靳秀芝，邸煒原，任萬彪，韓濤，3

（1.中北大學 材料科學與工程學院，山西 太原 030051；2.中北大學 理學院，山西 太原 030051；3.山西工學院 材料產(chǎn)業(yè)學院，山西 朔州 036000）

以碳纖維為電加熱器件的電地暖，因其電熱轉(zhuǎn)換效率高、使壽命長、安全環(huán)保成為清潔供暖的有效途徑之一。無機導熱絕緣膠凝材料在電地暖、電加熱管和蓄熱式電暖器的絕緣填充封裝方面有廣泛的需求[1]。氧化鎂[導熱系數(shù)為40 W/（m·K）[2]及鎂基膠凝材料具有綠色環(huán)保、導熱系數(shù)大、絕緣性好的特點，受到了越來越多的青睞[3-5]。硫氧鎂水泥（MOS）強度高、凝結(jié)時間快、質(zhì)量輕，成為研究的熱點[6-7]。

決定無機膠凝材料導熱性能的因素很多，無機膠凝材料基體的水化產(chǎn)物及硬化體致密性、導熱填料的種類和摻量、界面熱阻和顆粒形狀因子為主要影響因素[8]。硫氧鎂水泥水化產(chǎn)物及硬化體致密性主要與MgO/MgSO4（M值）和H2O/MgSO4（H值）相關(guān)[9]。Jiasheng Huang等[10]利用第一性原理模擬MOS水泥體系的水化和孔隙結(jié)構(gòu)，較大的M值對降低孔隙率有顯著作用，大M值和小H值有利于減小孔徑，改善MOS漿料的微觀結(jié)構(gòu)。Shengwen Tang等[11-12]研究了M值和H值對MOS硬化水泥石水化產(chǎn)物及結(jié)構(gòu)的影響，水化與固相轉(zhuǎn)化和漿體堿度密切相關(guān)，較小的M值對應(yīng)較低的堿度，氧化鎂水化程度高，3·1·8相產(chǎn)生量較少，結(jié)晶度低；H值增大，一方面提高了MOS水泥的水化程度，另一方面使MOS硬化水泥石的平均孔徑變大。巴明芳等[13]研究了M值和H值對MOS硬化水泥石強度的影響，優(yōu)化后的M值為14∶1、H值為19∶1，此時抗壓強度最高；過高的M值會使硬化水泥石結(jié)構(gòu)疏松，提高H值會使硬化水泥石產(chǎn)生大量孔隙。另外，氧化鎂的細度、外加劑和礦物摻合料也會影響MOS硬化水泥石的水化產(chǎn)物和致密度，從而影響導熱系數(shù)[14-15]。

本文從提高MOS硬化水泥石的導熱系數(shù)出發(fā)，研究M和H值對MOS硬化水泥石水化產(chǎn)物、致密度、導熱系數(shù)的影響，以期發(fā)現(xiàn)硫氧鎂水泥中決定導熱性能的關(guān)鍵參數(shù)及作用機理。

1 實驗

1.1 試劑與材料

輕燒氧化鎂：遼寧省鞍山市某鎂業(yè)公司，氧化鎂含量為90.30%，化學成分如表1所示。

表1 輕燒氧化鎂的化學成分 %

無水硫酸鎂：白色粉末，天津市北聯(lián)精細化工有限公司，化學成分見表2。

表2 無水硫酸鎂的化學成分 %

1.2 MOS樣品的制備

采用不同MgO/MgSO4/H2O的摩爾比配制MOS水泥漿體。若MgO/MgSO4/H2O的摩爾比為6∶1∶19，試樣則記為MOS6119（下同），編號與物料配比的對應(yīng)關(guān)系見表3。

表3 MOS的配合比 %

按照設(shè)計配合比進行稱量，先將無水硫酸鎂溶于水中攪拌均勻形成硫酸鎂溶液，將硫酸鎂溶液轉(zhuǎn)入水泥凈漿攪拌機內(nèi)，隨后將稱量好的氧化鎂粉末（按氧化鎂計）倒入硫酸鎂溶液中，低速攪拌120 s，再快速攪拌120 s；將攪拌均勻的硫氧鎂膠凝材料澆注于20 mm×20 mm×20 mm的六連模具（用于測試強度）以及直徑90 mm、高度20 mm圓柱模具（用于測試導熱系數(shù)）中，在25℃、相對濕度65%的標準恒溫恒濕養(yǎng)護箱中養(yǎng)護24h后脫模；繼續(xù)在室內(nèi)自然養(yǎng)護至規(guī)定齡期。

