硫氧鎂水泥是由活性氧化鎂與硫酸鎂溶液形成的氣硬性鎂質(zhì)膠凝材料,有著良好的性能特點,如質(zhì)輕、優(yōu)異的耐火性能、低導熱性。被廣泛用于生產(chǎn)輕質(zhì)保溫板材、絕緣材料、耐火材料等。相對于氯氧鎂水泥相而言,硫氧鎂水泥的研究較少。主要是與氯氧鎂水泥相比,硫氧鎂水泥力學強度較低。但硫氧鎂水泥與氯氧鎂水泥相比其優(yōu)點也很明顯,例如:吸潮返鹵現(xiàn)象較輕、抗溫性能高、對鋼筋腐蝕性能低。本文對硫氧鎂水泥的力學性能和耐水性能進行了全面的研究。首先針對硫氧鎂水泥基本組成,通過控制水硫比,氧硫比,檸檬酸三個基礎(chǔ)變量,展開單因素試驗研究,以確定三個變量的最佳值以及最佳變量范圍,最后通過正交試驗,以抗壓強度為考核指標,得出最佳配合比為水硫比:氧硫比:檸檬酸=1.8:0.9:1.2。在上述基本配比的基礎(chǔ)上分別加入三種礦物摻合料,研究粉煤灰、礦粉、硅灰對硫氧鎂水泥性能的影響。在滿足強度要求的基礎(chǔ)上,測試其耐水性,確定三種礦物摻合料的用量范圍。

據(jù)此開展正交試驗,最佳實驗結(jié)果表明:三種摻合料對硫氧鎂水泥性能都有改善作用,正交試驗發(fā)現(xiàn)復摻比單摻效果更好,最佳的摻量配比為粉煤灰:礦粉:硅灰=15%:10%:10%。此時硫氧鎂水泥28d抗壓強度最高,可以達到65.7MPa,耐水軟化系數(shù)也可以達到0.94。在基本配比的基礎(chǔ)上分別加入三種外加劑檸檬酸三鈉、蔗糖、水玻璃,開展單摻外加劑對硫氧鎂水泥性能的影響研究。在滿足強度要求的基礎(chǔ)上,測試其耐水性,確定三種外加劑的用量范圍。據(jù)此開展正交試驗,最佳實驗結(jié)果表明:三種外加劑對硫氧鎂水泥性能都有改善作用,正交試驗發(fā)現(xiàn)復摻比單摻效果更好,最佳的摻量配比為檸檬酸三鈉:蔗糖:水玻璃=1%:1.5%:1%。此時硫氧鎂水泥28d抗壓強度最高,可以達到63.5MPa,耐水軟化系數(shù)為0.95。最后在宏觀研究的基礎(chǔ)上,對硫氧鎂水泥的微觀組成形貌和組成物相進行了研究。通過SEM和XRD對3d齡期的硫氧鎂水泥凈漿試樣進行分析,表明摻檸檬酸可以促進硫氧鎂凝膠相的生成。摻礦物摻合料可以觀察到5· · 相的存在,摻外加劑可以觀察到3 ·1·8相的存在。這些是硫氧鎂水泥早期水化過程形成較高強度的主要支撐。