(a)自然硬化180d-5·1·8 (b)浸水180d-5·1·8 (c)浸水180d-针杆状+叶片状
(d)浸水180d-纤维束+叶片状(e)浸水180d+50ºC热水 (f)浸水3年-5·1·8
20d,凝胶内的MgO颗粒
图12 新型抗水氯氧镁水泥的显微结构
由于复合抗水外加剂的引入,从而在菱镁材料体系中存在两个化学反应体系,分别是MgO-MgCl2-H2O体系和MgO-MgCl2-复合外加剂-H2O体系,其主要反应产物是5·1·8凝胶,同时形成了一些新的反应产物,其显微结构具有3大特征:(1)主体结构是5·1·8凝胶(图12a);(2)未反应的低活性MgO以单个球形颗粒形式均匀分散在5·1·8凝胶内(图12e);(3)杂质颗粒在硬化体内起微集料作用。
图13是新型抗水氯氧镁水泥中5·1·8凝胶的水稳定性。可见,在50ºC热水条件下浸泡4d,5·1·8凝胶转化成纤维束状5·1·8晶体,其中固溶了0.5%Ca和0.3%S元素;在热水条件下浸泡20d,5·1·8凝胶继续转化成板块状5·1·8晶体,其中固溶了0.7%Ca,0.7%P和1.6%S元素,同时在热水条件下20d的硬化体中形成了水硬性产物M-S-H。结合图11的强度发展规律,发现一些重要现象:当5·1·8由凝胶向5·1·8结晶转化时,促进了热水中菱镁材料抗压强度的增长,这证明5·1·8凝胶有一定的水硬性。
(a)浸水180d+50ºC水4d (b)浸水180d+50ºC水20d (c)浸水180d+50ºC水20d
图13 新型抗水氯氧镁水泥在浸水+热水条件下的5·1·8转化与MSH形成
2.3.7 复合抗水氯氧镁水泥的长期强度及耐水性[5]
复合抗水氯氧镁水泥是在MgO-MgCl2-H2O体系中掺加复合外加剂、硅灰和粉煤灰组成的具有多反应体系的胶凝材料,性质已经与一般的菱镁材料有很大的区别,其中存在的化学反应体系包括:
(1) MgO-MgCl2-H2O体系;
(2) MgO-FA-SF-H2O体系;
(3) MgO-MgCl2-复合外加剂- H2O体系;
(4) MgO-FA-SF-复合外加剂-H2O体系。
图14是复合抗水氯氧镁水泥在自然条件(室内大气环境)和浸水条件下的强度发展。其中,NP仅掺复合抗水外加剂,NSF仅掺硅灰和粉煤灰,NSFP同时掺复合抗水外加剂、硅灰和粉煤灰。可见,单掺复合抗水外加剂(NP)时抗水性非常好,但是在28d和365d出现一定程度的强度不倒缩;单掺硅灰和粉煤灰(NSF)的抗水效果仅能维持半年以内,1年后抗水效果完全丧失;两者同时掺加的复合抗水氯氧镁水泥(NSFP)基本克服了菱镁材料的强度倒缩问题,而且保持优异的长期抗水性能,实测浸水5年的软化系数高达2.07。