1.3 分析和測試

（1）凈漿流動度：按照GB/T 8077—2012《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗方法》測試MOS水泥漿體的凈漿流動度。

由圖2可知，固定H值時，其水化過程和礦物組成相似，包括MOS水泥水化產(chǎn)物氫氧化鎂、3·1·8相和原料帶入的碳酸鎂、硫酸鎂、未水化的氧化鎂[11]。

在相同的摩擦磨損試驗條件下，GH3536基體的質(zhì)量損失達到3 mg，而NiAlW涂層僅為0.8 mg，是基體的27%。盡管大氣等離子噴涂NiAlW涂層的摩擦因數(shù)更高，但其磨損量明顯更低，高溫耐磨損性能比基體好。

制作：不銹鋼鍋內(nèi)放入牛油，小火熬化后放入蒜蓉、干蔥頭碎炒香，再下入黑椒粉，繼續(xù)用小火炒香，最后放入剩余的調(diào)料和清水50 g，小火煮至汁水濃稠，離火即可。

（4）X射線衍射分析：將MOS硬化水泥石置于銅靶上。使用TD-3700型X射線衍射儀進行測試，掃描范圍5°～80°，掃描速度5°/min。

散步的時間推薦是陽光最舒適時或餐后1小時以后。陽光最舒適時首先空氣相對會好一點，其次是可以有陽光浴，促進維生素D的合成，幫助鈣的吸收。餐后不應(yīng)立刻散步，這樣會導致本應(yīng)幫助消化吸收的血液流向四肢，長期下來會影響消化功能，所以建議在餐后1小時以后散步。

圖6為不同H值時MOS硬化水泥石28 d時的XRD圖譜，圖7為MOS12120、MOS12122的水化熱曲線。

由表4可知，隨著氧化鎂與硫酸鎂摩爾比（M值）的增大，水固比變小，MOS水泥漿體流動度減小，表觀密度增大。當M值小于8∶1時，MOS水泥漿體產(chǎn)生泌水分層現(xiàn)象；當M值大于12∶1時，MOS水泥漿體黏度過大，影響其澆注性能，進而影響MOS硬化水泥石的致密度，這在養(yǎng)護不同齡期MOS硬化水泥石抗壓強度變化規(guī)律中也有體現(xiàn)。

2 結(jié)果與討論

2.1 氧化鎂與硫酸鎂的摩爾比（M值）對MOS性能的影響

表4為固定硫酸鎂濃度（硫酸鎂與水的摩爾比）、增加漿體中氧化鎂粉體物質(zhì)的量時MOS的性能。

雨水箱涵施工技術(shù)在應(yīng)用到城市道路工程建設(shè)之前，相關(guān)工作人員應(yīng)按照實際的工程情況將測量放線工作落實到位。①將本標段的測試導線的水準點和坐標點作為依據(jù)，將施工單位所給的中點坐標結(jié)合起來，對箱涵中心軸心所在位置進行標準確定，將開挖的實際標準高度明確；②監(jiān)理人員應(yīng)認真核實并檢查實際水準點和坐標點的情況，確保沒有錯誤后進行最終明確。與此同時仔細分析道路工程設(shè)計的方案圖紙，箱涵實際的長寬度根據(jù)設(shè)計尺寸來確定[1]。

表4 M值對MOS性能的影響

（6）熱力學性能：利用calmetrix I-Cal 8000 HPC測試MOS水泥漿體水化熱，測試周期為3 d。采用DRE-Ⅲ多功能快速導熱系數(shù)測試儀測試干燥MOS水泥石的導熱系數(shù)（瞬態(tài)平面源法）。

（5）SEM分析：利用Hitachi S-4800掃描電鏡對MOS水泥漿體水化產(chǎn)物的形貌進行了研究，干燥的MOS水泥石先經(jīng)噴金處理。

圖1為MOS硬化水泥石的微觀形貌。

（2）生態(tài)長袋柔性護坡方法解決了傳統(tǒng)護坡方法難以解決的礦山環(huán)境特殊問題，生態(tài)長袋通過錨桿固定整齊緊貼于巖體坡面，阻止坡面巖石崩落與淺表層巖土體的滑動，提高邊坡整體穩(wěn)定性，實現(xiàn)消除滑坡或泥石流地質(zhì)災(zāi)害隱患的目標，有效地控制了水土流失。

