氯氧鎂水泥低溫促凝劑作用原理

任何一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的速度都與溫度密切相關(guān)，菱鎂反應(yīng)也不例外。氣溫降低，菱鎂生產(chǎn)的周期隨之延長。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)告訴我們，生產(chǎn)溫度在10~15℃之間時(shí)，菱鎂制品正常脫模時(shí)間在48小時(shí)左右；5~10℃之間，正常脫模時(shí)間在72小時(shí)左右：5℃以下，氧化鎂與鹵水基本不發(fā)生反應(yīng)，料漿放置一個(gè)星期也不會(huì)凝固。

以往到了冬季，部分還在堅(jiān)持生產(chǎn)的廠家一般采用額外加熱的方法維持溫度，如生爐子、土暖氣、地?zé)峁?、火炕等，條件好的搞個(gè)陽光棚。這些辦法缺點(diǎn)較多：一者升溫有限，二者隨著能源產(chǎn)品價(jià)格上漲，成本不低。所以很多生產(chǎn)廠家迫切需要一種在低溫生產(chǎn)條件下，可以提高菱鎂制品早期強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)提前脫模的添加劑。

在這里，主要談?wù)劥倌齽┑陌l(fā)展及作用原理。首先談一下水泥早強(qiáng)劑的相關(guān)情況。水泥早強(qiáng)劑種類較多，技術(shù)也相對(duì)成熟。主要分為無機(jī)類、有機(jī)類、復(fù)合早強(qiáng)劑三種。無機(jī)類常用的有氯化鈉、硫酸鈉、無水石膏、氯化鐵、碳酸鹽、硝酸鹽等；有機(jī)類常用的有甲醇、三乙醇胺、尿素等；復(fù)合類早強(qiáng)劑主要由上述兩大類早強(qiáng)劑組合而成。不少客戶認(rèn)為菱鎂材料中加入水泥早強(qiáng)劑可以實(shí)現(xiàn)促凝，這種認(rèn)識(shí)是錯(cuò)誤的。因?yàn)槠胀ü杷猁}水泥與氯氧鎂水泥（菱鎂）的固化機(jī)理是不同的。關(guān)于硅酸鹽水泥的固化機(jī)理，大家可以參考相關(guān)資料，在此不再贅述。在這里主要講講菱鎂水泥的固化過程，主要由三個(gè)可逆反應(yīng)組成。

氧化鎂與鹵水混合后，首先進(jìn)行的是氧化鎂的水化反應(yīng)：

MgO H2O === Mg(OH)2 ① （可逆反應(yīng)，存在電離平衡）

然后生成的Mg(OH)2在鹵水中發(fā)生電離：

Mg(OH)2 === Mg 2OH ② (可逆反應(yīng)，存在電離平衡)

最后溶液中的Mg、Cl、OH、H2O共同反應(yīng)生成518晶相：

Mg Cl OH H2O === 5Mg(OH)2·MgCl2·8H2O ③ (可逆反應(yīng)，存在電離平衡)

由上述反應(yīng)過程可以看出，如果想提高518晶相（反應(yīng)③）的形成速率，可以采取如下兩種措施：

⑴ 加快氧化鎂的水化反應(yīng)，即從反應(yīng)①著手。MgO水化速率加快，Mg(OH)2增加，從而促進(jìn)反應(yīng)②Mg(OH)2電離的進(jìn)行，進(jìn)而提高反應(yīng)③的速率。

⑵直接從反應(yīng)③入手，即通過提高反應(yīng)體系中Mg或Cl濃度提高③的反應(yīng)速率。

第一種措施，加快氧化鎂的水化反應(yīng)，可以采取的辦法有額外熱源加熱（傳統(tǒng)做法）或加入發(fā)熱劑。最早我們的GX-0#低溫早強(qiáng)促凝劑就是一種發(fā)熱劑。作用原理為：0#加入料漿以后，迅速發(fā)熱，激發(fā)早期反應(yīng)的進(jìn)行。大家知道，菱鎂的固化過程是一個(gè)放熱過程。反應(yīng)一旦激發(fā)，不斷放出熱量，從而形成一個(gè)良性循環(huán)，使反應(yīng)不斷進(jìn)行直至結(jié)束。在這個(gè)意義上講，早期的0#可以說是菱鎂反應(yīng)的一個(gè)引子，一個(gè)導(dǎo)火索。

第二種措施，提高溶液中的Mg 或 Cl濃度，可以采取的辦法有提高鹵水的波美度從而提高反應(yīng)體系中Cl；加入MgSO4提高反應(yīng)體系中的Mg濃度。但是鹵水濃度過高，產(chǎn)品容易返鹵，MgSO等鎂鹽會(huì)引入大量雜質(zhì)離子。在這種情況下，我們另辟蹊徑，通過化學(xué)反應(yīng)提高體系中的Mg的供應(yīng)量。

