混凝土用氧化鎂的制備方法與流程

本發(fā)明涉及建筑材料外加劑領(lǐng)域，具體是涉及混凝土用氧化鎂的制備方法。

背景技術(shù)：

混凝土因為使用過程中氣候干燥、氣候的變化，導致自身體積收縮，而產(chǎn)生開裂行為，這是構(gòu)筑物的通病，嚴重影響混凝土構(gòu)筑物的耐久性。溫度收縮導致的混凝土結(jié)構(gòu)開裂現(xiàn)象在現(xiàn)代高性能混凝土中普遍存在。

從材料的角度而言，混凝土膨脹劑、減縮劑、鋼纖維和合成有機纖維都是減免或消除裂縫的有效措施。但從材料價格和施工便利方面，膨脹劑更有優(yōu)勢。建筑物產(chǎn)生的裂縫主要是是由于混凝土干縮引起的，提供混凝土膨脹劑，以補償混凝土隨時間變化的收縮，是解決建筑物出現(xiàn)裂縫最常用的技術(shù)手段。在混凝土中摻加膨脹劑，主要作用是提高混凝土的抗裂性能和抗?jié)B性能，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)自防水，在一定程度上也有助于提高混凝土的抗硫酸鹽腐蝕和抗堿—集料反應(yīng)的作用，可見膨脹劑的使用在客觀上起到提高混凝土耐久性的作用。

氧化鎂是一種用在膨脹劑中常用的原料，混凝土用氧化鎂最早是在我國水利、水電等大體積混凝土構(gòu)筑物領(lǐng)域有應(yīng)用。使用氧化鎂作為膨脹劑原料的原理是利用氧化鎂延遲性的微膨脹變形來補償大體積混凝土的長時間的溫降過程中的溫度變形，從而顯著簡化溫控措施、加快建設(shè)進度，降低工程成本。通常使用的氧化鎂包括普通的氧化鎂、輕燒氧化鎂、重燒氧化鎂等。

常用混凝土用氧化鎂主要生產(chǎn)來源有兩種：

一種是直接把白云石或菱鎂礦引入水泥窯中取代部分石灰石制備氧化鎂水泥，氧化鎂水泥中的氧化鎂是高溫下(通常高于1300℃)燒制的。高溫燒制使得煅燒得到的氧化鎂處于“死燒”狀態(tài)，活性低，產(chǎn)品重量不穩(wěn)定。此種氧化鎂常溫常壓下需要20年以上才水化完成，反應(yīng)速度極慢。因而擔心在混凝土工程中應(yīng)用后，無法控制后期膨脹，致使混凝土開裂，影響工程安全。

一種是直接把白云石或菱鎂礦大塊物料，和煤粉進行分層填充，引入石灰窯中進行煅燒，由操作工人在觀火孔進行觀測、捅料、篩選出料。這種生產(chǎn)操作方式人工成本高、人力投入太多、生產(chǎn)操作難，由于人工操作水平不一，生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量、重量極不穩(wěn)定，尤其是其活性度及品質(zhì)根本無法保證，由于傳統(tǒng)石灰窯沒有有效的布料、混料、排料、布風等設(shè)備，使窯內(nèi)溫度無法控制，出現(xiàn)嚴重的生燒、過燒現(xiàn)象也無法解決。因此產(chǎn)品活性度非常低。另一方面，傳統(tǒng)窯窯型的限制無法進行環(huán)保治理，工人體力勞動嚴重，工作環(huán)境條件惡劣。環(huán)境污染嚴重。

活性氧化鎂具備的延遲性膨脹性能在控制大體積混凝土溫度收縮裂縫上效果是公認的，尤其在我國水泥水電筑壩技術(shù)上應(yīng)用的較為廣泛。

但是目前市場上用的混凝土氧化鎂燒成重量不均勻，活性度難以保證、對混凝土收縮的效果不易控制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有氧化鎂存在的不足和缺陷，本發(fā)明的目的在于提出一種以天然含鎂礦石如菱鎂礦為主要原料，任選結(jié)合如白云石等含鎂礦源，利用如回轉(zhuǎn)窯式回轉(zhuǎn)設(shè)備，控制煅燒生產(chǎn)混凝土用氧化鎂的制備方法。本發(fā)明的制備方法是對現(xiàn)有氧化鎂煅燒技術(shù)的改進，通過控制煅燒條件，最終獲得具有所需的活性度且重量均勻，并且能夠連續(xù)生產(chǎn)的混凝土用氧化鎂。

