在建筑材料和工業(yè)領(lǐng)域,常常會(huì)聽(tīng)到 “硫氧鎂” 這個(gè)名詞,很多朋友可能對(duì)它還比較陌生。今天,就來(lái)給大家詳細(xì)講講硫氧鎂到底是什么材質(zhì)。
一、硫氧鎂的定義與組成
硫氧鎂水泥是一種鎂質(zhì)水泥,屬于氧化鎂 - 硫酸鎂 - 水(MgO - MgSO4 - H2O)三元膠凝體系 。它主要由活性氧化鎂(MgO)和一定濃度的硫酸鎂(MgSO4)溶液組成。制備時(shí),常用的硫酸鎂溶液一般是由七水硫酸鎂(MgSO4?7H2O)或六水硫酸鎂(MgSO4?6H2O)溶解得到 ,也可以采用一水硫酸鎂(MgSO4?H2O)或無(wú)水硫酸鎂(MgSO4)與氧化鎂(MgO)混合后直接加水拌合來(lái)制取 。除了主要的氧化鎂和硫酸鎂,還會(huì)添加一些如 GX - 15 改性劑、填充料等其他成分,以改善其性能 。
二、硫氧鎂的性能特點(diǎn)
氣硬性:與普通硅酸鹽水泥的凝結(jié)固化機(jī)理不同,硫氧鎂水泥是氣硬性膠凝材料,在水中并不會(huì)硬化,它只有在空氣中才能繼續(xù)凝結(jié)硬化,并且所處環(huán)境空氣越干燥,它就越穩(wěn)定 。
多組分特性:?jiǎn)我唤M分的輕燒粉加水硬化后基本沒(méi)有強(qiáng)度 。它需要輕燒粉、硫酸鎂、水、改性劑和填充料等多組分共同作用,才能形成具有一定性能的材料 。
對(duì)鋼材友好:與氯氧鎂水泥相比,硫氧鎂水泥以硫酸鎂做為調(diào)和劑,不含氯離子,對(duì)鋼材無(wú)腐蝕性 。這一特性使得它在一些對(duì)鋼材有保護(hù)要求的領(lǐng)域,如防火門(mén)芯板和外墻保溫板等得到廣泛應(yīng)用 。
高強(qiáng)度(經(jīng)改性后):普通硫氧鎂水泥強(qiáng)度較低限制了其應(yīng)用,但通過(guò)添加合適的外加劑,如添加 GX - 15 后,其抗壓強(qiáng)度可達(dá)到 60MPa,抗折強(qiáng)度可達(dá)到 9MPa ,大大拓展了其使用范圍 。
低燒度低腐蝕性:硫氧鎂水泥的漿體濾液 pH 值波動(dòng)在 8 - 9.5 之間,接近于中性 。這對(duì)玻璃纖維和木質(zhì)纖維等不耐堿的增強(qiáng)材料腐蝕性很小 。像 GRC 制品用玻璃纖維增強(qiáng)、植纖制品用木質(zhì)纖維下腳料增強(qiáng),常規(guī)水泥因高堿無(wú)法使用這些纖維增強(qiáng),而硫氧鎂水泥卻可以憑借其微堿性?xún)?yōu)勢(shì)在這些領(lǐng)域發(fā)揮作用 。
輕質(zhì)低密度:硫氧鎂水泥制品的密度一般只有普通硅酸鹽水泥制品的 70% ,其制品密度一般為 1600 - 1800㎏/m3,而水泥制品的密度一般為 2400 - 2500㎏/m3 ,具有明顯的低密度特點(diǎn) 。
三、硫氧鎂的優(yōu)缺點(diǎn)
(一)優(yōu)點(diǎn)
防火性能佳:和氯氧鎂水泥類(lèi)似,硫氧鎂水泥具有較好的防火性,能在一定程度上阻止火勢(shì)蔓延,可用于制作防火門(mén)芯板、防火板等防火建筑材料 。
保溫性良好:能夠有效阻止熱量的傳遞,在建筑外墻保溫等方面有應(yīng)用潛力 。
耐久性尚可:在合適的環(huán)境條件下,其制品的抗壓和抗折度隨齡期增長(zhǎng),有較好的耐久性 。
