原料摩尔比对硫氧镁胶凝材料性能的影响
硫氧镁胶凝材料性能与研究_阮炯正
收稿日期 ：2009 - 01 - 15 . 作者简介 ：阮炯正(1956～) ，男 ，吉林省长春市人 ，教授 .
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吉林建筑工程学院学报
第 26 卷
1 .1 试验步骤 将 MgSO4·7 H2O 溶于水中形成饱和溶液(温度为 16℃ 时) ，溶液的密度 1 .23 g/cm3(波美度 25 .5) .再
--
--
抗压强度/MPa
3d
28 d
28 .1 30 .3
序号 3
硼酸 5
调凝剂/g 柠檬酸 磷酸三钠
5
3
抗压强度/MPa
3d
28 d
31 .8
35 .9
1
3
5
4
38 .1 45 .0
4
4
4
3
26 .5
32 .5
2
3
5
3
33 .7 38 .6
5
4
4
4
25 .8
26 .4
由表 3 试验结果可知 ，最佳配合比的结果 ，应为试验中的序号 1 ，其 28 d 抗压强度为 45 MPa . 1 .1 .3 对镁质胶凝材料显微结构的分析
(School of Material Science and Engineering ，Jilin Institute of Architecture and Civil Engineering ，Changchun ，China 130021)
Abstract ：Magnesia cement material is an inorganic cementitious material to be the main component of MgO ，which is different from ordinary air rigid cementitious material gypsum .Resource of the new magnesia cement material is extensive ，and the material has low cost ，high strength ，better decoration .Adding magnesium sulfate ，boric acid and citric acid supplemented coagulator to develop a new type of magnesia cement ，designed to optimize the magnesia cement mix ratio ，analyzed microstructure for the cementitious material and obtained better magnesia cement material are introduced in the paper ，which extending and application for a new type magnesia cement material will be accelerated . Keywords ：inorganic cementitious material ；magnesia cement ；dopant ；microstructure ；
MgO对无机聚合物胶凝材料性能的影响及压蒸安定性评价
无 机聚 合物 净浆 试样 和 自身 收缩 试 样 、 胶砂 强度 试
样 及 干 燥 收 缩 试 样 的 配 比 如 表 ３所 示 。 水 灰 比 选 择 ０ ． ３ ８ ， 对 胶 砂流 动 度 为 １ ８ ０ ａ ｒ ｍ 。
表 ３ 无 机 聚 合 物 浆 体 配 比
灰 为黄 埔 电厂 Ｉ Ｉ级粉 煤灰 ，硅灰 为挪威 埃 肯硅 灰 ； Ｍ ｇ Ｏ
用 于混凝 十 中¨ ６ 。故可 以考 虑在 无 机 聚合 物胶 凝 材 料 ，
中掺 入 Ｍ ｇ Ｏ来 改善 体积 稳 定性 ，但 Ｍ ｇ Ｏ含 量 应 过 高 ， 否则会 引起水 泥 安定 性不 良， 导致 膨胀 量 过 大或 者膨 胀
材料研究与应用
（ Ｇ Ｂ ／ Ｔ ７ ５ ０ － ９ ２ ） 和《 水泥 标准 稠度 用水 量 、 凝结 时 问 、 安定 性 检验 方法》 （ Ｇ Ｂ １ ３ ４ ６ — ２ ０ ０ １ ） 标准 进 行 。
３试验结果与讨论
３ ． １ 胶砂力学性能
ｗ， 氆 擐
图 Ｉ为不 同 Ｍ ｇ Ｏ掺 量 下无 机 聚 合物 胶 凝材 料 胶 砂
【 摘 要】无机聚合物胶凝材料存在收缩大、 易开裂的缺陷， 严重影响了其工程应用。通过内掺 Ｍ ｇ Ｏ
以补偿 收缩 ， 制备高性能的尢机聚合物胶凝材 料。针对 尢机聚合物 快硬 早强的特 点， 本文研究 了内掺 氧 化 镁 对 无 机 聚 合 物 硬 化 浆 体 的力 学 性 能 及 微 观 结 构 的变 化 ， 并对 其 』 ＿ ｉ 三 蒸 安 定 性 进 行了 评 价 。 结 果 表 明， 不 养 护 制 度 下 ， 无 机 聚 合 物胶 砂 的 强 度 发 展 不 ， 但掺入适 量 Ｍ ｇ Ｏ之 后 无 机 聚 合 物 的 胶 砂 强度 有所提 高， Ｍ ｇ Ｏ适 宜 掺 量 为 ４ ％ ～６ ％ 。Ｍ ｇ ０的加 入 降 低 了无 机 聚 合 物 胶 凝 材 料 的 总 放 热 簧 ， 促 进 了 早 期 水化放 热的进行 ； Ｍ ｇ Ｏ加 入 到 无 机 聚 合 物 中 与 水 反 应 生 成 了 Ｍ ｇ （ Ｏ Ｈ ） ， 从 而 改 善 无 机 聚 合 物 的 收 缩 性 能 ；尢 机 聚 合 物 的压 蒸 膨 胀 率 随 着 Ｍ ｇ Ｏ掺 节 的增 加 而 增 加 ，ｆ 【 Ｊ Ｍ ｇ Ｏ膨 胀 剂 应 用 于 尢 机 聚 合 物 工 程 时 Ｍ ｇ Ｏ掺 量 应 不 人 于 ８ ％ 。
改性硫氧镁制品配料技术要点参考
改性硫氧镁制品配料技术要点参考一：经过系统性的研究和客户的生产现场反馈，现将改性硫氧镁水泥制品从选料，配料，养护等细节整理如下：◆氧化镁与传统菱镁制品一样85粉保存好高活性的，烧失量适当可以高一点，对硫氧镁水泥硬化速度有帮助。
◆七水硫酸镁必须符合HG/T2680-2009或2015新版工业硫酸镁的行业标准。
◆粉煤灰最好用一级的（加量10%可以提高改性硫氧镁胶凝材料强度大约10%）◆活性硅粉尽可能选择高目数细度好的（加量10%可以提高改性硫氧镁胶凝材料强度大约10%）◆减水剂为聚羧酸减水剂或萘系减水剂，在低水灰比的情况下根据需要添加。
