鎂水泥是用煅燒菱鎂礦石所得的輕燒粉或低溫煅燒白雲石所得的灰粉（主要成分為MgO）為膠結劑，以六水氯化鎂（MgCL2·6H2O）等水溶性鎂鹽為調和劑，再加入水，所形成的輕燒鎂粉和六水氯化鎂作為主要原料，因此，在一般情況下，鎂水泥就是指氯氧鎂水泥。
基本介紹
- 中文名：鎂水泥
- 原料：鎂礦石
概念,發展狀況,主要性能,優點和弊端,用途,
概念
(1)鎂水泥的不同名稱及規範化
鎂水泥是一種特殊品種水泥，因它是由法國人索瑞爾（Sorel）於1867年發明的，所以又稱氯氧鎂水泥。同時，它以氧化鎂為主要成分，人們習慣上又稱為鎂氧水泥。在許多企業，人們根據它以氧化鎂和氯化鎂兩種鎂化合物為主要原料的特點，又簡稱之為雙鎂水泥。平常，人們也習慣稱之為菱鎂膠凝材料，因為他的主要原料輕燒鎂粉是用菱鎂礦石煅燒而成的。後來，人們又用玻璃纖維來增強鎂水泥製得無機複合材料，將此稱為無機玻璃鋼，至此鎂水泥又有了新的稱呼即無機玻璃鋼。
鎂水泥的名稱如此眾多，叫法十分混亂，截至目前也沒有一個規範化的、法定的、統一的名稱，如果稱之為“氯氧鎂水泥”，那么有些不使用氯化鎂為調和劑的鎂質膠凝材料就無法包括在內。如果稱之為“菱鎂水泥”也有其局限性，因為鎂質膠凝材料也可以不試用菱鎂，而試用白雲石煅燒的灰粉。“菱鎂水泥”就無法包括白雲石灰粉水泥。但如果稱為“鎂水泥”，其概念就可以寬泛一些。這不但可以包括氯氧鎂，也可包括以氯化鎂之外的其他調和劑的鎂質膠凝材料;即可以包容煅燒菱鎂水泥，也可包容煅燒白雲石鎂質水泥。因此，將鎂質膠凝材料稱之為“鎂水泥”是比較合適的。筆者將這種鎂質膠凝材料統稱為鎂水泥，意在倡導規範其名稱。
(2)鎂水泥的概念
鎂水泥是用煅燒菱鎂礦石所得的輕燒粉或低溫煅燒白雲石所得的灰粉（主要成分為MgO）為膠結劑，以六水氯化鎂（MgCL2·6H2O）等水溶性鎂鹽為調和劑，再加入水，所形成的輕燒鎂粉和六水氯化鎂作為主要原料，因此，再一般情況下，鎂水泥就是指氯氧鎂水泥。
鎂水泥所形成的硬化體主要成分是5Mg（OH）2·MgCL2·8H2O和3Mg（OH）2·MgCL2·8H2O晶相所組成的氧化鎂-氯化鎂-水三元化合物結晶相復鹽，另外，還有一部分Mg（OH）2膠凝體。
鎂水泥可以在常溫常壓下較快地硬化，形成脆性比較大且硬度很高的人造石。利用它的這一硬化膠凝性，可將其加工成各種各樣的建築材料和裝飾材料，具有廣闊的套用前景。
鎂水泥因硬化體所形成的人造石類似於水泥，具有水泥一樣的膠凝特性，但它的性能共和常規水泥有著很大的差別，試用方法完全不同，二者不是用一個概念。
發展狀況
我國鎂水泥及其製品有近八十年的發展歷史，早在20世紀30年代就有在建築上使用鎂水泥製作水泥地面和外牆飾面的實踐，並辦過鎂水泥地板廠，但我國鎂水泥及其製品的發展道路是不平坦的、經歷了朦朧認識、初步了解和深化研究、步入規範發展幾個階段，大致情況如下：
1、鎂水泥的初始時期
對鎂水泥的認識和套用應該說始於東北三省，因為遼寧有豐富的菱鎂礦，而且從實踐中得知，氧化鎂與氯化鎂溶液混合固化後硬化快，不需潮濕養護，抗折和抗壓強度高，硬度大，耐磨性好，但產物的耐水性差，在下雨和潮濕天氣下製品表面潮濕，進而掛滿水珠，甚至出現水珠連成一片的流淌現象，產品易變形，對於反應機理根本不清楚，談不上對製品的相結構與相組成的認識，因而對產品的性能優劣的掌握存在盲目性和偶然性，更無改性劑的套用問題，因此可以說對鎂水泥的認識是朦朧的，這個時期持續了近30年，發展很緩慢。
2、全面深入研究、套用時期