本發(fā)明提供了一種混凝土用氧化鎂的制備方法，包括下列步驟：

a)提供菱鎂礦，以及任選結(jié)合的其它含鎂礦源的原料礦源；

b)在回轉(zhuǎn)設(shè)備中，在800-1100℃控制煅燒該礦源物，得到煅燒氧化鎂；

c)將所得到的煅燒氧化鎂研磨成粉末，原料

其中，所述回轉(zhuǎn)設(shè)備的運行速度為0.3-1.5轉(zhuǎn)/分鐘。

步驟a)中所述原料礦源中其它含鎂礦源包括選自下列的含鎂礦源：白云石、光鹵石。其它含鎂礦源的含量為0-20％重量；或者其它含鎂礦源的含量為0％重量、菱鎂礦的含量為100％重量；或者其它含鎂礦源的含量為1-20％重量，優(yōu)選1-15％重量，更優(yōu)選1-10％重量。礦源原料的平均粒徑為10mm-150mm，優(yōu)選15mm-100mm,更優(yōu)選20-80mm，更優(yōu)選30mm-70mm，還更優(yōu)選30mm-60mm，最優(yōu)選為40-50mm。

步驟b)的煅燒時間為30分鐘-90分鐘，優(yōu)選煅燒時間為40分鐘-60分鐘。回轉(zhuǎn)設(shè)備優(yōu)選為回轉(zhuǎn)窯?；剞D(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)速通常小于1.5轉(zhuǎn)/分鐘，優(yōu)選小于等于1.2轉(zhuǎn)/分鐘，優(yōu)選小于等于1.0轉(zhuǎn)/分鐘，更優(yōu)選小于等于0.8轉(zhuǎn)/分鐘，還更優(yōu)選小于等于0.6轉(zhuǎn)/分鐘，且優(yōu)選大于0.3轉(zhuǎn)/分鐘。

控制步驟b)的煅燒條件，包括精選燃料，優(yōu)選使用氣體或液體燃料進行煅燒，優(yōu)選所述燃料選自包括下列的組：天然氣、煤氣、汽油、柴油。煅燒時所用燃料的熱值≥1450kcal/Nm³。優(yōu)選，步驟b)中燃燒時所用燃料的熱值為小于等于9500kcal/Nm³，優(yōu)選9000-9500kcal/Nm³的I類天然氣?；蛘?，步驟b)煅燒時使用的燃料為兩段式熱脫焦煤氣站制備，且其中所述兩段式熱脫焦煤氣站制備的煤氣的煤氣壓力3500～2500Pa，焦油含量≤50mg/m³，煤氣含塵量≤100mg/m³，煤氣產(chǎn)量≥4500m³/h。除精選燃料外，還需要選擇燃燒方式，如通過燃燒器燃燒，且該燃燒器包含火焰檢測器、溫控儀、火力調(diào)解設(shè)備、溫度監(jiān)控系統(tǒng)。燃燒器呈層燃式燃燒形式，優(yōu)選燃燒能力為小于等于2000×10⁴kcal/h。

經(jīng)過步驟后c)，氧化鎂的細度為80μm篩篩余小于5.0％重量，優(yōu)選小于4.0％重量，更優(yōu)選小于3.0％重量。

煅燒后氧化鎂的燒失量小于5.0％重量，優(yōu)選小于3％重量，更優(yōu)選小于2％重量。

本發(fā)明還提供上述方法制備的氧化鎂，該氧化鎂的活性反應(yīng)時間為40-350秒，優(yōu)選60-320秒，更優(yōu)選100-300秒，勻質(zhì)性為±20秒，優(yōu)選±10秒,更優(yōu)選±5秒。

通過精選控制煅燒條件，控制煅燒所需熱量為，2.36×10⁶≤Q＜2.47×10⁶、2.47×10⁶≤Q＜2.49×10⁶、2.49×10⁶≤Q＜2.52×10⁶kcal,以熟料每噸計。

