3.4 镁质胶凝材料

1．原材料和生产

镁制胶凝材料是指以MgO为主要成分的无机气硬性胶凝材料，有时称为菱苦土。它是以MgCO3为主要成分的菱镁矿在800℃左右煅烧而得。其生产方式与石灰相似，反应式如下：

块状MgO经磨细后，即成为白色或浅黄色粉末状菱苦土，类似于磨细生石灰粉。密度3.1～3.4g/cm3，堆积密度800～900kg/m3。

此外，蛇纹石（3MgO·2SiO2·2H2O）、冶炼镁合金的溶渣（MgO含量＞25%）、白云石（MgCO3·CaCO3）等也可用来生产镁制胶凝材料，性质和用途与菱苦土相似。当采用白云石生产镁制胶凝材料时，温度不宜超过800℃，防止CaCO3分解，产品组成为MgO和CaO3的混合物。

2．镁制胶凝材料的凝结硬化

镁制胶凝材料与水拌合后的水化反应与石灰熟化相似。其特点是反应快（但比石灰熟化慢）、放出大量热。反应式如下：

MgO+H2O=Mg（OH）2+Q

其凝结硬化机理与石灰完全相似，特点相同，即：速度慢、体积收缩大，而且强度很低。因此，很少直接加水使用。

为了加速凝结硬化速度、提高制品强度，镁制胶凝材料使用时均加入适量固化剂。最常用的固化剂为氯化镁溶液，也可用硫酸镁（MgSO4·7H2O）、氯化铁（FeCl3）或硫酸亚铁（FeSO4·H2O）等盐类的溶液。氯化镁和氯化铁溶液较常用，氯化镁固化剂的反应式如下：

mMgO+nMgCl2·6H2 O—→mMgO·nMgCl2·9H2 O

反应生成的氧氯化镁（mMgO·nMgCl2·9H2O）结晶速度比氢氧化镁 [Mg（OH）2]快，因而加速了镁制胶凝材料的凝结硬化速度，而且其制品强度显著提高。

氯化镁溶液（密度为1.2g/cm3）的掺量一般为镁制胶凝材料的55%～60%。掺量太大则凝结速度过快，且收缩大、强度低。掺量过少，则硬化太慢、强度也低。此外，温度对凝结硬化很敏感，氯化镁掺量可作适当调整。

3．镁制胶凝材料的技术性质

（1）凝结时间。

根据《地面与楼面工程及验收规范》（GBJ 209）规定，菱苦土用密度为1.2g/cm3的氯化镁溶液调制成标准稠度净浆，初凝时间不得迟于6h。

（2）强度高。

用氯化镁溶液和菱苦土配置的制品，抗压强度可达40～60MPa。其中1d强度可达最高强度的60%～80%,7d左右可达最高强度。且硬化后的表观密度小（1000～1100kg/m3），属于轻质、早强、高强胶凝材料。

（3）黏结性好。

菱苦土与各种纤维材料的黏结性很好，且碱性比水泥弱，不会腐蚀纤维材料。因此常用木屑、玻璃纤维等制作复合板材、地坪等，以提高制品的抗拉、抗折和抗冲击性能。

（4）耐水性差，易泛霜。

镁制胶凝材料制品遇水或在潮湿环境中极易吸水变形，强度下降，且制品表面出现泛霜（俗称返卤）现象，影响正常使用。因此只能在干燥环境中使用。制品中掺入硫酸镁和硫酸亚铁固化剂可提高耐水性，但强度相对较低。改善耐水性的最佳途径是掺入磷酸盐或防水剂（成本较高），也可掺入矿渣、煤粉灰等活性混合材料。

此外，由于制品中氯离子含量高，因此对铁钉、钢筋的锈蚀作用很强。应尽量避免用铁钉等固定板材或与钢材等易锈材料直接接触。

4．镁制胶凝材料的应用

（1）菱苦土木屑地面。

以菱苦土、木屑、氯化钙及其他混合材料（滑石粉、砂、石屑粉煤灰、颜料等）等制作地坪，具有一定弹性，且防火、防爆、导热性小、表面光洁、不起灰。主要用于室内车间地坪。

（2）板材。

通常加入刨花、木丝、玻纤、聚酯纤维等，制作各种板材，如装饰板、防火板、隔墙板等。也可用来制作通风管道。加入发泡剂还可制作保温板。