在“七五”期間，由原國家科委組織了中科院青海鹽湖研究所、青海建材研究所、中科院上海矽酸鹽研究所、同濟大學、中科院北京地質研究所、北京鋼鐵學院、西北大學、中科院瀋陽金屬研究所等科研和大專院校，聯合攻關，歷經五年，耗資千萬元，對下達的“鎂水泥開發研究”及其相關的“75-37-04-01，鎂水泥的物化基礎和特徵研究”、“75-37-04-02，鎂水泥的製備工藝研究”、“75-37-04-03，鎂水泥製品及其套用研究”、“75-37-04-04，鎂水泥中試”進行聯合攻關，取得了巨大成就，如利用水氯鎂石生產出了鎂水泥用的活性氧化鎂，研究了鎂水泥體系的平衡與非平衡相圖，揭示了鎂水泥抗水性差的原因，初步摸清了鎂水泥硬化產物在使用過程中的變化規律，發現了518結晶相有多種存在形態，採用複合外加劑技術，把氣硬性鎂水泥變成了抗水性鎂水泥，指明了水硬性鎂水泥的研究方向等。
“七五”科技攻關所取得的成就使得我國鎂水泥的水平處於國際領先的地位，鎂水泥在建築上的套用條件已具備，利用鎂水泥可配製出鎂水泥普通混凝土、輕骨料混凝土、多孔混凝土，這些混凝土已用於生產鎂水泥鋼筋混凝土承重構件、玻璃纖維增強鎂水泥製品、鎂水泥裝飾材料和保溫材料等。
進入20世紀80年代以後，我國鎂水泥的門類和產品就比較多了。在建築建材行業有：防火板、防火裝飾板、建築模板、非承重隔牆板、活動房、建築裝飾構件及線條、門窗框、通風管道、排煙道及波形瓦等。在市政行業有：井蓋、垃圾桶等。在機械行業有：包裝箱、無機不燃型電纜槽等。在農業方面有：蔬菜大棚骨架、儲糧倉等。鎂水泥產品向門類多、功能廣的更新換代類產品發展。
3、步入規範健康的發展時期
進入21世紀，菱鎂行業又進入了一個新的發展熱潮期，但是行業的規模小，人才缺乏，技術工藝落後，產品質量缺乏嚴格保證體系；菱鎂市場秩序的治理及最佳化都沒有得到徹底的解決。特別是“七五”科技公關的成就沒有很好的深入讓企業消化吸收，原料輕燒氧化鎂的質量保證仍是該行業發展的瓶頸，以致在菱鎂熱潮中又出現了偽劣產品的上市，造成了一些不良影響。
為了促進行業健康發展，中國菱鎂行業協會對菱鎂產業結構進行了調整，對從事菱鎂行業的企業進行了整頓，實行行業準入制度，提高了行業的門檻，明確了質量管理和質量控制體系建立的重要意義。
為用科學發展觀指導菱鎂事業的發展，中國菱鎂協會狠抓人才培養，技術交流，每年必須召開一次年會，年會的中心議題就是專家學術報告和技術交流，技術答疑。與此同時，在行業內廣泛地宣傳貫徹菱鎂材料及製品的各項標準，經過數十年的努力，我國的建材、物質、冶金、機械、化工、消防、輕工等部門從不同領域要求頒布了一系列的標準。應該說國家的重視，行業務實的工作，使我國菱鎂事業步入了規範、健康的發展時期。
主要性能
（1）氣硬性 常見的膠凝材料以通用水泥代表，均是水硬性的，即在水中可以硬化。但鎂水泥卻與常規水泥完全不同，它是氣硬性的，在水中不硬化。這是鎂水泥與常規水泥相比一個比較突出的特點。
（2）多組分 鎂水泥是多組分的，單將輕燒鎂粉加水是不會硬化的。它的一個組分是輕燒鎂粉或白雲石灰粉，另一個組分是調和劑鎂鹽，其他組分包括水和改性劑。
（3）高放熱 鎂水泥在硬化時要釋放出很高的熱量。它的放熱量為1000~13500J/gMgO，最高反應體系的中心溫度可達140°C，在夏季可能會超過150°C。普通水泥的水化熱僅為300~400J/g水泥，鎂水泥是普通水泥水化熱的3~4倍。
（4）對鋼材的強度腐蝕性 鎂水泥大多以氯化鎂為調和劑，含有大量的氯離子，對鋼材具有極強的腐蝕性。
（5）高強度 鎂水泥可以輕易達到62.5MPa。一般的輕燒鎂粉膠凝材料的抗壓強度均可達到62.5MPa以上，大部分可達到90MPa以上。在輕燒鎂粉質量可以保證、鎂水泥配比合理、工藝科學的情況下，還可以達到140MPa左右。試驗表明，當輕燒鎂粉與無機集料之質量比為1：1時，其一天的抗壓強度可達34MPa、抗折強度9MPa。28天抗壓強度達142PMa，抗折強度達26MPa。
