本發(fā)明涉及一種建筑用膠凝材料，具體涉及一種高抗折硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料，該硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料各個(gè)齡期具有優(yōu)異的力學(xué)性能，其28天齡期的抗折強(qiáng)度達(dá)到了22～23MPa，比相同水灰比的普通硅酸鹽水泥P.O425的抗折強(qiáng)度高出238％，而且所制備的標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件的相應(yīng)軟化系數(shù)達(dá)到了0.85左右，可完全適用于受水浸泡或處于潮濕環(huán)境的重要結(jié)構(gòu)中。

背景技術(shù)：

硫氧鎂水泥是用硫酸鎂溶液作調(diào)和劑，由一定濃度的MgSO₄溶液與輕燒MgO組成的MgO-MgSO₄-H₂O三元膠凝體系。該水泥具有凝結(jié)硬化快、早期強(qiáng)度高、粘結(jié)性好、不需要濕養(yǎng)護(hù)、導(dǎo)熱性低、耐火性高、耐磨性好及耐腐蝕性優(yōu)異等特點(diǎn)，且生產(chǎn)能耗低，制備工藝簡(jiǎn)單，可廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)建筑輕質(zhì)保溫板、耐火材料、裝飾裝修材料及油井堵漏等工程，但由于其未改性前強(qiáng)度較低，制約了其在土木工程領(lǐng)域的推廣與利用。

硫氧鎂基膠凝材料的力學(xué)強(qiáng)度穩(wěn)定性及大小主要取決于其硬化后的水化產(chǎn)物的類型及其結(jié)晶相的相對(duì)含量。最早Demediuk T等的研究指出在30°～120℃溫度范圍內(nèi)硫氧鎂基膠凝材料的硬化體中出現(xiàn)4種堿式硫氧鎂晶體，其中常溫下只有3Mg(OH)₂·MgSO₄·8H₂O(318)相晶體穩(wěn)定存在；KAHLEK等研究提出在飽和蒸汽養(yǎng)護(hù)條件下氧化鎂粉與硫酸鎂固定拌合比例5:1時(shí)，可以在硬化硫氧鎂基膠凝材料內(nèi)部才可以獲得穩(wěn)定存在的318相和5Mg(OH)₂·MgSO₄·3H₂O(513)相。Urwongse,L,Sorrell CA通過對(duì)硫氧鎂水化體系中的晶體水化相進(jìn)行的研究表明在常用的環(huán)境溫度下水化體系中含有一定量的亞穩(wěn)相115相、318相，含有不同結(jié)晶水的MgSO₄晶體、Mg(OH)₂及MgO，同時(shí)指出這種混合相的水化產(chǎn)物是造成硫氧鎂基膠凝材料強(qiáng)度較低水穩(wěn)定性差的主要原因。Vincenzo M Sglavo等研究發(fā)現(xiàn)在低溫時(shí)，硫氧鎂基膠凝材料體系中產(chǎn)生的物相是3相，而此時(shí)的硫氧鎂基膠凝材料硬化后的力學(xué)性能較差，耐水性較好。

羅建國(guó)等人曾對(duì)MgO-MgSO₄-H₂O膠凝體系進(jìn)行過研究，XRD分析證明當(dāng)初始原料中MgO-MgSO₄-H₂O＝6:1:12.3(摩爾比)，在25-40℃時(shí)，所形成的堿式鹽水化物是3:1:8相。同時(shí)很多學(xué)者用水熱合成法進(jìn)行了硫氧鎂水化物晶須的研究，在140-200℃的水蒸汽下，主要得到組成為2MgSO₄·Mg(OH)₂·2H₂O和5Mg(OH)₂·MgSO₄.·3H₂O或5Mg(OH)₂·MgSO₄·2H₂O的長(zhǎng)徑比為10-40的晶須。鄧德華提出了硫氧鎂膠凝體系堿式鹽生成機(jī)理，并提出了改性硫氧鎂基膠凝材料體系的思路，并提出了磷酸及磷酸鹽類外加劑可以促使硫氧鎂水化體系中穩(wěn)定的結(jié)晶相生成，從而可以顯著提高其水穩(wěn)性。可見，對(duì)硫氧鎂基膠凝材料進(jìn)行改性研究非常必要。