◆早强剂、激发剂等外加剂根据需要添加。
二：由于硫氧镁水泥不像氯氧镁水泥存在氯离子，需要通过摩尔比来控制材料中氯离子的含量及溶出问题，可以像普通硅酸盐水泥一样用水灰比来代表材料配合比。
◆改性硫氧镁水泥常用的波美度，不发泡28°Bé，发泡30°Bé◆常用水灰比从0.67～0.91，浆料从极稠到极稀，在波美度固定一致的情况下，抗压强度随水灰比数值降低而升高，反之降低。
最佳水灰比是0.7，在保证浆料能操作的配料条件下尽量把水灰比降到最低，可以获得更高的抗压强度。
◆由于硫氧镁胶凝材料的初凝时间比氯氧镁水泥要长，对发泡剂的稳泡性要求较高，若发泡，发泡剂的容重在40g～70g/L，空压机气压在0.6兆帕左右，此时泡沫细腻直径较小，稳泡时间较长。
◆搅拌机最好采用卧式涡轮搅拌机，可以有效的保护搅拌浆体时泡沫不被打破灭，有效延长泡沫稳定时间。
三:参考配方：100kg氧化镁+硫酸镁水70kg+硫氧镁增强改性剂1kg+粉煤灰10kg+活性硅粉10kg+抗裂短纤维0.5kg+其他填料剂或外加剂根据需要添加◆养护条件；密封空气中养护，改性硫氧镁胶凝材料的抗压抗折强度随气温升高而升高，湿度升高而降低。
最佳养护温度40℃，空气湿度≤70，在40℃恒温的养护条件下3天的抗压强度即可达到或超过28天常温养护的强度，大大缩短养护周期。
外加剂柠檬酸对硫氧镁水泥性能影响的研究
外加剂柠檬酸对硫氧镁水泥性能影响的研究刘欢颜;张萌;刘冰冰;彭云龙;夏东波;顾晓华;贾宏葛;杨长龙;程伟东【摘要】以柠檬酸为外加剂掺入硫氧镁水泥中，研究柠檬酸含量对硫氧镁水泥力学性能的影响。
实验测试了硫氧镁水泥的抗折、抗压力值、抗压强度三个方面的力学性能。
随着柠檬酸质量分数的增加，硫氧镁水泥试块的抗折、抗压力值、抗压强度均有所增加，并达到最大值。
当超过这个最大值后，随着柠檬酸含量的增加其抗折、抗压力值、抗压强度会逐渐减小。
实验结果表明，适量的柠檬酸含量对于硫氧镁水泥的力学性能有很好的改善作用。
%The influence had been investigated on the mechanical properties of magnesium oxysulfate cement with different citric acid contents. The bending, anti-compression value and anti-compression intensity of the magnesium oxysulfate cements were been tested. The mechanical properties of the three aspects of magnesium oxysulfate cements increased with the increase of the citric acid content and reached a maximum value, respectively. When exceeding the maximum the mechanical properties decreased with the increase of citric acid content. The experimental results showed that a proper amount of citric acid had a very good improvement in the mechanical properties of magnesium oxysulfate cement.【期刊名称】《齐齐哈尔大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(032)004【总页数】3页(P38-40)【关键词】柠檬酸;硫氧镁水泥;力学性能【作者】刘欢颜;张萌;刘冰冰;彭云龙;夏东波;顾晓华;贾宏葛;杨长龙;程伟东【作者单位】齐齐哈尔大学材料科学与工程学院，黑龙江齐齐哈尔 101006;齐齐哈尔大学材料科学与工程学院，黑龙江齐齐哈尔 101006;齐齐哈尔大学材料科学与工程学院，黑龙江齐齐哈尔 101006;齐齐哈尔大学材料科学与工程学院，黑龙江齐齐哈尔 101006;齐齐哈尔大学材料科学与工程学院，黑龙江齐齐哈尔101006;齐齐哈尔大学材料科学与工程学院，黑龙江齐齐哈尔 101006;齐齐哈尔大学材料科学与工程学院，黑龙江齐齐哈尔 101006;齐齐哈尔大学材料科学与工程学院，黑龙江齐齐哈尔 101006;齐齐哈尔大学材料科学与工程学院，黑龙江齐齐哈尔 101006【正文语种】中文【中图分类】TQ172.71目前，市面上最常见的镁质水泥材料主要是氯氧镁制品[1]，主要原料是MgO 和MgCl2·6H2O。
泡沫掺量对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土性能的影响
第42卷第12期2023年12月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol.42㊀No.12December,2023泡沫掺量对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土性能的影响吕夏婷,谭洪波,张世轩,李懋高,王金堂,蹇守卫(武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室,武汉㊀430070)摘要:硫氧镁水泥具有轻质㊁导热系数低㊁耐火等优点,将其制备成泡沫混凝土并应用于建筑外墙保温系统具有巨大的市场潜力㊂本文通过加入高稳定改性泡沫来调控超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的密度,并结合扫描电子显微镜(SEM)㊁光学显微镜(OM)等测试研究了气孔结构的变化,探究了密度和孔结构变化对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土抗压强度和导热系数的影响㊂结果表明:随着高稳定改性泡沫掺量的增加,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的气孔数量增多且平均孔径明显减小,密度逐渐减小,抗压强度逐渐降低;当泡沫掺量为250%(质量分数)时,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的密度降低至88.33kg /m 3,导热系数降低至0.0382W /(m㊃K)㊂关键词:超轻质;改性硫氧镁水泥;泡沫混凝土;气孔结构;导热系数;抗压强度中图分类号:TU377.1㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1001-1625(2023)12-4262-09Effect of Foam Content on Performance of Ultra-Lightweight Magnesium Oxysulfate Foamed ConcreteLYU Xiating ,TAN Hongbo ,ZHANG Shixuan ,LI Maogao ,WANG Jintang ,JIAN Shouwei (State Key Laboratory of Silicate Materials for Architectures,Wuhan University of Technology,Wuhan 430070,China)Abstract :Magnesium oxysulfate cement has the advantages of light weight,low thermal conductivity and fire resistance,so it has great market potential to be prepared as foamed concrete and applied in building exterior insulation system.The density of ultra-lightweight magnesium oxysulfate foamed concrete was regulated by incorporating high stability modified foam.The changes in pore structure were investigated through scanning electron microscope (SEM)and optical microscope (OM ).Additionally,the effects of density and pore structure variations on the compressive strength and thermal conductivity of ultra-lightweight magnesium oxysulfate foamed concrete were also studied.The results indicate that with the increase of content of high stability modified foam,the number of pores increases and the average pore size significantly decreases.The density of ultra-lightweight magnesium oxysulfate foamed concrete decreases gradually,and the compressive strength gradually decreases as well.When the foam content is 250%(mass fraction),the density of ultra-lightweight magnesium oxysulfate foamed concrete reduces to 88.33kg/m 3,and the thermal conductivity reduces to 0.0382W/(m㊃K).Key words :ultra-lightweight;modified magnesium oxysulfate cement;foamed concrete;pore structure;thermal conductivity;compressive strength 收稿日期:2023-07-26;修订日期:2023-09-15基金项目:国家自然科学基金(51978544);2021年湖北省技术创新重大专项(2021BAA060)作者简介:吕夏婷(1999 ),女,硕士研究生㊂主要从事硅酸盐材料的研究㊂E-mail:158****7652@通信作者:谭洪波,博士,教授㊂E-mail:thbwhut@ 0㊀引㊀言建筑节能是减少能源消耗㊁降低温室气体排放和促进我国绿色低碳发展的关键策略㊂据统计[1-3],2020年全国建筑运行阶段碳排放达21.6亿吨,占全国碳排放总量的21.7%㊂保温材料是实现超低能耗建筑,提高建筑节能水平,降低建筑运行阶段能耗和碳排放的重要物质基础㊂目前,我国的建筑外墙保温系统大多采用有机保温材料,如发泡聚苯乙烯㊁聚氨酯泡沫等,容易燃烧,难以达到A 级不燃标准,存在火灾隐患[4-5]㊂而新型无机高效保温材料,如气凝胶㊁真空绝热板等,存在成本高昂㊁施工复杂㊁性能易衰减等关键问题[6-9]㊂第12期吕夏婷等:泡沫掺量对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土性能的影响4263㊀因此,研发一种具有超低导热系数的轻质水泥基高效保温材料十分必要㊂硫氧镁水泥具有轻质㊁防火㊁凝结时间短㊁体积稳定性高㊁与钢材兼容性好㊁制备工艺简单以及环保节能等优点,在建筑保温材料领域有很大的应用前景[10-13]㊂但是传统硫氧镁水泥存在强度低㊁体积稳定性差㊁返潮返卤和泛霜起白等缺点,这限制了其进一步应用,因此需要对其改性[14-16]㊂改性硫氧镁水泥是将一定配比的活性MgO㊁MgSO 4㊁H 2O 和改性剂混合后,经水化形成以碱式硫酸镁晶须为主要水化产物的新型镁质水泥[17-19],同样具备轻质㊁防火㊁凝结时间短等特点㊂Zhou 等[20]以改性硫氧镁水泥为基础胶凝材料,加入泡沫后制备了干密度为603kg /m 3㊁导热系数为0.14W /(m㊃K)的硫氧镁基泡沫混凝土㊂Qin 等[21]以改性硫氧镁水泥为基础胶凝材料,加入稻壳和泡沫后制备了干密度为450.9kg /m 