圖1 不同M值MOS硬化水泥石28 d時的SEM照片（×1000）

由圖1可見，MOS6119硬化水泥石結(jié)構(gòu)疏松，存在大量孔隙和裂紋，有分層現(xiàn)象；MOS12119硬化水泥石結(jié)構(gòu)致密均勻，孔隙少且孔徑小；MOS14119硬化水泥石結(jié)構(gòu)致密但不均勻，存在較大孔隙。上述現(xiàn)象與漿體流動性存在直接相關(guān)，同時與抗壓強度變化規(guī)律高度契合，也影響MOS硬化水泥石的導熱性能。

圖2為MOS硬化水泥石28 d時的XRD圖譜。圖3為MOS水泥漿體的水化熱流密度，圖4為MOS水泥漿體的累積水化熱。

(4)由于僅考慮了基于T-Map的單一幾何要素變動下的協(xié)調(diào)問題，本文提出的基于T-Map的部件交點協(xié)調(diào)方法存在一定的局限，還需進一步研究其他幾何要素及其耦合協(xié)調(diào)。

圖2 不同M值MOS硬化水泥石28 d時的XRD圖譜

（2）抗壓強度：將養(yǎng)護后的試塊在TYE-300型壓力機上測試抗壓強度，加壓速度為0.3 kN/s。

結(jié)合圖3、圖4可知，當M值較小時（如MOS6119），氧化鎂含量相對較少，氧化鎂溶解速度快，早期水化速度快；主要生成了薄片狀氫氧化鎂、類薄片狀3·1·8相；結(jié)晶度低，有散碎片狀物，薄片上有孔洞；有未反應(yīng)的水合硫酸鎂晶體，28 d時幾乎沒有氧化鎂剩余[見圖5（a）]。MOS12119主要生成了薄片狀氫氧化鎂、類薄片狀3·1·8相，氫氧化鎂結(jié)晶度較高，氧化鎂剩余量較大[見圖5（b）]。當M值較大時（如MOS14119），漿體中的水較少，不能滿足氧化鎂完全水化要求，后期水化受到抑制，水化速度下降較快，影響氫氧化鎂晶體的形成；主要水化產(chǎn)物為薄片狀氫氧化鎂、類薄片狀3·1·8相，氫氧化鎂結(jié)晶度較低；有大量氧化鎂剩余[見圖5（c）]。

（3）表觀密度：按照GB/T 25995—2010《精細陶瓷密度和顯氣孔率試驗方法》測試MOS硬化水泥石的表觀密度。

圖3 不同M值MOS水泥漿體的水化熱流密度

圖4 不同M值MOS水泥漿體的累積水化熱

圖5 不同M值MOS硬化水泥石28 d時的SEM照片（×20 000）

表5為固定硫酸鎂濃度（硫酸鎂與水的摩爾比）、增加漿體中的氧化鎂粉體物質(zhì)的量時，MOS水泥漿體的1、28 d導熱系數(shù)。

表5 M值對MOS硬化水泥石導熱系數(shù)的影響

對照表4、表5可知，MOS的導熱系數(shù)與抗壓強度類似，都與材料的致密度緊密相關(guān)。結(jié)晶程度越高、材料越致密，導熱系數(shù)也越大。由圖1（b）可知，相比于MOS6119和MOS14119，MOS12119的氧化鎂與硫酸鎂溶液比例合適，微觀結(jié)構(gòu)致密，無大孔和裂紋；水化產(chǎn)物結(jié)晶度好、缺陷少，導熱系數(shù)達2.07 W/（m·K）。

2.2 水與硫酸鎂的摩爾比（H值）對MOS性能的影響

表6為固定氧化鎂與硫酸鎂的摩爾比、增加漿體中的水硫比時MOS的性能。

表6 H值對MOS性能的影響

由表6可見，隨著用水量增加，水固比增大，MOS漿體流動度變大，表觀密度減小。當水與硫酸鎂摩爾比大于21∶1時，MOS漿體產(chǎn)生泌水分層現(xiàn)象，影響MOS硬化水泥石的致密度，從而也影響了MOS硬化水泥石的抗壓強度。

但丁韙良也是京師同文館的教習，其譯文表述必須借助中國譯員的協(xié)助，方能將浸淫傳統(tǒng)理學、只識文言文的清朝大員納入目標讀者群的序列。這就給了本土文化的主導意識形態(tài)控制譯者聲音的可乘之機。畢竟以培養(yǎng)中國譯員為目標的京師同文館本身即清政府的官辦機構(gòu)。

