菱苦土是一种白色或浅黄色的粉末状镁质胶凝材料,其主要成分是氧化镁(MgO)。生产菱苦土的原材料有菱镁矿(主要成分MgCO3)、天然白云石(主要成分MgCO3·CaCO3复盐)、蛇纹石(3MgO·2SiO3·2H2O)等矿物质,也可用冶炼轻质镁合金的熔渣、海水等为原料提制菱苦土。
碳酸镁的分解温度为600~650°C,略低于碳酸钙,以菱镁矿为原料生产菱苦土时,通常将实际煅烧温度控制在750~850°C的范围,煅烧反应方程式如式(4-11)所示:
煅烧适当的菱苦土其密度为3.1~3.4g/cm3,堆积密度为800~900kg/m3。在实际使用中,菱苦土与其他胶凝材料不同,必须用一定浓度的氯化镁溶液或其他盐类溶液来调和。如果氧化镁单独与水拌合,水化生成Mg(HO)2很快以胶体状态析出,包裹在菱苦土表面,形成胶体膜层,阻碍水分子继续向颗粒内部渗入,从而使水化过程延缓,硬化后强度也很低。同时,MgO水化时还会产生大量水化热使水变成水蒸气,导致结构出现裂缝。所以MgO不适合单独与水拌合,在实际使用中,通常采用氯化镁(MgCl2·6H2O)、硫酸镁(MgSO4·7H2O)、氯化铁(FeCl3)或硫酸亚铁(FeSO4·H2O)等盐类的水溶液来调制,最常用的是采用氯化镁溶液与菱苦土拌合成浆体,主要水化产物是氧氯化镁和氢氧化镁,化学反应方程式如式(4-12)、式(4-13)所示:(www.xing528.com)
氧氯化镁在水中的溶解度比氢氧化镁高,可降低溶液的过饱和度,促进水化反应不断进行;当反应不断进行,生成的氧氯化镁达到饱和时,水化产物不再溶解,而是直接以胶体状态析出形成凝胶体,通过再结晶逐渐长大成细小的晶粒,使浆体凝结硬化,产生强度。因此用氯化镁溶液调制的菱苦土胶凝材料,凝结硬化速度很快,1d的抗拉强度即可达到1.5MPa。但其水化产物具有很强的吸湿性和较高的溶解度,所以菱苦土硬化体耐水性差,容易返潮和翘曲变形,仅适合于干燥部位使用,属于气硬性胶凝材料。
菱苦土与植物纤维具有很好的粘结性,与硅酸盐类水泥、石灰等胶凝材料相比,本身碱性较弱,所以对有机材料纤维没有腐蚀作用。建筑工程中常用来制造菱苦土木屑地板、木屑板和木丝板等人造板材。但盐类溶液对钢材有强烈的腐蚀作用,因此在菱苦土制品中不能配置钢筋,可配置竹、苇、玻璃纤维等有机纤维。菱苦土在空气中的水汽作用下会失去活性,在储藏和运输过程中应注意防潮。
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