變廢為寶的鋪路石——氯氧鎂水泥

路面實驗工程

水泥，是建築工程中最為常見的材料之一。它有很多種形式，如鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、鐵鋁酸鹽水泥等硅酸鹽水泥。今天我們介紹一種氣硬性水泥，叫氯氧鎂水泥（MOC）。

氯氧鎂水泥是氯化鎂（MgCl2）溶液拌合輕燒氧化鎂（MgO）形成的氣硬性膠凝材料，MOC中互相交聯針棒狀晶體5相（5Mg（OH）2?MgCl2?8H2O）和3相（3Mg（OH）2?MgCl2?8H2O）的存在，賦予其很高的機械性能。不僅如此，它還集輕質、防火、早強、抗凍性、耐鹽鹼腐蝕等眾多優點於一身。

科研人員發現，鹽湖MgCl2無需精加工就可以直接用於氯氧鎂水泥。我們知道，在鹽湖地區提鉀的過程中，每年副產約6000萬噸的MgCl2，但年利用率不足100萬噸。所以，利用鹽湖MgCl2來製作MOC無疑是鹽湖資源充分利用的一個非常好的應用方向。

鹽湖MgCl

2的加工及部分製品

不過，氯氧鎂水泥雖然機械性能很優異，在實際工程應用中，由於眾多因素的影響（MgO活性含量、MgCl2滷水濃度、砂率、和易性、環境條件等），使得MOC混凝土的工作性難以達到既定的設計目標。尤其MOC在室外的大規模應用較少，根本原因是受5相和3相在水環境下易被水解導致其耐水性差的影響。

近期，中科院青海鹽湖研究所鹽湖資源化學實驗室肖學英研究團隊開展了以MOC為基料的砂漿和混凝土在不同條件下的抗腐蝕性能研究，並對MOC混凝土在高寒、高鹽漬地區的應用做了相應研究。

團隊通過對MOC砂漿及MOC混凝土的浸泡實驗和MOC混凝土在鹽漬地區的應用示範研究發現，氯氧鎂水泥及其混凝土在高寒及鹽漬地區表現出良好的性能：實驗室浸泡實驗發現，MOC砂漿及混凝土經過老鹵和原鹵浸泡後表現出較好的抗鹽滷腐蝕性；從工程應用試驗發現，MOC混凝土在高寒、高鹽漬地區能夠滿足工程施工的強度要求，並能維持穩定的機械強度。

圖3 氯氧鎂水泥和硅酸鹽水泥路面在鹽漬地區服役情況（2年齡期，紅色箭頭為腐蝕開裂，藍色箭頭為腐蝕脫落）

圖4 在高寒條件下氯氧鎂水泥融雪效果優異，抗凍性能優良（紅色剪頭-氯氧鎂水泥表面積雪消融，藍色箭頭-硅酸鹽表面積雪無變化）

因此，以MOC為膠凝相的混凝土可「直接」消耗「富存」的氯化鎂，廣泛應用到建築和交通領域。

尤其在鹽湖地區，日溫差大、年平均溫度低、土地含鹽量高，導致普通硅酸鹽水泥混凝土道路耐久性差，嚴重影響其使用壽命，應用MOC混凝土於路面工程，不僅可以凸顯其抗鹽滷、抗凍等性能優勢，同時也為解決氯化鎂的大宗利用問題提供一條「變廢為寶」的有效途徑，而且「因地制宜」地為鹽湖地區道路設施建設提供了一種優良的工程材料。

應用到道路交通的MOC混凝土

所以，MOC混凝土在西部高寒、高鹽漬地區有很大的發展前景和潛力，不僅推動了鹽湖鎂資源的可持續開發利用，而且為高寒、高鹽漬地區建築材料的應用拓寬了思路。

來源：中國科學院青海鹽湖研究所

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！