環(huán)保性較好:漿體濾液接近中性,對(duì)環(huán)境相對(duì)友好,且生產(chǎn)過(guò)程中也不會(huì)產(chǎn)生大量污染性物質(zhì) 。
(二)缺點(diǎn)
強(qiáng)度問(wèn)題(未改性時(shí)):普通硫氧鎂水泥如果不經(jīng)過(guò)改性處理,強(qiáng)度較低,難以滿(mǎn)足一些對(duì)強(qiáng)度要求較高的工程需求 。
體積穩(wěn)定性差:在硬化過(guò)程中,容易出現(xiàn)體積變化不穩(wěn)定的情況,可能導(dǎo)致制品開(kāi)裂等問(wèn)題 。
耐水性能有限(未改性時(shí)):雖然相比氯氧鎂水泥有所改善,但未改性的硫氧鎂水泥耐水性能仍不夠理想,在長(zhǎng)期潮濕環(huán)境下性能會(huì)受到影響 。不過(guò)通過(guò)改性處理,其耐水性能可以得到顯著提升,軟化系數(shù)能達(dá)到 0.8 以上 。
四、硫氧鎂的應(yīng)用領(lǐng)域
防火門(mén)芯板:因其良好的防火性能和對(duì)鋼材無(wú)腐蝕的特點(diǎn),被廣泛用于制作防火門(mén)芯板,有效提高防火門(mén)的防火隔熱性能 。
外墻保溫板:輕質(zhì)、保溫性好以及對(duì)鋼筋無(wú)銹蝕等優(yōu)點(diǎn),使其成為外墻保溫板的合適材料,能在保溫的同時(shí)保障建筑結(jié)構(gòu)安全 。
通風(fēng)管道:硫氧鎂通風(fēng)管道具有耐腐蝕、防火、耐水等優(yōu)點(diǎn),作為新型通風(fēng)管道材料,在建筑通風(fēng)系統(tǒng)中發(fā)揮作用 。
硅質(zhì)改性保溫板、防火板等:在其他一些對(duì)防火、保溫有要求的板材制作中也有應(yīng)用,通過(guò)與其他材料復(fù)合,提升板材綜合性能 。
五、硫氧鎂的發(fā)展趨勢(shì)
隨著科研的不斷深入,針對(duì)硫氧鎂水泥存在的一些缺點(diǎn),如強(qiáng)度低、體積不穩(wěn)定、耐水性能差等問(wèn)題,科研人員通過(guò)研發(fā)新型外加劑、優(yōu)化配合比等方式進(jìn)行改進(jìn) 。中科院青海鹽湖研究所與德國(guó)馬普固體物理實(shí)驗(yàn)室合作,成功解析了特種硫氧鎂水泥的新型水化產(chǎn)物物相的晶體結(jié)構(gòu),并通過(guò)添加合適的新型高效外加劑,顯著提高了硫氧鎂水泥的力學(xué)性能和耐久性能 。未來(lái),隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,硫氧鎂材料有望在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用,并且其性能將不斷優(yōu)化,成本可能進(jìn)一步降低,從而在建筑材料等市場(chǎng)中占據(jù)更重要的地位 。
總的來(lái)說(shuō),硫氧鎂作為一種具有獨(dú)特性能的材料,在經(jīng)過(guò)改性?xún)?yōu)化后,有著廣闊的應(yīng)用前景,無(wú)論是在建筑領(lǐng)域還是其他相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域,都可能為我們帶來(lái)更多優(yōu)質(zhì)、環(huán)保且性能良好的產(chǎn)品 。
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