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菱镁胶凝材料早强剂的研制及应用

来源 : www.sdsjky.com   发布时间 : 2012-11-06

菱镁胶凝材料早强剂的研制及应用

张兴福  常维峰  张春山

(山东省建筑科学研究院,济南 250031)

 

  :影响菱镁制品硬化时间的因素很多,本文重点对菱镁胶凝材料早强剂对菱镁胶凝材料凝结时间、早期和后期强度的影响进行了研究。

关键词:菱镁胶凝材料;早强剂;凝结时间;强度

 

菱镁制品生产厂冬季生产的现状是:由于冬季气温低,造成菱镁制品硬化很慢,脱模时间长,影响了模具的周转。有条件的大厂,一般在车间内安装有暖气或炉子,但是近几年煤炭价格上涨很快,造成生产成本高了很多;没有取暖条件的小厂只能停产,等到春季气温上升后,再开始生产。市场上确实需要一种价格较低的方法来解决冬季生产中提高生产效率的问题。

1  影响菱镁制品硬化时间的因素

由于影响菱镁制品硬化时间的因素较多,解决生产效率的问题可以从以下几个方面考虑。

1.1  轻烧氧化镁中活性镁的含量及细度

轻烧氧化镁中活性镁的含量过高或者过低,都将影响制品的凝结时间,活性镁的含量越高,制品硬化越快,反之则越慢。轻烧氧化镁的细度越细,制品凝结越快。

1.2  卤水的浓度

在一定范围内卤水的浓度越高,凝结越慢,浓度越低,凝结越快。调整卤水的浓度一般不能超出一定范围,因为卤水的浓度降低的同时,制品的强度也将降低;卤水的浓度过高,又会带来吸潮返卤的弊病。

1.3  养护室的温度

养护室的温度越高,凝结越快,菱镁制品的硬化对养护温度特别敏感,温度越低,硬化越慢,温度越高,硬化越快,在夏季(气温35°C左右),一般几个小时即可脱模。

1.4  MgO/MgCl2分子比

MgO/MgCl2分子比越高,凝结越快。

1.5  早强剂

    根据资料介绍对菱镁制品有促凝作用的外加剂,作者进行了试验,效果都不是太好,这种情况下,迫切需要研制一种菱镁胶凝材料专用早强剂。

2  早强剂的研制

2.1  原材料及要求

2.1.1  轻烧氧化镁

作者选用辽宁省大石桥市某轻烧氧化镁生产厂的产品,其性能应符合WB/T1019-2002《菱镁制品用轻烧氧化镁》的要求,具体指标见表1

1 轻烧氧化镁粉的化学成分

 

MgO

f-MgO

CaO

f-CaO

SiO2

Al2O3

烧失量

细度

含量,%

85.69

63.31

1.61

1.44

1.86

0.8

8.65

150目筛余1.5%

2.1.2       氯化镁

作者选用山东省海化集团的产品,具体指标见表2

 

 

2 氯化镁的化学成分

项目

MgCl2

KCl

NaCl

CaCl2

含量,%

46.5

0.36

0.66

0.59

2.1.3  活性硅粉

这是山东省建筑科学研究院研制生产的无机活性粉状添加剂,主要成分见表3

3 活性硅粉化学成分

项目

SiO2

Fe2O3

Al2O3

CaO

MgO

烧失量

细度

含量,%

61.01

12.52

15.31

2.20

4.11

1.87

150目筛余<3%

该活性硅粉不但能提高制品的耐水性能,还可以抑制变形。

2.2  试验仪器及设备

所用仪器设备有砂浆搅拌机、振动台、4416cm3试模、凝结时间测定仪、抗折、抗压实验机等。

2.3  试验结果及分析

2.3.1  不同养护温度下早强剂对强度的影响

由于南北方冬季气温差别较大,首先对不同养护温度下早强剂对强度的影响进行了试验,结果见表4

4 不同养护温度下早强剂对强度的影响

                                                                                     单位:MPa

早强剂掺量%

-5°C

0°C

5°C

10°C

抗折

抗压

抗折

抗压

抗折

抗压

抗折

抗压

0

1.8

4.8

2.1

5.7

2.5

7.0

5.7

12.9

0.4

2.3

7.0

3.1

8.4

3.3

9.5

6.0

14.4

强度提高,%

27.8

45.8

47.6

47.4

32.0

35.7

5.3

11.6

注:早强剂掺量是指早强剂占轻烧氧化镁重量的百分比,以下同。

从表4中可以看出,在试验的养护温度下,早强剂都能起到早强作用,但是随着养护温度的提高,强度提高效果降低。温度达到10°C时,效果就不明显了。养护温度在0°C左右时,增强效果最佳,10°C时增强效果反而不如-5°C

2.3.2       早强剂对凝结时间和后期强度的影响

    见表5

5 早强剂对料浆凝结时间和后期强度的影响

掺量,%

初凝时间,min

终凝时间,min

流动度,mm

1天强度,MPa

28天强度,MPa

抗折

抗压

抗折

抗压

0

430

780

178

2.5

7.0

10.2

48.8

0.8

205

410

189

4.0

11.8

12.8

58.6

提高,%

缩短225

缩短370

6.2

60.0

68.6

25.5

20.1

早强剂缩短凝结时间,提高强度效果明显,特别对早期强度影响很大,28天的强度相对较小,同时料浆流动度提高。

2.3.3       不同掺量早强剂对菱镁制品强度的影响

    见表6

 

6 早强剂掺量对1天强度的影响

早强剂掺量,%

抗折强度,MPa

抗压强度,MPa

0

1.8

4.8

0.4

2.3

7.0

0.8

2.6

8.0

1.2

2.2

7.1

从表6中可看出,早强剂掺量从0-0.8%,随着掺量加大,抗折、抗压强度均不断提高,掺量到1.2%时,抗折、抗压强度却与0.4%时相当。掺量0.4%与不加早强剂相比,抗折、抗压强度分别提高27.8%45.8%,掺量0.8%时,分别提高44.4%66.7%,从试验中得出适宜掺量在0.4-0.8%

3  工程应用

菱镁胶凝材料专用早强剂于200212月在德州亚太集团无机玻璃钢车间试应用,效果良好,20031-2月开始大量使用,当时车间温度在2-6°C,制作的风管16-20小时即可脱模,未使用早强剂的风管则要48-60小时才能脱模;20042月在辽宁某厂的菱镁检查井盖的生产中使用早强剂,室内养护温度在5-10度的条件下,产品从成型到脱模仅需要8-10小时,一天可脱两次模,与不加早强剂相比,生产效率大大提高,并节省了能源。

4  结语

(1) 我院研制的菱镁胶凝材料早强剂,被列为2002年山东省科技发展计划,2004924日通过山东省科学技术厅组织的技术鉴定,鉴定结论:填补国内空白,技术性能达到国际领先水平。

(2) 早强剂与以前资料上介绍的促凝剂相比,不但具有促凝效果,而且提高了早期和后期强度。

(3) 早强剂比较适宜的使用温度在0-10°C,适宜掺量在0.4-0.8%

 

参考文献:

[1]余红发,氯氧镁水泥及其应用,中国建材工业出版社,1993

[2]王禹阶,无机玻璃钢工艺及应用,化学工业出版社,2004

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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