通過本發(fā)明的方法，得到的氧化鎂的活性反應(yīng)時間為40-400秒，優(yōu)選100-300秒范圍內(nèi)。通過控制煅燒條件在800-900℃、901-1000℃、1001-1100℃；煅燒速度為回轉(zhuǎn)窯為小于0.8轉(zhuǎn)/分鐘、1.0轉(zhuǎn)/分鐘、0.6轉(zhuǎn)/分鐘，得到平均活性(活性反應(yīng)時間)在300秒以下且在±20秒以內(nèi)，優(yōu)選高于100秒±20秒，更優(yōu)選高于200秒±10秒的高活性氧化鎂。對應(yīng)地，氧化鎂活性范圍在40-100秒范圍內(nèi)時，其水養(yǎng)膠砂限制膨脹率7d≥0.03％，28d≥0.05％，60d≥0.07％，90d≥0.09％。氧化鎂活性范圍在101-200秒范圍內(nèi)時，其水養(yǎng)膠砂限制膨脹率7d≥0.02％，28d≥0.04％，60d≥0.06％，90d≥0.09％。氧化鎂活性范圍在201-300秒范圍內(nèi)時，其水養(yǎng)膠砂限制膨脹率7d≥0.02％，28d≥0.03％，60d≥0.05％，90d≥0.10％。

本發(fā)明的方法具有以下的優(yōu)點：

(1)本發(fā)明采用天然菱鎂礦為主要原料，任選地結(jié)合含鎂礦源，該原料資源廣泛易得，制備工藝簡單，成本低，社會經(jīng)濟效益大。

(2)本發(fā)明采用回轉(zhuǎn)設(shè)備，如回轉(zhuǎn)窯進行連續(xù)工業(yè)化生產(chǎn)，大幅提高混凝土用氧化鎂產(chǎn)量、重量均勻性、活性。

(3)本發(fā)明采用如天然氣或煤氣等氣體或液體的清潔能源燃料，通過控制煅燒條件，如根據(jù)礦源粒徑、轉(zhuǎn)速、燃料用量、通風等條件控制溫度場，充分利用溫控設(shè)備。

(4)本發(fā)明所生產(chǎn)的混凝土用氧化鎂活性度可根據(jù)煅燒溫度進行靈活調(diào)控，生產(chǎn)選擇性高。

(5)本發(fā)明的煅燒成品混凝土用氧化鎂重量穩(wěn)定，燒失量小，極少出現(xiàn)生燒、過燒現(xiàn)象。

附圖說明

圖1對煅燒后的氧化鎂進行BET氮吸附試驗的檢測結(jié)果

圖2對煅燒后的氧化鎂進行比表面積試驗的檢測結(jié)果

圖3對煅燒后的氧化鎂進行SEM掃描測試的檢測結(jié)果。其中，圖3(a)是約800℃煅燒氧化鎂的檢測結(jié)果；圖3(b)是約900℃煅燒氧化鎂的檢測結(jié)果；圖3(c)是約1000℃煅燒氧化鎂的檢測結(jié)果；圖3(d)是約1100℃煅燒氧化鎂的檢測結(jié)果。

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步詳細說明。

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種制備混凝土用氧化鎂的方法。

該方法中，使用的原料主要為菱鎂礦礦源，任選地結(jié)合使用其它含鎂礦源，如白云石礦源或光鹵石礦源。該礦源的原料包括的各組分及其重量百分比為：菱鎂礦0-100重量％，優(yōu)選引入其它含鎂礦源，如白云石0-100重量％，更優(yōu)選引入0-20重量％的白云石，還更有優(yōu)選引入15重量％以下的白云石，最優(yōu)選引入10重量％以下的白云石，以礦源原料的總重量為基礎(chǔ)。也可以使用其它含鎂礦源，如光鹵石、蛇紋石等礦源。該光鹵石礦源可以代替白云石礦源，或者和白云石礦源一起加入到菱鎂礦礦源中。

本發(fā)明選用含鎂的礦源，例如菱鎂礦和白云石作為原料，制備混凝土用氧化鎂。對含鎂礦源，如菱鎂礦、白云石、光鹵石等沒有特別的要求，通常這些礦源為天然來源的礦源。優(yōu)選，原料礦源中鎂或氧化鎂含量越高越好，優(yōu)選鎂/氧化鎂的含量為40％重量以上，或者為43％重量以上，或者為45％重量以上，最優(yōu)為47％重量。