（6）高耐磨 他的耐磨性是普通矽酸鹽水泥的三倍。我們曾用鎂水泥和常規32.5級普通矽酸鹽水泥各制一塊地面磚，放在一起養護28天后進行耐磨試驗，普通矽酸鹽水泥地面磚的磨抗長度為34.7mm，而輕燒粉製成的地面磚磨抗長度只有12.1mm，相當於水泥地面磚的1/3，和國外的試驗相吻合。因此鎂水泥特別適合生產地面磚及其他高耐磨製品，尤其是磨料磨具如拋光磚磨塊等。
（7）耐高溫、低溫 在各種無機膠凝材料中，只有鎂水泥同時具備即耐高溫、又耐低溫的特性。
輕燒粉的主要成分MgO的耐火性是2800°C，據所有耐火常用氧化鎂之首。因此，鎂水泥建材製品一般均有耐高溫的特性，即使複合了玻璃纖維，也可耐火300°C以上。正是因為鎂水泥的這種耐火性，它被廣泛用於生產防火板。
鎂水泥不但耐高溫性能優異，耐低溫性能也非常優異。因為鎂水泥大多以氯化鎂為調和劑，而氯化鎂屬於抗凍劑氯鹽。因此，鎂水泥具有了自然的抗低溫性能，所以在低溫下鎂水泥產品也可照常生產，不需要外加防凍劑。在一般情況下，可耐-30°C的低溫。
（8）抗鹽滷腐蝕 鎂水泥由於是用鹽滷作調和劑的（大多為氯化鎂），也就是說它本身就是有鹽滷成分，所以它就不怕鹽滷腐蝕，而且遇鹽滷還會增加強度。這就使它可以克服普通水泥及混凝土製品的不足，用於高鹽滷地區。
（9）空氣穩定性和耐侯性 由於鎂水泥是氣硬性的，在終凝後只有在空氣種才能繼續凝結硬化，這就使它具有良好的空氣穩定性，空氣越乾燥，它就越穩定。
試驗表明，鎂水泥製品在乾燥空氣中，其抗壓和抗折度均隨齡期而增長，直至兩年齡期還在增長，十分穩定。也證明了，鎂水泥在乾燥空氣中的強度是持續增長的。
另外，由於鎂水泥具有抗高、低溫性能，在高溫氣候和嚴寒氣候中均具有穩定性，不會因氣候的變化而影響其穩定性。它的耐侯性也是十分優異的。
（10）低燒度低腐蝕性 鎂水泥的鹼度遠低於任何品種的常規水泥。經測試，它的漿體濾液pH值波動在8~9.5之間，是很低的接近於中性。因為鎂水泥的鹼度極低，只呈微鹼性，對玻璃纖維和木質纖維的腐蝕性是很小的。大家知道GRC製品以玻璃纖維增強，植纖製品以鋸末，刨花、棉稈、蔗渣、花生殼、稻殼、玉米心粉等木質纖維下腳料增強，而玻璃纖維和木質纖維都是不耐鹼的材料，極其怕鹼腐蝕，在高鹼腐蝕下它們都會失去強度，對膠凝材料失去增強作用。所以，常規水泥因高鹼就無法用玻纖及木質纖維增強。而鎂水泥卻以獨特的微鹼性優勢，在GRC領域和植纖製品領域大顯身手，這也是它能成為無機玻璃鋼的主要原因。
（11）輕質低密度 鎂水泥製品的密度一般只有普通矽酸鹽製品的70%，它的製品密度一般為1600~1800kg/立方米，而水泥製品的密度一般為2400~2500kg/立方米。因此它具有十分明顯的低密度性。
（12）快凝 鎂水泥具有自來的快凝性。一般在加入調和劑後，4~8h就可以達到脫模的強度。它的初凝為35~45min，終凝50~60min，相當於快硬水泥。快硬水泥的快凝是外加促凝材料形成的，生產工藝複雜，而鎂水泥是材料本身自然形成的快凝性。
（13）良好的抗滲性 鎂水泥在凝結硬化後，形成很高的密實度，毛細孔相對於常規水泥要少得多。因此，它在硬化後就具備良好的抗滲性，滲水係數很低，不摻用抗滲劑，它的硬化體也能達到S25以上的抗滲標號。正是因為它的這種良好抗滲性，才決定了它在波瓦等屋面材料領域有著廣闊的套用前景。
（14）製品高光澤 使用相同光亮度的磨具，用鎂水泥共和常規水泥材料各制一個產品，再進行二者的光澤度對比，就會發現，鎂水泥製品的光澤度比水泥製品要高的很多。