鄧德華等提出了硫氧鎂膠凝體系堿式鹽生成機(jī)理，并提出了改性硫氧鎂基膠凝材料體系的思路；李振國(guó)等人研究表明當(dāng)粉煤灰摻量從0％到50％時(shí)，硫氧鎂基膠凝材料在養(yǎng)護(hù)一天后的抗壓強(qiáng)度逐漸降低，并且粉煤灰影響硫氧鎂基膠凝材料的抗壓強(qiáng)度的效果還和水和硫酸鎂的比例有關(guān)；吳成友研究得到當(dāng)粉煤灰的摻量為40％時(shí)，硫氧鎂水泥的抗壓強(qiáng)度從56.89MPa下降到33.75MPa；姜黎黎等人表明粉煤灰顆粒的填充孔隙作用使得硫氧鎂水泥硬化體更加密實(shí)，可提高硫氧鎂水泥抗壓強(qiáng)度。從以上研究可以看出，針對(duì)硫氧鎂膠凝材料改性研究重點(diǎn)一直是其抗壓強(qiáng)度，并將其與傳統(tǒng)的硅酸鹽水泥的抗壓強(qiáng)度進(jìn)行比較。而針對(duì)礦物摻和料對(duì)硫氧鎂膠凝材料性能的影響的研究報(bào)道還十分有限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高抗折硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料，該硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料各個(gè)齡期具有優(yōu)異的力學(xué)性能，其28天齡期的抗折強(qiáng)度達(dá)到了22～23MPa，比相同水灰比的普通硅酸鹽水泥P.O425的抗折強(qiáng)度高出238％，而且所制備的標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件的相應(yīng)軟化系數(shù)達(dá)到了0.85左右，這表明本發(fā)明高抗折硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料具有較高的耐水性，可完全適用于受水浸泡或處于潮濕環(huán)境的重要結(jié)構(gòu)中。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種高抗折硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料，該膠凝材料由輕燒氧化鎂粉、七水硫酸鎂以及摻加的檸檬酸和硅灰組成，按重量份數(shù)計(jì)，該膠凝材料的組成為：輕燒氧化鎂粉334～352份、七水硫酸鎂146～154份、檸檬酸1.48～2.23份和硅灰19～37份。

本發(fā)明硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料，在輕燒氧化鎂粉和七水硫酸鎂中摻加有特定含量的檸檬酸和硅灰，檸檬酸起改性作用，硅灰起提高抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度作用，賦予本發(fā)明硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料優(yōu)異的力學(xué)性能。實(shí)驗(yàn)檢測(cè)表明，硅灰的加入并沒有生成新的物相，也沒有促進(jìn)某一物相的增多，而是提高了本發(fā)明檸檬酸改性硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料微細(xì)觀結(jié)構(gòu)的致密性，從而使其抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度大幅提高，并且使所制備的材料的耐水性得到了一定程度的提高。本發(fā)明硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料各個(gè)齡期具有優(yōu)異的力學(xué)性能，其28天齡期的抗折強(qiáng)度達(dá)到了22～23MPa，比相同水灰比的普通硅酸鹽水泥P.O425的抗折強(qiáng)度高出238％，而且所制備的標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件的相應(yīng)軟化系數(shù)達(dá)到了0.85左右，這表明本發(fā)明高抗折硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料具有較高的耐水性，可完全適用于受水浸泡或處于潮濕環(huán)境的重要結(jié)構(gòu)中。

作為優(yōu)選，所述的輕燒氧化鎂粉與所述的七水硫酸鎂的摩爾比為14:1。輕燒氧化鎂粉與七水硫酸鎂的摩爾比特定的摩爾比，可保證本發(fā)明硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料優(yōu)異力學(xué)性能的實(shí)現(xiàn)。