該礦源通常為不規(guī)則的塊狀、晶體狀。為了煅燒得到所需的混凝土用氧化鎂，需要將該礦源進行破碎，制成小的塊料。優(yōu)選塊料的最大直徑的尺寸為150mm(15cm)以下，優(yōu)選120mm以下，更優(yōu)選80mm以下，還更優(yōu)選在50mm以下。最優(yōu)選，礦源平均粒徑范圍在30mm-50mm或40mm-50mm范圍內(nèi)。

制成小的塊料后，可以將該礦源塊料加入到煅燒設(shè)備中進行煅燒。該上述精選的礦源中菱鎂礦可以單獨使用，也可以混合使用。為了抑制煅燒中的揚塵且起到輔助煅燒的作用，可以加入白云石、光鹵石等其它含鎂礦源。該其它含鎂礦源優(yōu)選按一定的比例添加，優(yōu)選白云石、光鹵石等的含量為20％重量以下，更優(yōu)選為15％重量以下，還更優(yōu)選為10％重量以下。

將原料礦源加入到煅燒設(shè)備中。本發(fā)明中精選的煅燒設(shè)備為回轉(zhuǎn)式煅燒設(shè)備，優(yōu)選回轉(zhuǎn)窯。在本發(fā)明的一種實施方式中，在回轉(zhuǎn)窯中將原料菱鎂礦90％重量，任選地加入10％重量的石灰石、光鹵石，進行投料。根據(jù)需要的活性，控制在煅燒溫度800-1100℃的溫度內(nèi)進行選擇。通常選擇煅燒溫度以100℃的溫度階段上升，如800-900℃、901-1000℃、1001-1100℃。

在回轉(zhuǎn)設(shè)備，如回轉(zhuǎn)窯中的煅燒。回轉(zhuǎn)設(shè)備指的是能夠返回將礦源重復、循環(huán)煅燒的開放或封閉設(shè)備。實踐中，考慮到成本等因素，通常選用回轉(zhuǎn)窯進行煅燒操作。回轉(zhuǎn)設(shè)備的轉(zhuǎn)速優(yōu)選為1.5轉(zhuǎn)/分鐘以下，或者為1.2轉(zhuǎn)/分鐘以下，或者為1轉(zhuǎn)/分鐘以下，或者為0.8轉(zhuǎn)/分鐘以下，還或者為0.6轉(zhuǎn)/分鐘以下，優(yōu)選為0.3轉(zhuǎn)/分鐘以上。

煅燒時間依賴于煅燒原料的組成，通常的煅燒時間選擇為30分鐘-90分鐘，優(yōu)選30分鐘-60分鐘。煅燒結(jié)束后，將煅燒得到的氧化鎂從回轉(zhuǎn)窯中移出。煅燒后的氧化鎂為顆粒或粉末狀。

為了提高氧化鎂的使用性能，研磨該煅燒后的氧化鎂，將該氧化鎂煅燒物質(zhì)通過粉磨設(shè)備，粉磨至細度，即80μm篩余小于10％重量，優(yōu)選小于8％重量，更優(yōu)選小于5％重量，還更優(yōu)選小于3％重量。一般的能夠粉磨的設(shè)備都能用于該氧化鎂粉磨。具體地，粉磨設(shè)備為立磨，例如雷蒙磨。

控制煅燒過程對得到的氧化鎂的性能影響很大。不局限于理論，認為煅燒過程中原料顆粒的粒徑、窯的轉(zhuǎn)速、加熱速率、揚塵、通風等都影響煅燒氧化鎂的活性。發(fā)明人意外地發(fā)現(xiàn)，選擇氣體或液體燃料，有利于該煅燒過程的控制。優(yōu)選，燃料例如為煤氣、天然氣、汽油、柴油等。

在本發(fā)明的一個實施方式中，燃料采用熱值為7000-9500Kcal/Nm³的天然氣。

在本發(fā)明的又一個實施方式中，燃料采用煤氣，例如兩段式熱脫焦煤氣站制備的煤氣，此時煤氣壓力為3500～2500Pa，焦油含量≤50mg/m³，煤氣含塵量≤100mg/m³，煤氣熱值≥1450kcal/m³。該兩段式熱脫焦煤氣站的煤氣產(chǎn)量≥4500m³/h。燃料的熱值一般≥1450kcal/m³。