最新的低溫促凝劑，主要成分是一種高效鰲合劑，可以與Mg發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)。通過加快Mg(OH)2的電離，加快MgO的水化，從而加快518晶相的形成。加入GX-0#促凝劑以后，整個(gè)反應(yīng)有四個(gè)過程組成：

氧化鎂與鹵水混合后，首先進(jìn)行氧化鎂的水化反應(yīng)：

MgO H2O ===Mg(OH)2 ① （可逆反應(yīng)，存在電離平衡）

然后生成的Mg(OH)2在鹵水中發(fā)生電離：

Mg(OH)2 === Mg 2OH ② (可逆反應(yīng)，存在電離平衡)

然后GX-0#促凝劑與溶液中的Mg發(fā)生絡(luò)合：

Mg GX-0 === Mg-GX-0 ③

最后溶液中的Mg-GX-0、Cl、OH、H2O共同反應(yīng)生成518晶相：

6Mg-GX-0 2Cl 10 OH 8H2O === 5Mg(OH)2·MgCl2·8H2O GX-0 ④

上述反應(yīng)過程可以看出，低溫促凝劑本身并不參與晶體的組成，只是參與了一個(gè)可以循環(huán)的絡(luò)合反應(yīng)，提高了溶液中Mg濃度，加快了反應(yīng)的進(jìn)程。同時(shí)由于加入促凝劑，早期晶相形成較好，所以產(chǎn)品的后期強(qiáng)度也有所提高（30%左右）。

氯氧鎂水泥低溫促凝劑及其生產(chǎn)工藝。氯氧鎂水泥制品在我國應(yīng)用較為廣泛，氯氧鎂水泥制品突出的優(yōu)點(diǎn)為容重小，強(qiáng)度高，耐磨性能好，由于氯氧鎂水泥在低溫下水化速率放慢，生產(chǎn)制品的時(shí)間延長，模具的周轉(zhuǎn)率降低，生產(chǎn)效率低。本發(fā)明的氯氧鎂水泥低溫促凝劑，其組成包括：Ca(OH)2，所述的氯氧鎂水泥低溫促凝劑中還包括硅粉或沸石粉、萘磺酸甲醛縮合物，其重量份數(shù)比為Ca(OH)2 1.2、硅粉0.08～0.12或沸石粉0.16～0.22、萘磺酸甲醛縮合物0.12～0.14。該產(chǎn)品用于氯氧鎂水泥制品中。

產(chǎn)品名稱：菱鎂低溫促凝劑

型號(hào)： GX-0#

特性說明：GX-0#菱鎂低溫促凝劑可加速低溫（0~15℃）生產(chǎn)環(huán)境下菱鎂水泥中5·1·8晶種的形成，有效縮短產(chǎn)品脫模時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。0℃~5℃之間，可適當(dāng)縮短脫模時(shí)間至16~20小時(shí)。

大家知道：任何一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的速度都與溫度密切相關(guān)，菱鎂反應(yīng)也不例外。氣溫降低，菱鎂生產(chǎn)的周期隨之延長。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)告訴我們，生產(chǎn)溫度在10~15℃之間時(shí)，菱鎂制品正常脫模時(shí)間在48小時(shí)左右；5~10℃之間，正常脫模時(shí)間在72小時(shí)左右：5℃以下，氧化鎂與鹵水基本不發(fā)生反應(yīng)，料漿放置一個(gè)星期也不會(huì)凝固。

以往到了冬季，部分還在堅(jiān)持生產(chǎn)的廠家一般采用額外加熱的方法維持溫度，如生爐子、土暖氣、地?zé)峁?、火炕等，條件好的搞個(gè)陽光棚。這些辦法缺點(diǎn)較多：一者升溫有限，二者隨著能源產(chǎn)品價(jià)格上漲，成本不低。所以很多生產(chǎn)廠家迫切需要一種在低溫生產(chǎn)條件下，可以提高菱鎂制品早期強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)提前脫模的添加劑。

在這里，主要談?wù)劥倌齽┑陌l(fā)展及作用原理。

首先談一下水泥早強(qiáng)劑的相關(guān)情況。水泥早強(qiáng)劑種類較多，技術(shù)也相對(duì)成熟。主要分為無機(jī)類、有機(jī)類、復(fù)合早強(qiáng)劑三種。無機(jī)類常用的有氯化鈉、硫酸鈉、無水石膏、氯化鐵、碳酸鹽、硝酸鹽等；有機(jī)類常用的有甲醇、三乙醇胺、尿素等；復(fù)合類早強(qiáng)劑主要由上述兩大類早強(qiáng)劑組合而成。

