在建筑材料和工業(yè)領域,常常會聽到 “硫氧鎂” 這個名詞,很多朋友可能對它還比較陌生。今天,就來給大家詳細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,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)或無水硫酸鎂(MgSO4)與氧化鎂(MgO)混合后直接加水拌合來制取 。除了主要的氧化鎂和硫酸鎂,還會添加一些如 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
氣硬性:與普通硅酸鹽水泥的凝結(jié)固化機理不同,硫氧鎂水泥是氣硬性膠凝材料,在水中并不會硬化,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:單一組分的輕燒粉加水硬化后基本沒有強度 。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,對鋼材無腐蝕性 。這一特性使得它在一些對鋼材有保護要求的領域,如防火門芯板和外墻保溫板等得到廣泛應用 。
高強度(經(jīng)改性后):普通硫氧鎂水泥強度較低限制了其應用,但通過添加合適的外加劑,如添加 GX - 15 后,其抗壓強度可達到 60MPa,抗折強度可達到 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 值波動在 8 - 9.5 之間,接近于中性 。這對玻璃纖維和木質(zhì)纖維等不耐堿的增強材料腐蝕性很小 。像 GRC 制品用玻璃纖維增強、植纖制品用木質(zhì)纖維下腳料增強,常規(guī)水泥因高堿無法使用這些纖維增強,而硫氧鎂水泥卻可以憑借其微堿性優(yōu)勢在這些領域發(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 。
三、硫氧鎂的優(yōu)缺點
(一)優(yōu)點
防火性能佳:和氯氧鎂水泥類似,硫氧鎂水泥具有較好的防火性,能在一定程度上阻止火勢蔓延,可用于制作防火門芯板、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,有較好的耐久性 。
環(huán)保性較好:漿體濾液接近中性,對環(huán)境相對友好,且生產(chǎn)過程中也不會產(chǎn)生大量污染性物質(zhì) 。
(二)缺點
強度問題(未改性時):普通硫氧鎂水泥如果不經(jīng)過改性處理,強度較低,難以滿足一些對強度要求較高的工程需求 。
體積穩(wěn)定性差:在硬化過程中,容易出現(xiàn)體積變化不穩(wěn)定的情況,可能導致制品開裂等問題 。
耐水性能有限(未改性時):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,在長期潮濕環(huán)境下性能會受到影響 。不過通過改性處理,其耐水性能可以得到顯著提升,軟化系數(shù)能達到 0.8 以上 。
四、硫氧鎂的應用領域
防火門芯板:因其良好的防火性能和對鋼材無腐蝕的特點,被廣泛用于制作防火門芯板,有效提高防火門的防火隔熱性能 。
外墻保溫板:輕質(zhì)、保溫性好以及對鋼筋無銹蝕等優(yōu)點,使其成為外墻保溫板的合適材料,能在保溫的同時保障建筑結(jié)構安全 。
通風管道:硫氧鎂通風管道具有耐腐蝕、防火、耐水等優(yōu)點,作為新型通風管道材料,在建筑通風系統(tǒng)中發(fā)揮作用 。
硅質(zhì)改性保溫板、防火板等:在其他一些對防火、保溫有要求的板材制作中也有應用,通過與其他材料復合,提升板材綜合性能 。
五、硫氧鎂的發(fā)展趨勢
隨著科研的不斷深入,針對硫氧鎂水泥存在的一些缺點,如強度低、體積不穩(wěn)定、耐水性能差等問題,科研人員通過研發(fā)新型外加劑、優(yōu)化配合比等方式進行改進 。中科院青海鹽湖研究所與德國馬普固體物理實驗室合作,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,并通過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性能和耐久性能 。未來,隨著技術的進一步發(fā)展,硫氧鎂材料有望在更多領域得到應用,并且其性能將不斷優(yōu)化,成本可能進一步降低,從而在建筑材料等市場中占據(jù)更重要的地位 。
總的來說,硫氧鎂作為一種具有獨特性能的材料,在經(jīng)過改性優(yōu)化后,有著廣闊的應用前景,無論是在建筑領域還是其他相關工業(yè)領域,都可能為我們帶來更多優(yōu)質(zhì)、環(huán)保且性能良好的產(chǎn)品 。
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