控制燃料提供的熱量，精選的需要提供的煅燒熱量優(yōu)選為2.47×10⁶≤Q＜2.49×10⁶(kcal)或者2.49×10⁶≤Q＜2.52×10⁶(kcal)，藉此能夠得到本發(fā)明控制活性的氧化鎂。

用于煅燒燃燒燃料的燃燒器優(yōu)選采取特質(zhì)燃氣型燃燒器，可加裝點火器、火焰檢測器、溫控儀、大小火控制等自動化設(shè)備。特別地，選擇燃燒呈層燃式燃燒形式，燃燒能力要求小于等于2000*10⁴kcal/h。燃燒壓力可根據(jù)使用燃料的不同靈活調(diào)節(jié)，但必須符合氣體燃燒器壓力要求。

在現(xiàn)有的煅燒工藝中，煅燒過程不需要特別控制。相比于現(xiàn)有的制備方法，本發(fā)明需要控制煅燒過程。

本發(fā)明中，煅燒過程中優(yōu)選使用溫度監(jiān)控系統(tǒng)，例如包含比色高溫計，筒體紅外掃描儀，回轉(zhuǎn)窯無線測溫系統(tǒng)，高溫計，高溫攝像頭等設(shè)備。在煅燒過程中，控制煅燒程度，得到受控的氧化鎂產(chǎn)品。

在本發(fā)明的一個實施方案中，煅燒過程中，例如，針對礦源顆粒粒徑范圍在10-30mm的原料，窯速不超過0.6轉(zhuǎn)/分鐘；礦源粒徑范圍在30-60mm的原料，窯速不超過1.0轉(zhuǎn)/分鐘；礦源粒徑范圍在60-100mm及以上的原料，窯速不超過0.8轉(zhuǎn)/分鐘。

煅燒結(jié)束后，將得到產(chǎn)品進行研磨，控制研磨后的混凝土用氧化鎂的平均細度在300微米以下，優(yōu)選在200微米以下，更優(yōu)選在100微米以下，最優(yōu)選為80微米。在本發(fā)明的一個實施方案中，顆粒的細度為80μm篩余的顆粒小于5％重量，優(yōu)選小于3％重量。

優(yōu)選，煅燒結(jié)束后，對煅燒產(chǎn)品進行保溫過程。該保溫過程更有利于氧化鎂的活性。

根據(jù)該制備方法，通過控制煅燒溫度、回轉(zhuǎn)設(shè)備的轉(zhuǎn)速，例如控制煅燒溫度分別為：800-900℃、901-1000℃、1001-1100℃，控制回轉(zhuǎn)設(shè)備的轉(zhuǎn)速為1.5轉(zhuǎn)/分鐘以下，能夠控制得到的氧化鎂活性范圍在0-100秒、101-200秒、201-300秒。

優(yōu)選，制備過程中，礦源如白云石和菱鎂礦原料在一定的溫度下經(jīng)過預熱、初分解、產(chǎn)生結(jié)晶等過程，這樣有利于后續(xù)的煅燒和形成混凝土用氧化鎂步驟。不局限于理論，通過控制混凝土用氧化鎂的煅燒條件，而得到氧化鎂活性可控的混凝土用氧化鎂。

本發(fā)明混凝土用氧化鎂的活性度是按照現(xiàn)行的電力標準DL/T5296-2013《水工混凝土摻用氧化鎂技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定的方法進行檢驗的活性反應(yīng)時間。

本發(fā)明混凝土用氧化鎂的燒失量是按照現(xiàn)行的國家標準GB/T176-2008《水泥化學分析方法》中規(guī)定的方法檢驗的。

通過本發(fā)明的方法，控制煅燒，得到的氧化鎂的活性范圍在40-400s范圍內(nèi)。對應(yīng)地，氧化鎂活性范圍在0-100秒范圍內(nèi)時，其水養(yǎng)膠砂限制膨脹率7d≥0.03％，28d≥0.05％，60d≥0.07％，90d≥0.09％。氧化鎂活性范圍在101-200秒范圍內(nèi)，其水養(yǎng)膠砂限制膨脹率7d≥0.02％，28d≥0.04％，60d≥0.06％，90d≥0.09％。氧化鎂活性范圍在201-300秒范圍內(nèi)，其水養(yǎng)膠砂限制膨脹率7d≥0.02％，28d≥0.03％，60d≥0.05％，90d≥0.10％。

