(l)氯氧鑊水泥的相變與游離氯鹽氯氧鎂水泥硬化后主要形成5Mg(OH)2?MgCI2?8H20(簡稱5?1?8相或5相)和3Mg(OH) 2.MgCI2.8H2O(簡稱3?1?8相或3相)的膠體微粒,最多的是5相,這兩相都不是很穩定,相對更穩定的是3相。研究表明,5相和3相在氯氧鎂水泥中并不能長期穩定存在,受大氣中C02和水蒸氣的作用,5相和3相會轉化生成新相2MgC03.Mg(OH) 2.MgCl2?6H2O(氯碳酸鎂鹽)。對使用較長時期的氧氧鎂水泥樣品的物相分析表明:2MgC03 ?Mg(OH) 2?MgCI2?6H20仍不是氯氧鎂水泥體系中的最終轉化產物,在(她和水蒸氣的作用下,2MgCO3.Mg(OH) 2.MgCI2?6H2O舍繼續炭化、溶解,并且在雨水的沖刷下,復鹽中的MgCl2:被沖走,最終變成MgC03.Mg(OH) 2?3H20和水菱鎂礦4MgC03.Mg(OH) 2 - 4H2O以及MgC03等。
從上面的分析可知,氧氧鎂水泥體系中存在的相變過程是十分復雜的,根據這種相變過程,可以把氯氧鎂水泥體系的齡期分為三個階段。第一階段:初期,主要有5相和3相,大致是氯氧鎂水泥從拌和到幾天或者十幾天時間。第二階段:中期,主要相有5相、3相和2MgC03.Mg(OH) 2.MgC12?6H20等,大致時間是幾天到十幾天之后。第三階段:后期,主要相有MgC03.Mg(OH) 2.3H2O、4MgC03.Mg( OH) 2?4H20、MgC03、5相、3相和2MgC03.Mg(OH)2 ?MgCI2?6H2O等,時間大致是在數年到數十年后。應該指出的是:這種階段劃分并不是嚴格意義上的,要分出三個階段的確切時間是不可能的,另外,相變過程的機制還不十分清楚,而且這種相變過程受環境的影響很大。
雖然氯氧鎂水泥的主要水化物5相和3相晶體并不吸潮,但它們在水中是不穩定的。在水的作用下會分解出MgCI2,這是氯氧鎂水泥耐水性差的根本原因。因而,當制品表面與水接觸或吸潮,表面上的水化物5相和3相就會分解出MgCl2成為游離可溶性氯鹽(MgCI2.xH20或MgOHCI.xH20)。這些游離氯鹽具有很大的水溶性和吸濕性,在潮濕環境下,制品表面的游離氯鹽吸收空氣中的水分潮解形成水溶液,以水珠狀吸附在制品表面上,內部游離氯鹽也會通過與表面連通的毛細孔隙吸收水分,并從內部向表面遷移。所以,在潮濕的環境中,制品表面的顏色會越變越深。當制品表面水分蒸發后,游離氯鹽結晶就在制品表面上形成白色斑點——返鹵現象。由此可以認定:氯氧鎂水泥制品吸潮的根本原因是水泥硬化體中存在游離氯鹽。
(2)氯離子的吸濕作用近幾年來.研究工作采取現在的分析手段證明,普通氯氧鎂水泥硬化體主要由纖維狀的5相和3相結晶結構網組成;因它含有活性大的氯離子,使結晶接觸點有較高的溶解度。在潮濕的條件下,由于氯離子的吸濕作用,使晶體的結構松弛而強度下降。當水泥硬化體浸入水中,氯離子很快溶于水中,使原來的5相和3相結晶結構網遭到破壞,5相和3相結構被Mg(OH) 2所代替,留下了許多大毛細孔,毛細孔的相互聯通,增加了入水通道,加速了5相和3相結構的分解。
(3)多孔性結構氯氧鎂水泥硬化體是一個多孔性的多晶體堆積結構。由于其凝結硬化較快,水化熱較大,水化物結晶過程的不均衡發展產生較大內應力,因而在硬化體內產生許多微裂縫。當硬化體浸水后,水沿著孔隙和裂縫進入體內,削弱水化物顆粒間的結合力,引起結晶接觸點的溶解;甚至引起裂縫擴展,使結構受到破壞。因而導致硬化體在水中的強度下降。
由于氯氧鎂水泥硬化體中的主要物相是親水性晶體,上述解釋無疑是其浸水后強度下降的原因之一,但不是主要原因。因為即使減少裂縫形成結構非常致密的水泥硬化體,在其吸水率很小時,其強度在水中仍大幅度下降。
(4)吸水性填料我國早在20世紀50年代就推行由木屑和氯氧鎂水泥組成的菱鎂混凝土材料代替木材,但未取得滿意的效果。其原因一方面因木屑是一種多孔、吸水性很大的顆粒或粉末,它們加入到氯氧鎂水泥漿體中,就會吸收大量的MgC12水溶液。被木屑吸收的MgCI2水溶液,除木屑顆粒表面的可以參與反應外,其內部有相當一部分是不能參與反應而成為游離氯鹽。另一方面,為了使菱鎂混凝土材料有一定的成型工作性,便于操作,液體用量較大,因而菱鎂混凝土材料中MgO/MgC12摩爾比較小,這就更增加了游離氯鹽的含量。
其他多孔性顆粒如嘭脹珍珠巖等,也有類同的影響。
(5)雜質影響輕燒菱鎂粉中或多或少地存在CaO,Ca0會與MgC12水溶液反應,形成的CaC12.H2O具有很大的吸濕性。制鹽工業副產物——鹵片或鹵水中,也會或多或少地存在不參與水化反應的NaCI或KCI等堿金屬氯鹽,它們都可導致制品吸潮、返鹵。