作為優(yōu)選，所述的硅灰的摻加量為所述的輕燒氧化鎂粉的重量的5.2～11.5wt％，所述的檸檬酸的摻雜量為所述的輕燒氧化鎂粉和所述的硅灰的總重量的0.4～0.6wt％。硅灰和檸檬酸的摻加量直接影響了檸檬酸改性硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料的力學(xué)性能和耐水性，上述摻加量是優(yōu)選的摻加量。

作為優(yōu)選，按重量份數(shù)計(jì)，該膠凝材料的組成為：輕燒氧化鎂粉352份、七水硫酸鎂154份、檸檬酸1.9份和硅灰19份。

作為優(yōu)選，按重量份數(shù)計(jì)，該膠凝材料的組成為：輕燒氧化鎂粉334份、七水硫酸鎂146份、檸檬酸1.9份和硅灰37份。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明涉及一種檸檬酸改性硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料，該硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料，在輕燒氧化鎂粉和七水硫酸鎂中摻加有特定含量的檸檬酸和硅灰，檸檬酸起改性作用，硅灰起提高抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度作用。微觀物相分析表明，硅灰的加入并沒有生成新的物相，也沒有促進(jìn)某一物相的增多，而是提高了本發(fā)明檸檬酸改性硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料微細(xì)觀結(jié)構(gòu)的致密性，從而使其抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度大幅提高，并且使所制備的材料的耐水性得到了一定程度的提高。本發(fā)明硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料各個(gè)齡期具有優(yōu)異的力學(xué)性能，其28天齡期的抗折強(qiáng)度達(dá)到了22～23MPa，比相同水灰比的普通硅酸鹽水泥P.O425的抗折強(qiáng)度高出238％，而且所制備的標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件的相應(yīng)軟化系數(shù)達(dá)到了0.85左右，這表明本發(fā)明高抗折硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料具有較高的耐水性，可完全適用于受水浸泡或處于潮濕環(huán)境的重要結(jié)構(gòu)中。

附圖說明

圖1為所用輕燒氧化鎂粉的XRD物相圖譜；

圖2為所用輕燒氧化鎂粉的顆粒級(jí)配分布圖；

圖3為在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，僅摻加檸檬酸改性的硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料(無硅灰摻加)膠砂和普通硅酸鹽水泥試件在3d、7d及28d的抗壓強(qiáng)度對(duì)比結(jié)果；

圖4為在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，僅摻加檸檬酸改性的硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料(無硅灰摻加)膠砂和普通硅酸鹽水泥試件在3d、7d及28d的抗折強(qiáng)度對(duì)比結(jié)果；

圖5為不同摻加量硅灰對(duì)檸檬酸改性硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料抗折強(qiáng)度的影響結(jié)果；

圖6為不同摻加量硅灰對(duì)檸檬酸改性硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料抗壓強(qiáng)度的影響結(jié)果；

圖7為不同摻加量硅灰對(duì)檸檬酸改性硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料耐水性的影響結(jié)果；

圖8為無硅灰摻加的檸檬酸改性膠凝材料的標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下和浸水條件下的XRD物相分析圖；

圖9為無硅灰摻加的檸檬酸改性膠凝材料的標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下的熱重分析圖；

圖10為無硅灰摻加的檸檬酸改性膠凝材料的標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件在14天齡期時(shí)取出后浸水至60天時(shí)的熱重分析圖；

圖11為實(shí)施例2的標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件與無硅灰摻加的檸檬酸改性膠凝材料的標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下的XRD物相分析圖；

圖12為實(shí)施例2的標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)60天時(shí)的熱重分析圖；

圖13為實(shí)施例2的標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件與無硅灰摻加的檸檬酸改性膠凝材料的標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件浸水至60天時(shí)的XRD物相分析圖；

圖14為實(shí)施例2的標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件浸水至60天時(shí)的熱重分析圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