實施例

以下將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行更詳細的描述。但是，以下制備例、實施例僅限于對本發(fā)明的理解，本發(fā)明并不僅限于此。本發(fā)明的保護范圍如本權(quán)利要求書所示。本文中，沒有特別指明時，所有的百分比為重量百分比。

制備例1

本制備例中混凝土用氧化鎂原料(按重量計)包括市售菱鎂礦100％重量。

本制備例粒徑范圍為10-30mm。該原料的顆粒粒徑為主要顆粒在該粒徑范圍的中值，基本全部顆粒粒徑在該范圍內(nèi)(下同)。

實施例1-9

下表1中列出了實施例1-9的煅燒溫度和煅燒條件。

煅燒過程中，采用中空回轉(zhuǎn)窯將原料按照工作例1，根據(jù)實施例1-9中所列條件進行煅燒，使用熱值為9000-9500Kcal/Nm³的Ⅰ類天然氣作為燃料，煅燒結(jié)束后，將煅燒物質(zhì)粉磨至細度(80μm篩余)小于5％。

表1

*注：煅燒過程中煅燒溫度主要控制在比色高溫計溫度范圍的中值附近，在該溫度范圍內(nèi)上下浮動，不超過邊界值(下同)。

從實施效果可以看出原料粒徑范圍在10-30mm范圍內(nèi)時，窯內(nèi)揚塵情況普遍比較高，影響燒成，在保證有效的氧化鎂活性和燒失量情況下：菱鎂礦煅燒在800-900℃溫度范圍類煅燒，窯速不超過0.6r/min。在901-1000℃溫度范圍類煅燒，窯速不超過0.4r/min。在1001-1100℃溫度范圍類煅燒，窯速不超過0.2r/min。

制備例2

本制備例中混凝土用氧化鎂原料(按重量計)包括市售菱鎂礦100％。

本制備例粒徑范圍為30-60mm。

實施例10-21

實施例10-21的工作條件根據(jù)下表2所示。

煅燒過程中，采用中空回轉(zhuǎn)窯將原料按照表2所示條件進行煅燒，使用熱值為9000-9500Kcal/Nm³的Ⅰ類天然氣作為燃料，煅燒結(jié)束后，將煅燒物質(zhì)粉磨至細度(80μm篩余)小于5％。

表2

從實施效果可以看出原料粒徑范圍在30-60mm范圍內(nèi)，窯內(nèi)揚塵情況較好，相比10-30mm粒徑礦源，在保證有效的氧化鎂活性和燒失量情況下：菱鎂礦煅燒在800-900℃溫度范圍類煅燒，窯速不超過1.0r/min。在901-1000℃溫度范圍類煅燒，窯速不超過0.8r/min。在1001-1100℃溫度范圍類煅燒，窯速不超過0.6r/min。

制備例3

本制備例中混凝土用氧化鎂原料(按重量計)包括菱鎂礦100％。

本制備例粒徑范圍為60-100mm。

實施例22-30

實施例22-30的煅燒條件根據(jù)下表3所示。

煅燒過程中，采用中空回轉(zhuǎn)窯將原料按照表3所列進行煅燒，使用熱值為9000-9500Kcal/Nm³的Ⅰ類天然氣作為燃料，煅燒結(jié)束后，將煅燒物質(zhì)粉磨至細度(80μm篩余)小于5％。

表3

從實施效果可以看出原料粒徑范圍在30-60mm范圍內(nèi)，窯內(nèi)揚塵情況雖然較好，但是煅燒的氧化鎂活性分布極不均勻，且相對產(chǎn)量較低。在保證有效的氧化鎂活性和燒失量情況下：菱鎂礦煅燒在800-900℃溫度范圍類煅燒，窯速不超過0.6r/min。在901-1000℃溫度范圍類煅燒，窯速不超過0.4r/min。在1001-1100℃溫度范圍類煅燒，窯速不超過0.4r/min。