3㊁导热系数为0.1255W /(m㊃K)的保温墙板㊂部分学者[22-24]对轻质硫氧镁基泡沫混凝土做了相关研究,发现其密度和导热系数仍不及现有的有机㊁无机保温材料㊂因此,研究如何进一步降低硫氧镁基泡沫混凝土的密度和导热系数对其在建筑保温材料领域中的应用具有重大意义㊂因此,本文以改性硫氧镁水泥为基础胶凝材料,通过掺入高稳定改性泡沫来制备超轻质硫氧镁基泡沫混凝土,研究不同泡沫掺量对其密度㊁力学性能㊁保温性能㊁孔结构和微观结构的影响规律㊂1㊀实㊀验1.1㊀原材料图1㊀轻质MgO 粒径分布曲线和累积粒径分布曲线Fig.1㊀Particle size distribution curve and cumulative particle size distribution curve of lightweight MgO 制备基础胶凝材料-改性硫氧镁水泥的主要原料为轻质氧化镁(MgO)㊁七水硫酸镁(MgSO 4㊃7H 2O)㊁柠檬酸(citric acid,CA)和水㊂制备高稳定改性泡沫复合发泡剂的主要原料为黄原胶㊁菱镁发泡剂GX-7#和水㊂其中,轻质氧化镁㊁七水硫酸镁和柠檬酸购自国药集团化学试剂有限公司,黄原胶购自山东景鑫生物科技有限公司,菱镁发泡剂GX-7#购自山东镁嘉图新型材料科技有限公司,水为实验室自来水㊂轻质MgO粒径分布曲线和累积粒径分布曲线如图1所示㊂1.2㊀试验方案通过混合泡沫和改性硫氧镁水泥制备了超轻质硫氧镁基泡沫混凝土,研究了不同泡沫掺量对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土性能的影响㊂在保持氧硫比(MgO 和MgSO 4㊃7H 2O 的摩尔比,记为M )㊁水硫比(H 2O 和MgSO 4㊃7H 2O 的摩尔比,记为H )相同的条件下,通过改变泡沫的掺量来调节超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的密度,并研究泡沫掺量对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土抗压强度㊁导热系数㊁孔结构和微观结构的影响㊂其中,泡沫稳定性更高,5h 泌水率为21.9%,与未改性前泡沫5h 泌水率(93.7%)相比降低了76.6%,其具体配合比设计如表1所示,泡沫改性前后气孔结构如图2所示㊂超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的配合比如表2所示,其中 F0㊁F30㊁F100㊁F200㊁F250 分别表示该组超轻质硫氧镁基泡沫混凝土中泡沫掺量为MgO 质量的0%㊁30%㊁100%㊁200%和250%㊂表1㊀泡沫配合比Table 1㊀Mix proportion of foamFoam Mass /g Foam stabilizerGX-7#H 2O 5h drainage /%Unmodified foam 00.6100.093.7High stability modified foam 0.50.6100.021.94264㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷图2㊀泡沫的气孔结构Fig.2㊀Pore structure of foam表2㊀超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的配合比Table2㊀Mix proportion of ultra-lightweight magnesium oxysulfate foamed concreteGroup Mass/gMgO MgSO4㊃7H2O CA H2O Foam F080.6123.0 1.0144.00F3080.6123.0 1.0144.026.9F10080.6123.0 1.0144.080.6F20080.6123.0 1.0144.0161.2F25080.6123.0 1.0144.0201.51.3㊀试验方法超轻质硫氧镁基泡沫混凝土制备方法:1)按照表1配合比称取水㊁稳泡剂黄原胶和发泡剂GX-7#,将稳泡剂黄原胶和发泡剂GX-7#依次加入水中,分别用磁力搅拌器分散30min,制得高稳定改性泡沫复合发泡剂,然后用高速搅拌机搅拌上述发泡剂制得高稳定改性泡沫;2)按照表2配合比称取MgO㊁MgSO4㊃7H2O㊁CA和水,将MgSO4㊃7H2O和CA依次加入水中溶解,待其完全溶解后与MgO混合并通过水泥胶砂搅拌机搅拌均匀,制得改性硫氧镁水泥;3)按照表2配合比称取高稳定改性泡沫与改性硫氧镁水泥,将二者混合均匀,制得硫氧镁基泡沫混凝土;4)将制备好的超轻质硫氧镁基泡沫混凝土装入40mmˑ40mmˑ40mm的模具中,并在温度20ħ㊁湿度65%的环境中养护7㊁14㊁28d㊂密度:1)干密度,参照标准‘泡沫混凝土“(JG/T266 2011)对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的干密度进行测试;2)湿密度,参照标准‘泡沫混凝土应用技术规程“(JGJ/T341 2014)对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的湿密度进行测试㊂抗压强度:依据轻质混凝土抗压强度测试标准ASTM C495,将40mmˑ40mmˑ40mm的试块放入鼓风干燥箱中,并在40ħ下烘干至恒重㊂采用电子式万能试验机(WDW-50)测试超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的抗压强度,加载速度为5mm/min㊂孔结构:通过光学显微镜(KH-7700)观察超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的孔结构,通过软件Nano Measurer1.2对其孔径进行表征㊂微观结构:通过SEM(Gemini SEM300)表征超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的表观形貌,测试使用的加速电压均为15kV㊂导热系数:依据标准‘绝热材料稳态热阻及有关特性的测定“(GB/T10294 