實(shí)施例1的高抗折硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料，按重量份數(shù)計(jì)，該膠凝材料的組成為：輕燒氧化鎂粉352份、七水硫酸鎂154份、檸檬酸1.9份和硅灰19份。

實(shí)施例2的高抗折硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料，按重量份數(shù)計(jì)，該膠凝材料的組成為：輕燒氧化鎂粉334份、七水硫酸鎂146份、檸檬酸1.9份和硅灰37份。

依據(jù)國(guó)標(biāo)GB175-2007《通用硅酸鹽水泥》和GB17671-1999《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法》，將水泥、標(biāo)準(zhǔn)砂和水按照規(guī)定比例(1:3:0.5)配制成膠砂，并制成40mm×40mm×160mm的試件，脫模后在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù)到一定齡期(3d和28d)后測(cè)定其抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度?？箟簭?qiáng)度和抗折強(qiáng)度的測(cè)定以普通硅酸鹽水泥作對(duì)比。由于MgSO₄·7H₂O中含有水，所以需要根據(jù)分子量比例調(diào)整輕燒氧化鎂粉、七水硫酸鎂和水的質(zhì)量以達(dá)到與普通硅酸鹽水泥相同的膠砂配比相同。相同水灰比的普通硅酸鹽水泥與實(shí)施例1和實(shí)施例2的硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料的膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)基準(zhǔn)配比見表1。

表1硅酸鹽水泥和硫氧鎂水泥的基準(zhǔn)配比(單位：g)

以上原料均選用工業(yè)級(jí)原料：選用寧波海螺普通硅酸鹽水泥P.O42.5，硅灰(SF)比表面積為20870m²/kg，七水硫酸鎂天津產(chǎn)工業(yè)級(jí)晶體，營(yíng)口產(chǎn)輕燒氧化鎂粉。其中七水硫酸鎂和輕燒氧化鎂粉化學(xué)組成分別如表2和表3所示，從表2和表3可以看出，七水硫酸鎂中硫酸鎂的質(zhì)量含量為48％，輕燒氧化鎂粉中氧化鎂質(zhì)量含量為83％。

表2七水硫酸鎂的化學(xué)組成

表3輕燒氧化鎂粉的化學(xué)組成

圖1為所用輕燒氧化鎂粉的XRD物相圖譜，圖2為所用輕燒氧化鎂粉的顆粒級(jí)配分布圖。結(jié)果顯示，所用輕燒氧化鎂粉顆粒中含有部分三氧化鋁及氧化鈣等氧化物，而且輕燒氧化鎂粉的顆粒體積平均粒徑54.65μm。

以下通過實(shí)驗(yàn)分析本發(fā)明硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料的力學(xué)性能，研究硅灰摻加量對(duì)本發(fā)明硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料性能的影響，并闡釋硅灰對(duì)檸檬酸改性硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料性能的影響機(jī)理。實(shí)驗(yàn)及分析過程和結(jié)構(gòu)如下：

1、本發(fā)明硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料與普通硅酸鹽水泥材料力學(xué)性能的對(duì)比分析

為了分析對(duì)比僅摻加檸檬酸改性的硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料(無硅灰摻加)膠砂與普通硅酸鹽水泥力學(xué)性能，分別制作成型了同水灰比標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件，其中圖3和圖4分別為在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下兩種膠凝材料試件在3d、7d及28d的抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度結(jié)果。從圖3和圖4可以看出，相較于同水灰比的普通硅酸鹽水泥P.O42.5，檸檬酸改性后的硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料在各個(gè)齡期時(shí)的抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度都有明顯的提高，而且隨著齡期的增長(zhǎng)，強(qiáng)度差值越大。從圖4也可以看出，硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料在7d和28d齡期時(shí)抗折強(qiáng)度較高，已經(jīng)分別達(dá)到了8.7MPa和9.1Mpa，可見，在無硅灰摻加情況下，檸檬酸改性硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料的抗折強(qiáng)度要高于普通硅酸鹽水泥的抗折強(qiáng)度。

