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轻烧氧化镁和钙矾石的膨胀性能对比研究

作　者: 王新媚
导　师: 唐明述；邓敏
学　校: 南京工业大学
专　业: 材料学
关键词: 轻烧氧化镁活性钙矾石补偿收缩膨胀
分类号: O611.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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引　用: 4次
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内容摘要

本文对菱镁矿采用轻烧制度，分别在800℃、900℃和1000℃下煅烧并保温一小时，将制得的轻烧氧化镁膨胀剂(MgO)与高温煅烧制得的氧化镁进行了活性比较。同时，主要研究了轻烧氧化镁膨胀剂与钙矾石型膨胀剂对水泥石收缩的补偿效果的区别。对掺这两种膨胀剂的水泥净浆和砂浆的膨胀性能进行了实验研究，并分析和对比实验结果。采用X射线衍射(XRD)、热分析(DSC-TG)及扫描电镜(SEM)对掺钙矾石型膨胀剂的水泥净浆在较高温度下产生的钙矾石相与单硫型硫铝酸钙之间的相转变进行了探讨；用压汞仪(MIP)分别测定了掺钙矾石型和氧化镁膨胀剂水泥净浆及砂浆的孔结构，分析二者对水泥石孔结构的影响。研究结果表明： 1 MgO的煅烧制度对其膨胀性能的影响极大。通过X射线衍射分析得知，煅烧温度为800℃、900℃、1000℃并保温1h的菱镁矿分解完全。利用柠檬酸法对MgO活性测试后发现，轻烧氧化镁的水化活性比重烧MgO高的多。 2 在水泥中外掺适量的轻烧氧化镁，可产生一定量的、稳定的体积膨胀，掺轻烧氧化镁的试件早期的膨胀率比掺高温煅烧的MgO膨胀率有较大的提高，通过对掺量的适宜调整可达到与钙矾石型膨胀剂相当的早期膨胀率。 3 掺轻烧氧化镁膨胀剂的水泥试件的养护温度对氧化镁的水化速度及膨胀性能影响很大，提高养护温度，膨胀率显著增大。在相同的限制条件下氧化镁膨胀剂的限制膨胀率可以通过调节掺量与钙矾石的限制膨胀率相当。 4 钙矾石对水养护条件比较敏感，尤其在水泥水化的早期，缺水养护的易造成补偿收缩的失败，掺了钙矾石膨胀剂的试件甚至比空白养护样的收缩还要大。掺轻烧氧化镁膨胀剂的试件比掺钙矾石型膨胀剂的试件抗干缩的能力好，在干燥的情况下，收缩率至少和空白养护样相当。 5 将所采用的钙矾石型膨胀剂掺入水泥净浆后，在高于60℃的水中养护时，出现了膨胀率发挥的异常，膨胀率不再因为温度的增加而增大，反而比40℃水中养护的试件膨胀率低，而且整个水化龄期中膨胀率曲线呈平缓的趋势。经X射线衍射分析，发现钙矾石的特征峰比在20℃水中养护的钙矾石特征峰低，由扫描电镜观察，在80℃水中养护的试件中发现存在单硫型硫铝酸钙。

全文目录

摘要  7-9
ABSTRACT  9-11
第1章绪论  11-29
  1.1 水泥基材料的收缩  11-16
    1.1.1 水泥基材料收缩的特征及一般规律  11-14
    1.1.2 补偿收缩的模式  14-16
  1.2 膨胀剂的应用及发展历史  16-18
    1.2.1 利用膨胀对收缩进行补偿的提出  16-17
    1.2.2 膨胀剂的应用及发展历史  17-18
  1.3 钙矾石型膨胀剂的膨胀特点  18-22
    1.3.1 钙矾石的物理化学性能  18-19
    1.3.2 钙矾石的膨胀特点及规律  19-22
  1.4 氧化镁膨胀剂的膨胀特点  22-27
    1.4.1 氧化镁的物理化学性能  22-24
    1.4.2 氧化镁的膨胀特点及规律  24-25
    1.4.3 轻烧氧化镁的活性特点  25-27
  1.5 钙矾石膨胀与氧化镁膨胀的比较  27
  1.6 课题研究背景、目的及主要内容  27-29
第2章实验原材料及方法  29-39
  2.1 原材料  29-34
    2.1.1 水泥和砂  29
    2.1.2 钙矾石型膨胀剂  29
    2.1.3 氧化镁膨胀剂  29-32
    2.1.4 其他辅助材料  32-34
  2.2 实验方法  34-37
    2.2.1 氧化镁膨胀剂的活性指标测定实验  34
    2.2.2 水泥净浆膨胀率实验  34-35
    2.2.3 自由和限制条件下的水泥砂浆膨胀率实验  35-37
  2.3 微观分析测试方法  37-39
第3章轻烧氧化镁与钙矾石膨胀性能的分析与比较  39-66
  3.1 轻烧氧化镁的活性指标测定  39
  3.2 掺钙矾石型膨胀剂的水泥净浆膨胀特点及规律  39-42
    3.2.1 钙矾石型膨胀剂在水泥净浆中的水化膨胀特点分析  39-40
    3.2.2 掺钙矾石型膨胀剂的水泥净浆的温度适应性  40
    3.2.3 湿度对掺钙矾石膨胀剂的水泥净浆的湿度敏感性分析  40-42
  3.3 掺氧化镁膨胀剂的水泥净浆的膨胀特点及规律  42-48
    3.3.1 掺氧化镁的水泥净浆的水化膨胀特点分析  43-45
    3.3.2 不同养护温度下掺轻烧氧化镁的试件的膨胀率特点  45-47
    3.3.3 湿度对氧化镁在水泥净浆中膨胀发挥的湿度适应性分析  47-48
  3.4 掺钙矾石型膨胀剂与掺氧化镁膨胀剂的水泥净浆膨胀效果比较  48-51
  3.5 掺氧化镁膨胀剂与钙矾石型膨胀剂的水泥净浆试件抗干缩性能比较  51-63
  3.6 掺氧化镁膨胀剂和钙矾石型膨胀剂砂浆的膨胀率  63-64
  3.7 掺氧化镁膨胀剂和钙矾石型膨胀剂的砂浆的限制膨胀率  64-65
  3.8 本章小结  65-66
第4章微观分析及机理探讨  66-77
  4.1 对钙矾石膨胀剂性能的分析  66-69
    4.1.1 钙矾石的高温稳定性分析  66-68
    4.1.2 钙矾石在水泥净浆中的显微形貌  68-69
    4.1.3 钙矾石的脱水失重分析  69
  4.2 氧化镁膨胀剂膨胀性能的分析  69-70
  4.3 膨胀剂对水泥石孔结构分布的影响  70-76
  4.4 本章小结  76-77
第5章结论与展望  77-79
  5.1 结论  77
  5.2 展望  77-79
参考文献  79-83
成果  83-84
致谢  84

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