g2+离子浓度，从而使得水化物5Mg (OH) 2 · MgCl2 · 8H20相可以在 Mg2+离子浓度很低的氯氧镁水泥净浆中形成，即提高了 5Mg (OH) 2 · MgCl2 · 8H20相在水中的 稳定性。
[0047] (2)氯氧镁水泥的粉煤灰改性效果测试
[0048] 分别选取10 %、20 %、30 %掺量的粉煤灰对氯氧镁水泥进行改性，不同掺量粉煤灰 的改性效果如图3和4所示。
[0049] 如图3所示，随着粉煤灰掺量的增加，氯氧镁水泥的耐水性不断提高，当掺量为 30 %时，软化系数最高，达0. 71，但泡水7天后的强度为50. 6MPa，不如掺量20 %时的泡水 强度高。随着粉煤灰掺量的增加，氯氧镁水泥的3天和7天的抗压强度不断下降，当掺量为 30%时，7天的抗压强度为71. 2MPa，较空白样品下降了 14.6%。强度降低主要是氯氧镁水 泥中单位体积内的轻烧镁粉的减少，导致了强度产生源5Mg (OH)2 · MgCl2 · 8H20相晶体数量 的相对减少造成的。但是，粉煤灰掺量增加造成的强度降幅远小于H3PO4，考虑到泡水后强 度的实际改性效果，本发明认为掺量为20%的粉煤灰是改性的最佳掺量。
[0050] 如图4所示，氯氧镁水泥中生成了密密麻麻的5Mg (OH) 2 · MgCl2 · 8H20相针柱状晶 体，晶体相互之间纵横交错，使水泥迅速产生强度，但由于5Mg (OH)2 · MgCl2 · SH2O相晶体早 期生长迅速，难免会带来较多的孔隙和微裂纹。从图4(a)至图4(c)看出，由于粉煤灰掺 量的不断增加，带来了大量的活性铝硅玻璃体，其表面积较大，因此部分颗粒会吸附溶液中 Mg'OH和Cl参与反应形成大量固溶了 Al、Si元素的新凝胶相，这些新凝胶和颗粒一起填 充在氯氧镁水泥基体之中，使得氯氧镁水泥基体中的孔隙率大大降低，氯氧镁水泥中孔洞 和缝隙明显减少，结构致密度提高，结构优化，耐水性增强。但是，由于氯氧镁水泥的碱度偏 低，pH值波动在8~9. 5之间，接近中性，并不能充分激发粉煤灰的活性，因此参与反应的 只有部分活性SiOjP Al 203，生成的凝胶数量也较少，大部分粉煤灰还是以球形颗粒存在， 仅充当了微集料作用。
[0051] 综上所述，粉煤灰与氯氧镁水泥生成了新凝胶相，通过减少氯氧镁水泥基体的孔 隙，使得氯氧镁水泥结构变得致密，耐水性有所提高，抗压强度下降，但降幅不大。当粉煤 灰掺量为20 %时，综合改性效果较好，其软化系数为0. 67, 3天和7天的抗压强度分别达 72. 9MPa、77. 6MPa，泡水强度可达 52. OMPa。
[0052] (3)氯氧镁水泥的硬脂酸钙改性效果测试
[0053] 分别选取0. 5%、0. 8%、1%、1. 5%、2%掺量的硬脂酸钙对氯氧镁水泥进行改性， 不同掺量磷酸的改性效果如图5和6所不。
[0054] 如图5所示，氯氧镁水泥的耐水性能随着硬脂酸钙掺量的增加，先不断提高后逐 渐下降，当硬脂酸钙掺量为1%时，软化系数最大，达到0. 80,泡水强度为58. 2MPa，比空白 样品泡水强度42. 5MPa提高了 36. 9%。由于硬脂酸钙为疏水物质，当均匀分散到氯氧镁水 泥中时，可以对水分子产生良好的阻隔作用，减少氯氧镁水泥基体的吸水率，耐水性增强。 掺入硬脂酸钙的氯氧镁水泥的抗压强度均比空白样品低，呈现先升高后下降的趋势，当掺 量为1 %时，抗压强度最高，7天的抗压强度为72. 7MPa，仍较空白样品下降了 12. 8%，这可 能由于硬脂酸钙对氯氧镁水泥中的氧化镁颗粒形成包裹，产生疏水作用，阻碍了氧化镁的 水化反应，使得氧化镁水化不完全，导致5Mg (OH) 2 · MgCl2 · 8H20相晶体数量的减少，强度下 降。
[0055] 如图6所示，当硬脂酸钙掺量为0. 5 %时，氯氧镁水泥结构中 5Mg (OH) 2 · MgCl2 · 8H20相晶体数量较少，结构较为致密，但局部仍有少量的微小缝隙 (见图6 (a));当掺量为1 %时，5Mg (OH) 2 · MgCl2 · 8H20相晶体发育不完全，但所有的 5Mg(0H)2 ^MgCl2 ·8Η20相晶体都合为一体，孔洞等缺陷被硬脂酸钙所填补，看不到任何的孔 洞和缝隙，基体结构相当致密（见图6(b));当掺量增加至2%时，5Mg (OH)2 WgCl2 ·8Η20相 晶体也比较细小，相互之间成无规则平面状堆积，结构疏松，孔隙也较多（见图6 (c))。