2、硅灰摻加量對(duì)硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料性能的影響

不同摻加量硅灰對(duì)檸檬酸改性硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料力學(xué)性能的影響結(jié)果見圖5和圖6，其中圖5為不同摻加量硅灰對(duì)檸檬酸改性硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料抗折強(qiáng)度的影響結(jié)果，圖6為不同摻加量硅灰對(duì)檸檬酸改性硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料抗壓強(qiáng)度的影響結(jié)果。從圖5和圖6可以看出不同摻加量硅灰明顯提高了檸檬酸改性硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料的抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度，并且硅灰摻加量在5％～10％(此處的硅灰摻加量以輕燒氧化鎂粉和硅灰的總重量為基準(zhǔn)，5％～10％指的是硅灰在輕燒氧化鎂粉和硅灰構(gòu)成的粉體中的重量百分比，此處的硅灰摻加量范圍換算后，即為硅灰的摻加量占輕燒氧化鎂粉的重量的5.2～11.5wt％的范圍)范圍時(shí)的檸檬酸改性硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料力學(xué)性能最優(yōu)，其中28天最高抗折強(qiáng)度達(dá)到了23MPa，最高抗壓強(qiáng)度達(dá)到了83MPa。值得說明的是硅灰摻加量在5％～10％范圍時(shí)所達(dá)到的最高抗折強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過了現(xiàn)行水泥膠砂抗折試驗(yàn)機(jī)的最大量程11.7MPa，本發(fā)明硅灰摻加量在5％～10％的檸檬酸改性硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料的抗折強(qiáng)度均是在100噸萬能試驗(yàn)機(jī)上，采用三點(diǎn)彎曲抗折夾具進(jìn)行測(cè)量而得到。

為了測(cè)定本發(fā)明檸檬酸改性硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料的耐水性，在14天齡期時(shí)取不同摻加量硅灰的檸檬酸改性硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料試件，放置于相同溫度條件的室內(nèi)水池中進(jìn)行浸泡，至28天齡期時(shí)測(cè)定其浸水抗壓強(qiáng)度，并將其與相應(yīng)室溫狀態(tài)下未浸水試件28天試件抗壓強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)比，從而計(jì)算出表征其耐水性的軟化系數(shù)。不同摻加量硅灰對(duì)檸檬酸改性硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料耐水性的影響見圖7。從圖7可以看出檸檬酸改性硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料的軟化系數(shù)隨著硅灰摻加量的增加呈現(xiàn)出先增加后降低的變化趨勢(shì)，其中硅灰摻加量為5％～10％時(shí)其軟化系數(shù)最大，均達(dá)到了0.85左右。但一般而言，受水浸泡或處于潮濕環(huán)境的重要結(jié)構(gòu)材料，均要求其軟化系數(shù)不低于0.85。因此本發(fā)明硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料具有良好的耐水性。

3、硅灰對(duì)檸檬酸改性硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料性能的影響機(jī)理

為了明確硅灰對(duì)檸檬酸改性硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料硬化體系性能的影響機(jī)理，對(duì)養(yǎng)護(hù)至水化后期60天時(shí)的無硅灰摻加的檸檬酸改性膠凝材料的標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件進(jìn)行了XRD物相分析和熱重分析。首先分析檸檬酸改性硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料標(biāo)養(yǎng)和浸水條件下的物相特征，其中圖8是無硅灰摻加的檸檬酸改性膠凝材料的標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下和浸水條件下的XRD物相分析圖。從圖8可以看出，浸水養(yǎng)護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件中水化產(chǎn)物堿式硫酸鎂X相明顯低于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件，這是因?yàn)樵诮^程中有部分水化產(chǎn)物發(fā)生分解所致；而且浸水后的標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件中出現(xiàn)七水硫酸鎂和SiO₂的物相峰值出現(xiàn)。圖9是無硅灰摻加的檸檬酸改性膠凝材料的標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下的熱重分析圖。圖10是無硅灰摻加的檸檬酸改性膠凝材料的標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件在14天齡期時(shí)取出后浸水至60天時(shí)的熱重分析圖。從圖9和圖10中可以看出標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的試件在溫度為350～450℃和450～750℃區(qū)間質(zhì)量損失率要高于浸水試件的質(zhì)量損失率。而這兩個(gè)溫度區(qū)間是硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料中主要水化產(chǎn)物的分解溫度區(qū)間。這表明改性硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料中有些水化產(chǎn)物不穩(wěn)定，在浸水期間發(fā)生了分解，這與XRD物相分析結(jié)果是一致的。

