替木材,但未取得满意的效果。其原因一方面因木屑是一种多孔、吸水性很大的颗粒或粉末,它们加入到氯氧镁水泥浆体中,就会吸收大量的MgC12水溶液。被木屑吸收的MgCI2水溶液,除木屑颗粒表面的可以参与反应外,其内部有相当一部分是不能参与反应而成为游离氯盐。另一方面,为了使菱镁混凝土材料有一定的成型工作性,便于操作,液体用量较大,因而菱镁混凝土材料中MgO/MgC12摩尔比较小,这就更增加了游离氯盐的含量。

其他多孔性颗粒如嘭胀珍珠岩等,也有类同的影响。

(5)杂质影响轻烧菱镁粉中或多或少地存在CaO,Ca0会与MgC12水溶液反应,形成的CaC12.H2O具有很大的吸湿性。制盐工业副产物——卤片或卤水中,也会或多或少地存在不参与水化反应的NaCI或KCI等碱金属氯盐,它们都可导致制品吸潮、返卤。

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