圖6不同H值MOS硬化水泥石的XRD圖譜

圖7 MOS12120、MOS12122水泥漿體的水化熱曲線

由圖6可知，固定MOS的M值，隨體系用水量增加，其礦物組成相似[12]。

這種統(tǒng)一身份認證策略，能夠解決多個系統(tǒng)分別獨立認證的弊端：例如用戶需要分別單獨登錄各信息系統(tǒng)；不能統(tǒng)一認證和授權(quán)；多個認證系統(tǒng)增加了管理成本和重復開發(fā)的成本等。因此建立統(tǒng)一認證機制對用戶實行統(tǒng)一認證和統(tǒng)一授權(quán)管理對企業(yè)的系統(tǒng)集成是非常必要的［4］。

由圖7可知，MOS12120、MOS12122的水化熱曲線線形相似；MOS12120單位質(zhì)量水化放熱速率和累積放熱量比MOS12122大，說明在相同養(yǎng)護時間，MOS12120比MOS12122水化產(chǎn)物多，結(jié)構(gòu)較致密。

綜合表6、圖6可知，固定MOS的M值、變換H值，沒有改變其水化過程，只改變了水化產(chǎn)物的量；硬化水泥石的礦物組成為MOS水化產(chǎn)物氫氧化鎂、3·1·8相和原料帶入的碳酸鎂、未水化的氧化鎂。

在服裝設(shè)計當中，服裝面料發(fā)揮著重要的作用。服裝面料影響到服裝生產(chǎn)選擇的加工工藝，也關(guān)系到服裝款式的造型風格。當前社會審美觀念不斷發(fā)生變化，審美工藝也越來越豐富，人們對于服裝的設(shè)計和加工都提出更多的要求。服裝面料再造設(shè)計是由設(shè)計師二次設(shè)計服裝面料，使服裝面料的視覺效果得到提高，更具審美價值。

圖8為MOS12120、MOS12122硬化水泥石的SEM照片。

圖8 MOS硬化水泥石的SEM照片

對比圖1、圖5、圖8可知，MOS12120、MOS12122相比于MOS12119，體系用水量增加，硬化體的孔隙增多、變大；水化產(chǎn)物中微孔數(shù)量增加、微孔孔徑增大。硬化體的致密度下降，導致各齡期強度降低和導熱系數(shù)大幅度減小。

表7為固定M值、增加漿體中的水硫比時，MOS漿體的1、28d導熱系數(shù)。

表7 H值對MOS硬化水泥石導熱系數(shù)的影響

由表7可知，體系含水量越高，干燥后體系孔隙率越大，硫氧鎂硬化水泥石的導熱系數(shù)越低。同樣水固比下，硅酸鹽水泥凈漿導熱系數(shù)一般在1 W/（m·K）左右[8，16]；課題組測試了P·O42.5水泥在0.40水灰比下硬化水泥石的導熱系數(shù)為1.053 W/（m·K），干燥后降為0.784 W/（m·K）；硫氧鎂水泥導熱系數(shù)是硅酸鹽水泥的2倍左右。由于輕燒氧化鎂煅燒溫度低，比硅酸鹽水泥節(jié)能減排，可以作為綠色建筑材料替代硅酸鹽水泥制備無機導熱膠凝材料。

3 結(jié)論

（1）硫氧鎂膠凝材料MOS的導熱系數(shù)與其水化產(chǎn)物、致密性高度相關(guān)，優(yōu)化MOS硬化水泥石水化產(chǎn)物的種類和比例、致密度是制備高導熱硫氧鎂膠凝材料的關(guān)鍵。

（2）MOS硬化水泥石的主要礦物組成為水化產(chǎn)物氫氧化鎂、3·1·8相和原料帶入的碳酸鎂、硫酸鎂、未水化的氧化鎂。MgO/MgSO4（M值）對其水化產(chǎn)物影響較大。

（3）固定H2O/MgSO4（H值）為19∶1時，導熱系數(shù)隨著M值增大先增大后減小，最優(yōu)M值為12∶1；固定M值為12∶1時，導熱系數(shù)隨著H值增大而減小，最優(yōu)值為19∶1；當主要考慮材料的導熱系數(shù)時，硫氧鎂膠凝材料基體的MgO/MgSO4/H2O最佳摩爾比為12∶1∶19，導熱系數(shù)可達2.07 W/（m·K）。