2008),通过双平板导热系数测定仪(IMDRY3001-Ⅲ)测量超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的导热系数㊂试件尺寸为300mmˑ300mmˑ30mm,在测试前一天将试件置于鼓风干燥箱中,在40ħ下烘干至恒重,冷却至室温后开始测量㊂2㊀结果与讨论2.1㊀容重调控容重调控是实现保温材料超轻质的重要手段㊂本试验中,固定M值为4,H值为16,通过改变泡沫的掺第12期吕夏婷等:泡沫掺量对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土性能的影响4265㊀量来研究其对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土湿密度和干密度的影响,试验结果如图3所示㊂由图3可知,随着泡沫掺量的增加,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的湿密度和干密度均明显降低㊂与未掺泡沫时相比,掺加30%泡沫时,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土干密度由1337.39kg /m 3下降至401.46kg /m 3,下降幅度为69.9%㊂当泡沫掺量为200%时,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土干密度为99.43kg /m 3,相较于空白对照组下降了92.6%;而继续增加泡沫掺量至250%时,与空白对照组相比,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土干密度进一步降至88.33kg /m 3,下降了93.4%,下降幅度趋于平缓㊂这可能是因为,泡沫能在改性硫氧镁水泥中稳定存在,二者混合后,改性硫氧镁水泥浆体包裹在泡沫表面并在泡沫粗化破裂前快速凝结,使超轻质硫氧镁基泡沫混凝土结构中形成大量微小气孔,导致密度显著降低[13,23]㊂而当泡沫掺量超过250%时,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土松软如膏状,无法硬化成型脱模㊂这可能是由于单位体积内的改性硫氧镁水泥含量过低,黏附在单个泡沫表面的改性硫氧镁水泥数量过少,不能继续形成新的气孔,致使超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的湿密度和干密度无明显变化㊂上述结果表明,当固定M 值和H 值时,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的湿密度㊁干密度随着泡沫掺量的增加而降低,当泡沫掺量超过200%时,下降幅度趋于平缓;当泡沫掺量达到250%时,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土干密度最低㊂2.2㊀抗压强度泡沫掺量对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土不同龄期(7㊁14㊁28d)抗压强度的影响如图4所示㊂由图4可知,随着泡沫掺量的增加,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土在各龄期的强度均逐渐降低㊂未掺泡沫(F0)时,改性硫氧镁水泥7㊁14㊁28d 的抗压强度分别为23.1㊁24.5和27.6MPa㊂与之相比,当泡沫掺量为30%(F30)时,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土7d 强度下降至3.24MPa,14d 强度下降至3.99MPa,28d 强度下降至4.34MPa,分别下降了86.2%㊁84.1%与84.4%;当增加泡沫掺量至200%时,与空白对照组F0相比,F200组7d 强度下降了99.1%,至0.26MPa,14d 强度下降了98.8%,至0.31MPa,28d 强度下降了98.6%,至0.38MPa;而继续提升泡沫掺量至250%时,F250组抗压强度的下降幅度趋于平缓,相较于F0组,F250组7d 强度下降了99.2%,至0.19MPa,14d 强度下降了99.1%,至0.21MPa,28d 强度下降了99.1%,至0.26MPa㊂㊀图3㊀泡沫掺量对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土密度的影响Fig.3㊀Influence of foam content on density of ultra-lightweight magnesium oxysulfate foamedconcrete 图4㊀泡沫掺量对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土抗压强度的影响Fig.4㊀Influence of foam content on compressive strength of ultra-lightweight magnesium oxysulfate foamed concrete ㊀㊀出现这种现象可能有两方面原因:1)泡沫掺量低于200%时,随着泡沫掺量增加,改性硫氧镁水泥基体中的气孔数量大幅增加,这直接导致抗压强度持续显著降低㊂但随着泡沫掺量由200%继续增至250%,改性硫氧镁水泥基体中的气孔数量略有增加,故超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的抗压强度又有小幅度降低[25];2)随着泡沫掺量增多,改性硫氧镁水泥基体的体积也逐渐变大,这导致单位体积内改性硫氧镁水泥含量显著减少,不能充分黏附在每个泡沫表面起到骨架支撑作用,而改性硫氧镁水泥的水化产物如强度相5Mg(OH)2㊃MgSO 4㊃7H 