镁水泥基复合材料的制备与性能研究

摘要

氯氧镁水泥是继水泥、石膏、石灰、硅酸钠后无机胶凝材料的又一重要组成部分。目前人们对氯氧镁水泥已经从其水化机理、成型工艺等各个方面展开了深入的研究。但是仍未能很好的解决镁水泥基复合材料在实际应用过程中产生的耐水性差、形变率高、吸潮返卤现象严重等问题。本文通过单掺和复掺各种改性剂，分析其对镁水泥复合材料性能的影响。
　　 试验中采用改性剂为磷酸、铁矾、丁苯乳液、丙烯酸酯、硅微粉、粉煤灰、偶联剂以及聚丙烯纤维。分别对填充料为锯末和聚苯颗粒的镁水泥基复合材料进行改性，通过单掺，得到改性效果比较好的改性剂，然后二元和三元复掺得到综合改性效果最佳的配方，外加剂掺量均为轻烧粉的相对掺量。实验研究得出以下主要结果：
　　 1、在基本配比为MgO：MgCl2：H2O=7:1:15时，单掺磷酸可以显著提高锯末镁水泥基复合材料的耐水性能，但材料的强度降低。铁矾可以提高镁水泥材料的早期强度，且对抑制氯离子溶出效果最佳，试件在人工气候箱中没有发生返卤现象。
　　 2、粉煤灰和铁矾二元复合可以大大提高锯末镁水泥基复合材料的强度。试验中得到的最佳配比：磷酸掺量1％，铁矾掺量4％和粉煤灰掺量20％。复合材料的耐水系数高达0.9，且试件形变保持稳定后，其形变率仅为0.5％。
　　 3、在基本配比为MgO：MgCl2：H2O=7:1:13时，偶联剂掺量为0.6％，聚丙烯纤维掺量为0.6％时，可以使聚苯颗粒镁水泥基复合材料的抗折强度达到最大值。磷酸与铁矾二元复掺的耐水系数比单掺效果好，并且掺有磷酸和铁矾的二元或三元外加剂，试件的吸水率都较低，耐水性能好，耐水系数最高达到1.01。
　　 4、聚苯颗粒镁水泥基复合材料在养护阶段出现膨胀性形变，磷酸、铁矾与粉煤灰三元复掺对改善其形变有很明显的作用。在形变稳定后，其形变率仅为0.562％。试验中得到的最佳配比是：偶联剂掺量为0.6％，聚丙烯纤维掺量为0.6％，磷酸掺量为1％、铁矾掺量为3％，硅微粉掺量为10％或者粉煤灰20％。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题研究背景与现状

1.2 氯氧镁水泥综述

1.2.1 氯氧镁水泥的基本性能

1.2.2 氯氧镁水泥的水化产物和水化机理

1.2.3 应用领域

1.3 课题研究目标及主要内容

1.3.1 研究目标

1.3.2 研究内容

第2章 实验原材料及实验方法

2.1 基本原材料

2.1.1 轻烧氧化镁

2.1.2 氯化镁

2.1.3 拌合水

2.2 填充料

2.3 改性剂

2.3.1 化学改性剂

2.3.2 有机改性剂

2.3.3 活性工业废渣

2.2 实验仪器与设备

2.3 试件制备方法

2.3.1 镁水泥浆体的制备

2.3.2 各类试件的制备

2.4 试件基本性能测试

2.4.1.抗折、抗压强度试验

2.4.2.耐水系数的测定

2.4.3.氯离子溶出率与吸潮返卤

2.4.4.试件变形性能测试

2.4.5 试件的容重与吸水率

第3章 锯末镁水泥基复合材料的制备与性能

3.1 单掺试验内容

3.2 单掺试验结果与分析

3.2.1 锯末镁水泥基复合材料耐水性

3.2.2 锯末镁水泥基复合材料氯离子溶出率

3.2.3 锯末镁水泥基复合材料形变率

3.2.4 锯末镁水泥基复合材料返卤泛霜和其他性能

3.3 复掺试验内容

3.4 复掺试验结果与分析

3.4.1 锯末镁水泥基复合材料耐水性

3.4.2 锯末镁水泥基复合材料氯离子溶出率

3.4.3 锯末镁水泥基复合材料形变率

3.3.4 锯末镁水泥基复合材料返卤泛霜和其他性能

3.5 本章小结

第4章 聚苯颗粒镁水泥基复合材料的制备与性能

4.1 试验内容

4.2 聚苯颗粒镁水泥基复合材料韧性提高试验

4.2.1 偶联剂掺量试验

4.2.2 聚丙烯纤维掺量试验

4.3.外掺试验结果与分析

4.3.1 聚苯颗粒镁水泥基复合材料耐水性

4.3.2 聚苯颗粒镁水泥基复合材料形变率

4.3.3 聚苯颗粒镁水泥基复合材料返卤泛霜和其他性能

4.4 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 主要结论

5.2 展望

参考文献

致谢