摘 要

氧化镁膨胀剂可用于水泥使用，用于补偿水泥自身收缩，提高水泥的使用性能，所以氧化镁膨胀剂将会在水泥行业中发挥重要作用，前景广阔。

研究氧化镁有重要意义，对此提出了不同煅烧温度以及不同保温时间对氧化镁膨胀剂活性的影响。以菱镁矿为原料，选取800℃，900℃，1000℃，1100℃，1200℃、1300℃，1350℃，1400℃和1450℃共9个温度梯度，0.5h、1h和4h共3个时间梯度，煅烧制得到不同活性的氧化镁膨胀剂。通过柠檬酸法，水化法，氯离子检测法三种方法检测氧化镁膨胀剂的活性；并利用X射线衍射，扫描电镜，BET法三种技术手段，从微观角度解释膨胀剂活性变化的规律。

本实验表明在1000℃的煅烧条件下，菱镁矿已经分解完全。通过X射线衍射、扫描电镜和BET法对氧化镁膨胀剂的微观结构进行综合分析，研究煅烧温度和煅烧时间与氧化镁晶粒生长情况之间的关系。

关键词：氧化镁膨胀剂 煅烧制度 柠檬酸法 水化法 氯离子检测法

Abstract

Magnesium oxide expander can be used in cement to compensate the self-contraction of cement and improve the performance of cement. Therefore, magnesium oxide expanders will play an important role in the cement industry and have broad prospects.

This paper presents the effect of different calcination temperatures and holding times on the performance of MgO expansion agents. In this paper, magnesite was used as raw materials, calcined at different calcining temperatures 800℃, 900℃, 1000℃, 1100℃, 1200℃, 1300℃, 1350℃, 1400℃and 1450℃, and different holding time 0.5h, 1h and 4h. Different activity magnesium oxide expanders are obtained. The citric acid method, hydration method and chloride ion method were used to measure the activity value of magnesium oxide expansion agent. The crystal structure of magnesium oxide expansion agent was characterized by means of XRD, SEM, BET and other techniques. Expansion agent crystal size, morphology and distribution.

Experiments show that magnesite has been completely decomposed at a calcination temperature of 1000℃. The microstructure of the magnesium oxide expansion agent was comprehensively analyzed by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and BET. The relationship between calcination temperature and calcination time and growth of magnesium oxide crystals was investigated.

Key Words: MgO expansion agent；Calcining system；Citric Acid Coloration Reactivity Test；Hydration Conversion Method；Chloride ion detection

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2性质与膨胀机理 1

1.2.1氧化镁膨胀剂的性质 1

1.2.2膨胀机理 1

1.3氧化镁膨胀剂的应用优势 2

1.4影响氧化镁膨胀剂性能的因素 2

1.5煅烧制度对氧化镁膨胀剂性能的影响 3

1.6研究内容 3

第二章 实验 4

2.1 实验原料的制备 4

2.1.1 原料 4

2.1.2氧化镁膨胀剂的制备过程 4

2.2实验仪器及设备 5

2.3实验方法 5

2.3.1柠檬酸法 5

2.3.2水化法 6

2.3.3氯离子检测法 6

2.4表征测定 7

2.4.1氧化镁膨胀剂XRD的测定 7

2.4.2氧化镁膨胀剂SEM的测定 7

2.4.3氧化镁膨胀剂比表面积的测定（BET法） 7

第三章 实验结果与分析 9

3.1氧化镁膨胀剂外观分析 9

3.2 氧化镁膨胀剂XRD的测定 10

3.3氧化镁膨胀剂SEM的测定 11

3.4氧化镁的比表面积测定 13

3.5柠檬酸法 14

3.6水化法 17

3.7氯离子检测法 19

第四章 结论与展望 21

4.1结论 21

4.2展望 21

参考文献 23

致谢 25

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

大体积混凝土建筑物的开裂现象是世界范围内普遍存在的问题，大体积混凝土的裂缝和防治是工程界高度关注的课题^[1]，大体积混凝土建筑物开裂一般由体积变化不均造成。十七世纪末^[2]，欧洲有许多大型水泥建筑物在建成一段时间后发生开裂破坏破坏，原因是使用了高氧化镁含量的水泥。此后，研究人员对水泥中氧化镁成分进行了不断的研究，并提出相应的标准来限制水泥中氧化镁的含量。而实际上，如果能够控制氧化镁含量并控制其膨胀，就可以利用氧化镁的膨胀特性来补偿水泥基体的收缩^[3]。

1970年之后^[2]，我国专家就开始了膨胀剂应用技术的研究。利用水泥中膨胀成分的膨胀效应，补偿大型基础混凝土的温降收缩。为人为控制膨胀水泥的膨胀效果^[4]，研究者们开始了外掺氧化镁膨胀剂技术。煅烧含镁矿物来制备活性适宜的氧化镁也成为了重要课题。

相较于传统的膨胀剂相比，氧化镁膨胀剂有着更多的优点，拥有着更广阔的市场与前景。

1.2性质与膨胀机理

1.2.1氧化镁膨胀剂的性质

不同煅烧温度与保温时间制备的氧化镁膨胀剂的差异具体表现如下：

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