2O(简称5㊃1㊃7相)的含量也显著减少,造成抗压强度明显降低,而当泡沫掺量由4266㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷200%增至250%时,单位体积内泡沫含量略有增多,改性硫氧镁水泥的含量略有减少,故抗压强度只有小幅度降低,并趋于平缓㊂因而,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的抗压强度随着泡沫掺量的增加先显著降低,之后趋于平缓㊂2.3㊀微观结构为了进一步研究泡沫掺量对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土抗压强度的影响机理,通过SEM对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的微观形貌进行表征㊂超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的SEM照片如图5所示㊂观察图5(a) ~(d)左侧照片可知,从F30组到F200组,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土结构中气孔数量增加,孔径分布趋于均匀,而在F250组中,连通孔和不规则球形孔数量增加,气孔圆度变差㊂这是因为在泡沫掺量达到200%前,单个泡沫表面有足够的水泥包裹,能够形成独立闭口孔,结构中气孔数量增加;继续增加泡沫掺量至250%,单位体积内水泥含量过少,不能充分包裹在泡沫表面,泡沫合并,使泡沫混凝土结构中个别大气孔增多㊂观察图5(a)~(d)中部照片可知,F30组中气孔孔壁上存在大量针棒状的5㊃1㊃7相,F100组中对应位置上有大量针棒状和少量破碎状的5㊃1㊃7相,F200组中相应位置上含有大量破碎状和少量针棒状的5㊃1㊃7相,而F250组中相应位置上只有少量破碎状的5㊃1㊃7相和柱状的Mg(OH)2㊂观察图5(a)~(d)右侧照片可知,在气孔内部孔壁位置,F30组含有非常多的针棒状且相互搭接的5㊃1㊃7相,F100组含有较多的针棒状5㊃1㊃7相㊁未反应的MgO和少量柱状的Mg(OH)2,F200组含有少量的针棒状5㊃1㊃7相和大量凝胶状5㊃1㊃7相,而F250组含有微量的针棒状5㊃1㊃7相和大量的Mg(OH)2㊂出现这种现象的原因有:1)在反应加速期,由MgO水解产生的水合羟基镁离子([Mg(OH)(H2O)x]+)与CA发生螯合反应形成一个稳定的络合层,不断吸附浆体中游离的SO2-4和Mg2+形成5㊃1㊃7晶相,随着反应进行,5㊃1㊃7相成核并生长,而随着泡沫掺量增加,单位体积内泡沫混凝土结构中泡沫体积占比增大,水泥浆体体积占比减小,供5㊃1㊃7相等水化产物生长的空间缩小,5㊃1㊃7相晶核不能够沿针棒状充分生长,而在气孔表面形成大量凝胶状5㊃1㊃7相,使孔壁更加密实;2)泡沫掺量增加使泡沫混凝土浆体中的水分也相对增加,促进诱导期的水合羟基镁离子([Mg(OH)(H2O)x]+)与OH-反应生成Mg(OH)2[26]㊂由此说明,泡沫掺量改变对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的气孔结构和水化产物的生长均有影响㊂随着泡沫掺量增加,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土结构中气孔数量增加,5㊃1㊃7相在孔壁上的生长情况由针棒状逐渐转变为凝胶状,Mg(OH)2含量增多,导致超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的抗压强度降低㊂㊀第12期吕夏婷等:泡沫掺量对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土性能的影响4267图5㊀超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的SEM照片Fig.5㊀SEM images of ultra-lightweight magnesium oxysulfate foamed concrete2.4㊀孔结构为了进一步研究泡沫掺量对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土气孔结构的影响,通过光学显微镜(optical microscope,OM)观察超轻质硫氧镁基泡沫混凝土气孔分布情况㊂图6为超轻质硫氧镁基泡沫混凝土气孔结构的OM照片,图7为相对应的气孔孔径分布情况㊂由图6(a)~(c)可直观观察到,从F30组到F200组,大气孔数量减少,小气孔数量明显增多,孔径分布逐渐均匀㊂由图7可知,F30组的最大孔径为638.90μm,最小孔径为87.54μm,平均孔径为151.79μm,均大于另外三组㊂F200组的最大孔径㊁最小孔径和平均孔径分别为257.12㊁65.00和112.71μm,为四组最低,且相较于F30组,其最大孔径缩小了59.8%,最小孔径缩小了25.7%,平均孔径缩小了25.7%,而F250组的三种孔径均略高于F200组的孔径㊂超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的气孔孔径频率分布如图8所示㊂从图8中可知,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土结构中,孔径在60~120μm的气孔出现的频率从高到低依次为F200㊁F250㊁F100㊁F30组,其中F200组比F30组高了70.4%㊂在F30组结构中,孔径大于240μm的气孔出现的频率高于F100㊁F200和F250组㊂这是因为在泡沫掺量达到200%之前,每个泡沫表面都有足够的改性硫氧镁水泥包裹,能够形成规则且圆度较高的闭口孔,随着泡沫掺量增加,表面被水泥包裹的泡沫在泡沫混凝土浆体中受到的束缚力更复杂,不易合并,故超轻质硫氧镁基泡沫混凝土结构中总气孔数量增多,气孔平均孔径逐渐降低㊂当泡沫掺量超过200%后,随着泡沫掺量增加,单位体积内改性硫氧镁水泥的含量过少,不能充分黏附在单个泡沫表面,部分小泡沫合并为大泡沫,形成圆度较低且孔径较大的气孔,使F250组气孔平均孔径比着F200组略有增加,但仍小于F30组和F100组㊂4268㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷图6㊀泡沫掺量对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土气孔结构的影响Fig.6㊀Influence of foam content on pore structure of ultra-lightweight magnesium oxysulfate foamedconcrete 图7㊀超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的气孔孔径分布Fig.7㊀Pore