不少客戶認(rèn)為菱鎂材料中加入水泥早強(qiáng)劑可以實(shí)現(xiàn)促凝，這種認(rèn)識(shí)是錯(cuò)誤的。因?yàn)槠胀ü杷猁}水泥與氯氧鎂水泥（菱鎂）的固化機(jī)理是不同的。關(guān)于硅酸鹽水泥的固化機(jī)理，大家可以參考相關(guān)資料，在此不再贅述。在這里主要講講菱鎂水泥的固化過程，主要由三個(gè)可逆反應(yīng)組成。

氧化鎂與鹵水混合后，首先進(jìn)行的是氧化鎂的水化反應(yīng)：

MgO H2O === Mg(OH)2 ① （可逆反應(yīng)，存在電離平衡）

然后生成的Mg(OH)2在鹵水中發(fā)生電離：

Mg(OH)2 === Mg 2OH ② (可逆反應(yīng)，存在電離平衡)

最后溶液中的Mg、Cl、OH、H2O共同反應(yīng)生成518晶相：

Mg Cl OH H2O === 5Mg(OH)2·MgCl2·8H2O ③ (可逆反應(yīng)，存在電離平衡)

由上述反應(yīng)過程可以看出，如果想提高518晶相（反應(yīng)③）的形成速率，可以采取如下兩種措施：

⑴ 加快氧化鎂的水化反應(yīng)，即從反應(yīng)①著手。MgO水化速率加快，Mg(OH)2增加，從而促進(jìn)反應(yīng)②Mg(OH)2電離的進(jìn)行，進(jìn)而提高反應(yīng)③的速率。

⑵直接從反應(yīng)③入手，即通過提高反應(yīng)體系中Mg或Cl濃度提高③的反應(yīng)速率。

第一種措施，加快氧化鎂的水化反應(yīng)，可以采取的辦法有額外熱源加熱（傳統(tǒng)做法）或加入發(fā)熱劑。最早我們的GX-0#低溫早強(qiáng)促凝劑就是一種發(fā)熱劑。作用原理為：0#加入料漿以后，迅速發(fā)熱，激發(fā)早期反應(yīng)的進(jìn)行。大家知道，菱鎂的固化過程是一個(gè)放熱過程。反應(yīng)一旦激發(fā)，不斷放出熱量，從而形成一個(gè)良性循環(huán)，使反應(yīng)不斷進(jìn)行直至結(jié)束。在這個(gè)意義上講，早期的0#可以說是菱鎂反應(yīng)的一個(gè)引子，一個(gè)導(dǎo)火索。

第二種措施，提高溶液中的Mg 或 Cl濃度，可以采取的辦法有提高鹵水的波美度從而提高反應(yīng)體系中Cl；加入MgSO4提高反應(yīng)體系中的Mg濃度。但是鹵水濃度過高，產(chǎn)品容易返鹵，MgSO等鎂鹽會(huì)引入大量雜質(zhì)離子。在這種情況下，我們另辟蹊徑，通過化學(xué)反應(yīng)提高體系中的Mg的供應(yīng)量。

最新的GX-0#低溫促凝劑，主要成分是一種高效鰲合劑，可以與Mg發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)。通過加快Mg(OH)2的電離，加快MgO的水化，從而加快518晶相的形成。加入GX-0#促凝劑以后，整個(gè)反應(yīng)有四個(gè)過程組成：

氧化鎂與鹵水混合后，首先進(jìn)行氧化鎂的水化反應(yīng)：

MgO H2O ===Mg(OH)2 ① （可逆反應(yīng)，存在電離平衡）

然后生成的Mg(OH)2在鹵水中發(fā)生電離：

Mg(OH)2 === Mg 2OH ② (可逆反應(yīng)，存在電離平衡)

然后GX-0#促凝劑與溶液中的Mg發(fā)生絡(luò)合：

Mg GX-0 === Mg-GX-0 ③

最后溶液中的Mg-GX-0、Cl、OH、H2O共同反應(yīng)生成518晶相：

6Mg-GX-0 2Cl 10 OH 8H2O === 5Mg(OH)2·MgCl2·8H2O GX-0 ④

上述反應(yīng)過程可以看出，GX-0#低溫促凝劑本身并不參與晶體的組成，只是參與了一個(gè)可以循環(huán)的絡(luò)合反應(yīng)，提高了溶液中Mg濃度，加快了反應(yīng)的進(jìn)程。同時(shí)由于加入0#促凝劑，早期晶相形成較好，所以產(chǎn)品的后期強(qiáng)度也有所提高（30%左右）。

外觀：橘紅色液體；

密度：1.05~1.06g/cm3；

PH值：4~5；

GX-0#改性劑用量一般為氧化鎂重量的4~8‰，使用時(shí)直接加入到已陳化清澈的氯化鎂溶液中即可。由于GX-0#改性劑為弱酸性液體，所以不能與堿值質(zhì)共存。冬季生產(chǎn)結(jié)合無水氯化鎂、菱鎂抗鹵劑時(shí)使用效果更佳。2100433B