氯氧鎂水泥水化及其水化產物穩(wěn)定性的熱力學模擬.pdf

1、氯氧鎂水泥（（MagnesiumOxychlorideCement,簡稱MOC））的性能主要取決于水化產物的組成。而影響其最終水化產物組成的因素主要有摩爾比、溫度、原材料的活性等。目前針對這些因素對MOC力學性能、產物組成以及耐水性影響的研究僅停留在試驗階段，深入的理論研究有待進行。此外，MOC耐水性差是制約其在建筑領域大規(guī)模推廣應用的根本原因。Xia等人的研究表明:MOC主要水化產物Mg2(OH)3Cl·4H2O（3相）和Mg3(OH

2、)5Cl·4H2O（5相）在水中分解生Mg(OH)2是造成MOC耐水性差的根本原因。因此，找出MOC水化產物能夠在水溶液中穩(wěn)定存在的物理化學條件是改善MOC的耐水性擴大其應用范圍的根本途徑。遺憾的是，此方面的基礎研究以及內在機理的研究是缺失的。因此本論文計劃利用熱力學基本原理對上述問題展開深入研究。
　　首先，搜集整理低于100℃范圍內的所有與MOC體系有關的熱力學數據如Gibbs自由能、標準生成焓、熱容等，并對相關數據進行評估，

3、然后結合Pizter半經驗溶液模型，初步建立與MOC體系有關的數據庫。然后，借助開源熱力學模擬軟件PHREEQC對數據庫進行驗證，最終建立一個0-100℃范圍內，0.1MPa下適用于MOC體系的熱力學數據庫。
　　借助已經建立的MOC體系熱力學數據庫以及模擬軟件PHREEQC，計算了T=25℃，P=0.1MPa下，Mg2(OH)3Cl·4H2O和Mg3(OH)5Cl·4H2O的生成條件，并研究了摩爾比對MOC平衡水化產物組成的影響

4、，獲得平衡產物組成與初始配比的基本關系。對MOC水化產物Mg(OH)2，Mg2(OH)3Cl·4H2O和Mg3(OH)5Cl·4H2O的研究表明:在純水中Mg(OH)2最穩(wěn)定，其次為Mg2(OH)3Cl·4H2O，Mg3(OH)5Cl·4H2O最不穩(wěn)定。模擬得到兩相不動點，并得到Mg(OH)2，Mg2(OH)3Cl·4H2O和Mg3(OH)5Cl·4H2O在溶液中穩(wěn)定存在的條件。
　　為了考察溫度對MOC影響，研究了5-60℃范圍

5、內溫度對MOC平衡水化產物組成的影響，得到高、低溫下不同摩爾比生成的產物的組成。并計算了Mg(OH)2，Mg2(OH)3Cl·4H2O和Mg3(OH)5Cl·4H2O在溶液中穩(wěn)定條件隨溫度的變化?？傮w上，與低溫相比較，高溫使得體系的pH值降低，并且產物生成和穩(wěn)定存在所需的MgCl2溶液濃度降低。
　　以磷酸為例，借助XRD多晶粉末衍射及Rietveld物相定量分析方法、掃描電鏡觀察微觀形貌、水化熱以及孔溶液分析等試驗手段，結合熱力