優點和弊端
（1）優點
1、代木節木 鎂水泥材料在包裝行業，在建材行業可製成輕質瓦代替石棉瓦、窯燒瓦、琉璃瓦，或製成建材構件代替某些矽酸鹽水泥製品等。
2、節能低耗 鎂水泥製品生產中不僅工藝簡便，而且元需窯爐、乾燥器等熱工設備，生產能耗可大大降低。
3、使用安全、無毒無味 鎂水泥不含對人有害的物質，製品生產過程中無毒無味無揮發性氣體，也無刺激性，使用十分安全。
4、固體廢棄物摻量大，利用率高 由於鎂水泥強度極高，在大量摻入固體廢棄物填充料後，它仍然能滿足強度的使用要求，因此，鎂水泥製品一般都摻入粉煤灰、鋸末、秸稈粉等，摻入量可達30%~60%。
5、套用領域多，製品範圍廣 目前鎂水泥製品已在包裝材料、建築材料、裝飾材料、交通設施、水產養殖用品、巷道支護製品、耐火製品、音響製品、磨料磨具、代木家具製品等近二十個領域獲得廣泛的套用，已經研製出的製品有100多個品種，新品種仍然在不斷出現。
6、可加工性好，使用方便 鎂水泥製品均有良好的可加工性，可鋸、可刨、可釘、可鑽、可雕刻、可貼上，非常適合廠內製作和現場加工安裝，使用十分方便。
7、可低溫成型，四季皆可生產 鎂水泥由於有良好的抗低溫下可照常生產，一般不受影響，這有利於延長生產期。
8、製品工藝簡單，易於生產 鎂水泥由於凝固快，對生產條件要求不嚴格，一般條件就能從事其製品加工，很多產品均不需要大型設備，手工半手工可從事生產，所以鎂水泥製品很容易上馬生產，門檻較低。
9、製品生產成本低、利潤高 鎂水泥由於強度極高，可摻用大量廢棄物，就使它的材料用量減少，總成本降低，生產成本低於普通矽酸鹽水泥。
（2）弊端
1、返鹵 返鹵就是在鎂水泥製品受潮或使用環境溫度較大時，製品表面出現水珠或黏性的潮漬，這些水珠和潮漬隨潮氣或濕度增大而增多，當水珠或潮漬積累較多時，就會從製品上淌下來，俗稱“淌潮”。返鹵乾燥後表面會泛起白霜-溶解的氧化鎂析出，當的多餘氯氧鎂水合物反應完全後返鹵現象不會再出現。
2、耐水性差 材料的耐水性是其與長期接觸或在水的作用下繼續保持其性能不變的能力。鎂水泥耐水性稍弱，其硬化體在水中浸泡14天以上可逐漸失去強度，強度損失率一個月以後可達40%~60%。
3、翹曲變形：高密度鎂水泥製品的翹曲變形表現最為明顯，一般不規則形狀的立體性製品，或厚度較大而幅度較小的平板製品，其變形較小或者不變形，而大幅面薄型平板製品最容易發生翹曲變形。一般中心部位拱起，邊部下翹。但是現在通過調整輔助料添加調整則完全能夠避免發生變形。
4、硬化體脹裂：硬化脹裂的主要技術表現為：凝結時間特別快，放熱量大，早期強度發展快，而後 期強度低，並伴有標準溫度裂縫形態，特別是遇水後脹裂為碎塊體，且硬化中心為粉狀，脹裂為碎塊體，且硬化中心成為粉狀，毫無強度。由此在其硬化階段控制溫度尤為重要。硬化成型結束後具有良好的耐候性，不再發生裂縫、膨脹等現象。
用途
1.用於生產建築材料 ：防火板（玻鎂板），輕體隔牆，菱鎂井蓋，菱鎂瓦，通風管道，活動房，大棚支架等。
2.用於生產裝飾材料：防火門，仿石裝飾品，藝術浮雕花盆，藝術噴泉，大型假山，仿古大型門獅，垃圾箱，文化石及文化磚，藝術欄桿，家用或大型組合糧倉等。
3.用於生產包裝材料：托盤，機電，儀表大型代木包裝箱，特別是機械設備包裝箱等。
4.用於生產交通設施：公路候車亭，警亭，馬路護欄座，橋樑護欄，路燈桿等。
5.用於生產工藝品：動物人物工藝品，花盆，壁掛，鏡框，骨灰盒，公園桌椅，羅馬柱，代木家俬，餵鳥器，板材，音箱製品，花園擺飾品系列等。
6.用於生產化工材料：脫硫，硫酸鎂，硒土等。
7.用於生產其他產品：磨具，沼氣罐，鞭炮固引劑等。