[0056] 当适量硬脂酸钙加入到氯氧镁水泥中时，由于氯氧镁水泥的水化反应水化热很 大，反应剧烈，使得试块温度升高，此时硬脂酸钙会受氯氧镁水泥反应释放热的作用，熔化 成液态胶状物质，附着在水泥石表面，并填补了氯氧镁水泥中局部区域的微小缝隙和孔洞， 使得氯氧镁水泥基体变得更加密实，加上硬脂酸钙本身具有的疏水作用，隔绝了氯氧镁水 泥与水的接触，吸水率下降，耐水性提高。但掺量较少时，形成的胶状物质较少，不能完全填 充水泥石的孔隙；过多时，可能会造成硬脂酸钙局部分散不均，破坏了最佳的平衡状态，结 构恶化，强度及耐水性下降。
[0057] 综上所述，硬脂酸钙对氯氧镁水泥5Mg (OH) 2 WgCl2 ·8Η20相晶体生长有抑制作用， 造成晶体发育不完全，强度降低。但当掺量为1 %时，硬脂酸钙可以在水泥石中分散均匀，形 成胶状物堵塞基体缝隙和孔洞，使得基体结构致密，抗压强度较高，并具有疏水作用，吸水 率下降，耐水性提升。其软化系数可达0. 80, 3天和7天的抗压强度分别达64. 4、72. IMPa， 泡水强度达58. 2MPa，短期泡水改性效果好。
[0058] 2、测试H2PO^粉煤灰和硬脂酸钙的组合对氯氣镁水泥耐水件能的影响
[0059] 比较上述各种单一改性剂对氯氧镁水泥基体改性的结果不难发现，磷酸改性氯氧 镁水泥时虽使软化系数较高，但造成早期强度很低；粉煤灰改性氯氧镁水泥则使抗压强度 降幅不大，但耐水性能也提升有限；适量的硬脂酸钙通过物理作用使得氯氧镁水泥的短期 耐水性提高，但终究没能从根本上解决耐水性问题。鉴于以上各单一改性剂的作用效果考 虑，本发明选择磷酸与粉煤灰两者的复合改性作为基础，并添加硬脂酸钙对氯氧镁水泥进 行三元复合改性，以进一步提升其改性效果。复合改性配比及改性结果如表1、图7、图8、图 9所示。
[0060] 表1:复合改性剂对氯氧镁水泥耐水性能影响
[0061]
[0062] 注：各添加剂的掺量为与MgO粉的质量百分比
[0063] 如表1和图7所示，采用复合改性剂得到的改性氯氧镁水泥在抗压强度和软化系 数方面均高于单一改性剂。例如，泡水强度较磷酸和粉煤灰单一改性剂均有所增长，3天抗 压强度远高于掺量为1%的磷酸改性剂，7天抗压强度与20%粉煤灰为单一改性剂时更高。 因此，氯氧镁水泥在特定掺量的磷酸、粉煤灰、硬脂酸钙三者复合改性剂的作用下，3天及7 天抗压强度分别高达62. 3MPa、78. 98MPa，特别是复合改性剂使得软化系数高达0. 96,泡水 强度高达75. 7MPa，较空白样品的泡水强度提升了 78. 1%，由此改变了单一改性剂的弊端。
[0064] 如图8所示，编号1复合改性氯氧镁水泥试样结构中的晶体形貌更加复杂繁多， 受磷酸影响，5Mg(0H)2 · MgCl2 · 8H20相晶体的外轮廓已经变得模糊，变得相当圆滑，部分针 柱状晶体长而细，细丝状晶体将结构中众多晶体联接在一起，形成了复杂的空间网状结构； 粉煤灰仍以微集料和产生部分凝胶相填充氯氧镁水泥基体，提高了氯氧镁水泥基体的致密 度，耐水性提高，强度增强。
[0065] 如图9所示，可以看出，被磷酸、粉煤灰和硬脂酸钙的复合改性剂改性的水泥试样 中，生成了一种新的凝胶相，成分以Mg、Cl、Al、Si和0元素为主。新凝胶相的产生可能主 要归因于粉煤灰的加入反应，其含有的活性SiOjP Al 203与溶液中Mg 2+、OH和Cl等发生 反应生成。新凝胶的形成稳定的5Mg (OH)2 · MgCl2 · 8H20相晶体，使得各原料之间紧密地结 合，结构变得致密与牢固，进一步证实了粉煤灰对氯氧镁水泥的作用。
[0066]结论：
[0067] (1)磷酸单一改性使得氯氧镁水泥耐水性增强，但绝对强度较低，尤其是早期强 度，单一改性效果不够理想，而在磷酸的掺量选择上，掺量为1 %时，其综合改性效果较好。
[0068] (2)粉煤灰与氯氧镁水泥生成了新凝胶相，通过减少基体的孔隙，使得氯氧镁水泥 结构变得致密，耐水性有所提高，抗压强度下降，但降幅不大。当粉煤灰掺量为20%时，综合 改性效果较好。
[0069] (3)硬质酸钙对氯氧镁水泥5Mg (OH) 2 · MgCl2 · 8H20相晶体生长有抑制作用，造成 晶体发育不完全，强度降低。但当硬脂酸钙掺量为1%时，硬脂酸钙可以在水泥石中分散均 匀，形成胶状物堵塞基体缝隙和孔洞，使得基体结构致密，抗压强度较高，并具有疏水作用， 吸水率下降，耐水性提升。
[0070] (4)磷酸、粉煤灰与硬脂酸钙的复合对氯氧镁水泥改性效果有很大提升，使得水泥 的耐水性及早期强度均显著提高。其中根据本发明的【具体实施方式】，1%掺量的磷酸、20% 掺量的粉煤灰和1 %掺量的硬脂酸钙复合改性效果最显著，养护3天和7天后的早期强度分 别高达62. 3MPa和78. 9MPa，而软化系数高达0. 96,养护7天后再泡水7天的泡水强度高达 75. 7MPa〇
【附图说明】
[0071] 图1为