diameter distribution in ultra-lightweight magnesium oxysulfate foamedconcrete 图8㊀超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的气孔孔径频率分布Fig.8㊀Distribution frequency of pore diameter inultra-lightweight magnesium oxysulfate foamed concrete ㊀㊀因此,随着泡沫掺量增加,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土结构中气孔数量逐渐增多,平均气孔孔径逐渐减小,孔径分布更加均匀㊂2.5㊀导热系数图9㊀泡沫掺量对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土导热系数的影响Fig.9㊀Influence of foam content on thermal conductivity of ultra-lightweight magnesium oxysulfate foamed concrete 在建筑保温系统中,导热系数是衡量建筑保温材料保温性能的重要指标,导热系数越低,建筑保温材料的隔热性能越好[7-8,27]㊂泡沫掺量对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的导热系数的影响如图9所示㊂由图9可知,随着泡沫掺量的增加,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的导热系数逐渐降低㊂未掺加泡沫时,F0组导热系数为2W /(m㊃K)㊂与F0组相比,随着泡沫掺量的增加,F30组导热系数下降至0.2312W /(m㊃K),下降幅度为88.4%㊂当泡沫掺量增加至200%时,F200组导热系数为0.0465W /(m㊃K),相较于F0组下降了97.7%;继续增加泡沫掺量至250%时,F250组导热系数为0.0382W /(m㊃K),与F0组相比下降了98.1%㊂这是因为随着泡沫掺量的增多,硫氧镁水泥基体中被引入了大量气泡,这些气泡在水泥基体中形成了闭孔结构,使超轻质硫氧镁基泡沫混凝土结构中的气孔数量大幅增加,阻碍了热量在材料内部的传递,进而大幅降低材料的导热系数㊂由上述结果可知,随着泡沫掺量增加,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的导㊀第12期吕夏婷等:泡沫掺量对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土性能的影响4269热系数逐渐降低㊂3㊀结㊀论1)高稳定改性泡沫的掺入能显著降低超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的密度㊂当泡沫掺量达到250%时,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的干密度可降低至88.33kg/m3,与未掺泡沫时相比降低了93.4%㊂2)随着泡沫掺量逐渐增加,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土中气孔数量大幅增多,直接导致其抗压强度降低;此外,掺加泡沫后,单位体积内水泥含量减少以及供水泥水化产物生长的空间减小,由此导致单位体积内针棒状水化产物5Mg(OH)2㊃MgSO4㊃7H2O大幅减少,进而显著降低超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的抗压强度㊂3)当高稳定改性泡沫的掺量为200%时,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土孔结构最优,其最大孔径㊁最小孔径和平均孔径均分别为257.12㊁65.00和112.71μm,与泡沫掺量为30%时相比,分别降低了59.8%㊁25.7%和25.7%㊂4)当泡沫掺量为250%时,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的导热系数可降低至0.0382W/(m㊃K),与未掺泡沫时的导热系数相比降低了98.1%㊂参考文献[1]㊀邓婷婷.建筑碳排放影响因素分析及系统仿真[D].武汉:华中科技大学,2022.DENG T T.Analysis of influencing factors of building carbon emission and system simulation[D].Wuhan:Huazhong University of Science and Technology,2022(in Chinese).[2]㊀陈进道.中国建筑行业碳排放测算及影响因素分解分析[D].重庆:重庆大学,2016.CHEN J D.Calculation of carbon emissions from construction industry in China and decomposition analysis of 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改性硫氧镁胶凝材料的配制及性能研究
粉末和砂石等有很强的粘结力等，是一种绿色环 保建材．目前主要应 用的氯氧镁 胶凝材料 ［ ｊ Ｊ ，因
试验， 初步制得性能有所改善的硫氧镁胶凝材料．
综 上可以看 出，当前 国内外对硫氧镁水泥合 理配制及性能特征研究 非常有 限，笔者旨在 采用 工业级原材料 配制新型硫氧镁胶凝材料， 并对 其 工作和力学性能特征进行研究．
体的 ２ ８ ｄ抗压和抗折强度分别达到 ３ ８ ＿ ３ ＭＰ ａ 和７ ． ０ ＭＰ ａ ．耐水性研究表明， 加入氧化镁质量 ２ ％
的水玻 璃 可 以很 好地 改善 硫 氧镁 水 泥的耐 水性 ．
关键 词 ：硫 氧镁 ：胶 凝材 料 ； 轻 烧 氧化镁 粉 ；七 水硫 酸镁
中图分 类号 ： Ｔ Ｑ５ ２ 文献 标 志码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ １ — ５ １ ３ ２（ ２ ０ １ ４）０ ２ ． ０ ０ ８ ３ — ０ ５
