普通硫酸镁水泥是菱镁水泥的一种,它是由活性MgO粉和一定浓度的MgS04溶液组成的一种MgO-MgSO4-H2O三元胶凝体系。在我国对于镁水泥的认识与研究已经有一段时间,普通硫酸镁水泥较普通水泥具有对高温不敏感、抗水性能较好、质量轻等优良性能,但同时也有强度较低,水化不完全等弊端,在某些领域限制了普通硫酸镁水泥的使用。本实验的主要目的是在提高普通硫酸镁水泥强度的前提下,探究其在受热过程中热量变化、质量变化以及受热后的物相变化、微观形貌变化以及后期强度变化规律,以期望开发其能在高温环境下的服役的可能性和耐高温强度。实验中,首先在普通硫酸镁水泥的基础上通过加入改性剂提高强度,研制出新型改性硫氧镁水泥。实验研究了改性剂的种类、加入量对普通硫酸镁水泥不同龄期强度的影响,确定了最佳加入量。其次,为了探究改性硫氧镁水泥力学、热学等性能的影响因素,实验还根据热力学数据对改性硫氧镁水泥的热分解反应进行了动力学计算,得出了其分级的反应活化能,佐证了改性硫氧镁水泥材料耐热防火的性能,明确了其受热后的分解反应过程,同时发现,改性硫氧镁水泥受热后的强度下降较快,400℃之前517相全部分解为无水碱式MgSO4,高于800℃分解为MgSO4和MgO,而在1000℃以上为MgSO4的分解,生成活性较高的MgO,并与水反应生成Mg(OH)2凝胶相,使材料失去强度,无法保证在长期条件下正常使用。为了提高改性硫氧镁水泥的耐热极限及高温强度,本文进行了复合改性剂及外掺料的研究,实验确定了5种煅烧温度及不同保温时间,将改性后的硫氧镁水泥分别以10℃/min加热到200℃、400℃、600℃、800℃、1000℃,分别保温2 h、4 h、6 h、8 h、12 h及24 h,通过扫描电镜分析(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、综合热分析(TG-DSC)等分析手段,分析了不同煅烧制度下的硫酸镁水泥的微观结构,矿物组成以及硫酸镁水泥中强度相5Mg(OH)2·MgSO4·7H2O即517相的量变化,实验结果表明,复合改性剂的加入有利于硫氧镁水泥中主晶相517相的生成,通过半定量分析法,计算生成的517相最多,峰强较高,说明517晶体发育完整;通过对硫氧镁水泥中引入复合外加剂、粉煤灰或硅灰,均可在一定程度上提高硫氧镁水泥受热后的强度,为硫氧镁水泥在高温领域的应用提供了理论基础。其中引入1.3%复合外加剂的试样500℃烧后强度最高,达到45.3 MPa,较净浆提高了 55.8%,引入20%硅灰的试样受热后呈现先收缩后膨胀的现象,500℃烧后强度达到38.5 MPa,较净浆强度提高了 3 5%。