圖11是實(shí)施例2的標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件與無硅灰摻加的檸檬酸改性膠凝材料的標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件(即對(duì)比組)在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下的XRD物相分析圖，從圖11中可以看出實(shí)施例2的標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件中，其主要水化產(chǎn)物種類基本一致，這說明硅灰的加入并沒有增加新品種的水化產(chǎn)物。從圖11還可以看出，實(shí)施例2的標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件中堿式硫酸鎂相X和氫氧化鎂相峰值均明顯降低，這說明摻加硅灰后的水化產(chǎn)物生成量有所降低，而試件抗折強(qiáng)度的提高與水化物品種及生成量關(guān)系不大。圖12是實(shí)施例2的標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)60天時(shí)的熱重分析圖。對(duì)比圖12和圖9可以看出，實(shí)施例2的標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件和無硅灰摻加的檸檬酸改性膠凝材料的標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件在加熱分解到最后的重量損失值都是60％左右，不過圖12和圖9中的差熱曲線表明，實(shí)施例2的標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件在75～450℃溫度區(qū)間水化產(chǎn)物分解的吸熱峰值明顯高于無硅灰摻加的檸檬酸改性膠凝材料試件，這說明實(shí)施例2的標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件中雖然水化產(chǎn)物品種和數(shù)量與無硅灰摻加的檸檬酸改性膠凝材料標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件相差不大，但由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密性較高的原因，導(dǎo)致其產(chǎn)生分解需要吸收更多的熱量。

圖13是實(shí)施例2的標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件與無硅灰摻加的檸檬酸改性膠凝材料的標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件(即對(duì)比組)浸水至60天時(shí)的XRD物相分析圖，從圖13可以看出浸水之后的兩種標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件中水化產(chǎn)物種類及峰值強(qiáng)度高低均十分相近，這在此證明硅灰加入后沒有新物相生成。圖14是實(shí)施例2的標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件浸水至60天時(shí)的熱重分析圖。對(duì)比圖14和圖10可以看出，實(shí)施例2的標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件最后失重率要高于無硅灰摻加的檸檬酸改性膠凝材料的標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件，這說明浸水過程中，摻加硅灰后的標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件在水中不穩(wěn)定水花產(chǎn)物的數(shù)量要低于無硅灰摻加的檸檬酸改性膠凝材料試件。

綜上可見，以輕燒氧化鎂粉的重量為基準(zhǔn)，硅灰的適宜的摻加量為5.2～11.5wt％，其中硅灰摻加量為5.2wt％時(shí)，3天齡期試件抗折強(qiáng)度達(dá)到最大值11.2MPa，而且在硅灰摻加量為5.2～11.5wt％時(shí)28天齡期試件抗折強(qiáng)度分別達(dá)到最大值23MPa，比相同水灰比普通硅酸鹽水泥的抗折強(qiáng)度高出238％，而且所制備標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件的相應(yīng)軟化系數(shù)達(dá)到了0.85左右。此外，微觀物相分析表明，硅灰的加入并沒有生成新的物相，也沒有促進(jìn)某一物相的增多，而是提高了本發(fā)明檸檬酸改性硫氧鎂基無機(jī)復(fù)合膠凝材料微細(xì)觀結(jié)構(gòu)的致密性，從而使其抗折強(qiáng)度大大提高，并且使所制備的材料的耐水性得到了一定程度的提高。