第一作者： 巴明芳 （ １ ９ ７ ５ 一） ， 女， 山东滨州人， 博￣／ Ｉ程师． 主要研究方向： 高性能绿色建筑材料． Ｅ － ｍ ａ ｉ ｌ ： ｂ ａ ｍ ｉ ｎ ｇ ｆ ａ ｎ ｇ ＠ｎ ｂ ｕ ｅ ｄ ｕ ． ｃ ｎ
宁波大学学报 （ 理工版 ）
拌制成硫氧镁水泥浆体 ， 测定其工 量百分数见表 １ ． 从表 １ 可 以看出， 轻烧氧化镁粉 轻烧氧化镁粉， ∞ ∞ 并成型 ∞ ∞ 的氧化镁质 量含量为 ８ ３ ％ ， 七水硫酸镁 的质量分 ∞ 作性能， ４ ０ ｍ ｍｘ ４ ０ ｍｍ ｘ ｌ ６ ０ ｍ ｍ 净浆试件，
第２ ７ 卷 第２ 期， ２ ０ １ ４ 年４ 月
Ｖ ｏ １ ． ２ ７ Ｎｏ ． ２ ， Ａｐ ｒ ． ２ ０ １ ４
宁 波 大 学 学 报 （理 工 版 ）
硫氧镁砂浆配合比
硫氧镁砂浆配合比一、硫氧镁砂浆的概述硫氧镁砂浆是一种由硫酸镁水泥和硫酸镁水泥砂浆配合而成的特种砂浆，具有较高的耐火性能和化学稳定性。
硫氧镁砂浆广泛应用于耐火材料、建筑防水、化学设备等领域。
二、硫氧镁砂浆的配合比硫氧镁砂浆的配合比是指硫酸镁水泥与砂料在一定比例下的配比关系。
硫氧镁砂浆的配合比一般包括硫酸镁水泥、砂料、水和其他辅料的比例。
1. 硫酸镁水泥的配合比硫酸镁水泥是硫氧镁砂浆的主要胶凝材料，其配合比的选择直接影响到硫氧镁砂浆的性能。
一般情况下，硫酸镁水泥的用量占总配合比的30%~40%。
2. 砂料的配合比砂料是硫氧镁砂浆的主要骨料，直接影响到硫氧镁砂浆的强度和稳定性。
砂料的配合比一般根据硫酸镁水泥的用量来确定，一般配合比为1:2~2.5。
3. 水的配合比水是硫氧镁砂浆中的溶剂，用于调节硫氧镁砂浆的流动性和维持其固化过程。
水的配合比一般为硫酸镁水泥用量的30%~40%。
4. 其他辅料的配合比硫氧镁砂浆中还可以添加一些辅料，如减水剂、增强剂等，用于改善硫氧镁砂浆的性能。
其他辅料的配合比根据具体情况而定，一般为硫酸镁水泥用量的5%~10%。
三、硫氧镁砂浆的配合比设计原则1. 根据使用环境和要求，确定硫氧镁砂浆的强度等级和配合比，确保硫氧镁砂浆的性能满足使用要求。
2. 根据硫酸镁水泥的特性和砂料的性质，确定硫氧镁砂浆的合适配合比，保证硫氧镁砂浆的流动性和固化性能。
3. 合理控制水的用量，避免硫氧镁砂浆过于稀薄或过于干燥，影响硫氧镁砂浆的性能。
4. 根据具体需求，添加适量的其他辅料，改善硫氧镁砂浆的性能，提高其耐火性能和化学稳定性。
四、硫氧镁砂浆的应用硫氧镁砂浆广泛应用于各个领域，如耐火材料、建筑防水、化学设备等。
在耐火材料领域，硫氧镁砂浆常用于高温炉窑的内衬和炉膛的修补，具有优异的耐火性能和耐高温性能。
在建筑防水领域，硫氧镁砂浆可用于地下室、水池等潮湿环境的防水施工，具有良好的防水效果。
在化学设备领域，硫氧镁砂浆可用于化学反应器的内衬和管道的修补，具有优异的耐化学性能。
低品质轻烧MgO制备硫氧镁水泥性能研究及其制品应用
中文摘要硫氧镁水泥工艺品是以硫氧镁胶凝材料为基础，加入农作物废弃物和工业废渣等填料，经涂浆糊布法制备而成。
所用的轻烧MgO为低品质轻烧MgO，是由低品位菱镁矿煅烧的，MgO的含量低于80%的轻烧粉。
由于MgO的含量不同，则其杂质含量也有不同。
因此，研究低品质轻烧MgO对硫氧镁水泥性能的影响，以低品质轻烧MgO、高掺量工业废渣制备硫氧镁水泥为基材，以农业废弃物（秸秆、锯末）为填料制备绿色、轻质、高强、透气、耐水镁质工艺品，能够解决低品位菱镁矿及大量工农业废弃物高效利用的问题，提高我国镁制品附加值和经济效益，服务地方经济。
本文首先研究活性为65%、70%、78%的轻烧MgO对硫氧镁水泥的性能影响，试验结果表明：低活性MgO制备的硫氧镁水泥的抗压强度为80.6MPa，抗冻融循环次数达为十次，而高活性MgO制备的硫氧镁水泥的抗压强度为40.6MPa，抗冻融循环次数达仅为五次。
然后采用四种不同硅钙含量的轻烧MgO制备硫氧镁水泥，并研究硅钙含量对性能的影响。
试验结果表明：随着硅、钙含量的增加，硫氧镁水泥1d龄期抗压强度从31.3MPa增加至48.7MPa，增加率为55%；7d龄期抗压强度从44.5MPa 增加至55.6MPa，增加率为25%；28d抗压强度由原来的54.2MPa增加到66.7MPa，增加率为23%，强度影响率从1d龄期的55%降低至28d龄期的23%。
但泡水28d 后抗压强度损失率从17.2%增加至47.8%，软化系数逐渐降低，耐水性变差。
为了进一步研究硫氧镁水泥的性能，本文又研究了养护条件对强度的影响。
试验结果表明：在相对湿度90±5%，温度45±2℃条件下，硫氧镁水泥3d龄期的抗压强度达到最大值60MPa，而在温度20±2℃和温度30±2℃时，抗压强度的最大值在7d龄期时达到最大值。
说明高温高湿条件有利于硫氧镁水泥早期强度的提高，但是后期过高的湿度条件下会导致硫氧镁水泥出现倒缩。
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原料摩尔比对硫氧镁胶凝材料性能的影响
巴明芳;朱杰兆;薛涛;柳俊哲
【期刊名称】《建筑材料学报》
【年(卷),期】2018(021)001
【摘要】研究了氧化镁-硫酸镁摩尔比n(MgO)/n (MgSO4),水-硫酸镁摩尔比
n(H2O)/n(MgSO4)对硫氧镁胶凝材料性能的影响及其微观机理.结果表明:固定
n(H2O)/n(MgSO4)为19∶1,n(MgO)/n(MgSO4)为14:1时硫氧镁胶凝材料力学性能最优;n(MgO)/n(MgSO4)超过14∶1后,硫氧镁胶硬化浆体中剩余MgO和Mg(OH)2的含量会增大,使硬化结构疏松,从而降低其力学性能;固定n(MgO)/n (MgSO4)为14:1时,n(H2O)/n(MgSO4)的增大会延缓硬化硫氧镁浆体中碱式硫酸镁相的生成,造成微观结构中产生大量孔隙,从而导致其力学性能下降.
【总页数】7页(P124-130)
【作者】巴明芳;朱杰兆;薛涛;柳俊哲
【作者单位】宁波大学建筑工程与环境学院,浙江宁波315211;宁波大学建筑工程与环境学院,浙江宁波315211;宁波大学建筑工程与环境学院,浙江宁波315211;宁波大学建筑工程与环境学院,浙江宁波315211
【正文语种】中文
【中图分类】TU528
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