制備例4

本制備例中混凝土用氧化鎂原料(按重量計)包括菱鎂礦90％，白云石10％。

本制備例粒徑范圍為30-60mm。

實施例31-37

實施例31-37的工作條件根據(jù)下表4所示。

煅燒過程中，采用中空回轉(zhuǎn)窯將原料按照表4所列進行煅燒，使用煤氣作為燃料，煅燒結(jié)束后，將煅燒物質(zhì)粉磨至細度(80μm篩余)小于5％。

表4

從實施效果可以看出原料中加入部分白云石礦源，粒徑范圍在30-60mm范圍內(nèi)，窯內(nèi)揚塵情況較好，氧化鎂活性也比較均勻，且相對產(chǎn)量較高。說明一定量的白云石在煅燒中起到改善燒成效果的作用，在保證有效的氧化鎂活性和燒失量情況下：菱鎂礦煅燒在800-900℃溫度范圍類煅燒，窯速不超過1.2轉(zhuǎn)/分鐘。在901-1000℃溫度范圍類煅燒，窯速不超過1.0轉(zhuǎn)/分鐘。在1001-1100℃溫度范圍類煅燒，窯速不超過1.0轉(zhuǎn)/分鐘。

從所有實施效果可以看出原料粒徑對混凝土用氧化鎂的燒成具有極其重要的作用，原料粒徑越小，窯內(nèi)揚塵情況越高，產(chǎn)量越低，但燒失量相對較?。坏斣狭綌U大至60-100mm范圍時，燒失量急劇變大，活性值范圍跨度較大，(參見實施例22-30)說明此時有欠燒的情況出現(xiàn)，并且活性度范圍也急劇變化，說明物料煅燒不均勻。其中以原料礦源粒徑在30-60mm其煅燒產(chǎn)量，窯內(nèi)揚塵情況、活性度分布情況最佳。

檢測結(jié)果如表5所示，從實施效果還顯示窯速的提升對窯內(nèi)揚塵具有一定的催化作用，窯速越大，窯內(nèi)揚塵越高，對煅燒反而不利。另一方面窯速的提高，物料在窯內(nèi)流速快，煅燒時間得不到保證，物料燒失量亦會變大，影響燒成重量，其礦源粒徑范圍在10-30mm的原料，窯速不超過0.6轉(zhuǎn)每分鐘；礦源粒徑范圍在30-60mm的原料，窯速不超過1.2轉(zhuǎn)每分鐘；礦源粒徑范圍在60-100mm的原料，窯速不超過0.8轉(zhuǎn)每分鐘。

對煅燒后的氧化鎂進行BET氮吸附試驗，檢測結(jié)果如圖1所示。

800℃煅燒1h時，氧化鎂內(nèi)孔孔徑主要分布在6-30nm。煅燒溫度為900℃時，小于10nm的內(nèi)孔顯著減少，而孔徑主要分布在20-70nm。當煅燒溫度繼續(xù)升高至1100℃時，小于20nm的內(nèi)孔進一步減少，20-70nm的孔也明顯減少?？梢?，隨著煅燒溫度的升高，小孔徑的孔體積減少，孔徑逐漸增大。此外，煅燒時間的延長，也使氧化鎂顆粒中小孔徑孔減少，孔徑增大。

對煅燒后的氧化鎂進行比表面積試驗，檢測結(jié)果如圖2所示。

由圖2結(jié)果顯示隨著煅燒溫度的提高及煅燒時間的延長，氧化鎂膨脹劑的內(nèi)孔孔體積減小，比表面積逐漸減小。

對煅燒后的氧化鎂進行SEM掃描測試，檢測結(jié)果顯示在圖3中。由圖3的測試結(jié)果可以看出，單顆氧化鎂由很多微小顆粒組成。顆粒隨煅燒溫度變化。

按照現(xiàn)行國家標準《混凝土膨脹劑》中規(guī)定的方法檢驗本發(fā)明混凝土用氧化鎂的限制膨脹率，(20℃水養(yǎng)至測定齡期)。

檢測結(jié)果如表5顯示：

表5

從實施效果可以看出本發(fā)明的方法能夠控制得到的氧化鎂的活性，精選適用的混凝土用氧化鎂，并且該混凝土氧化鎂具備延遲性膨脹能力，其中活性度值越高，其水化膨脹越滯后，后期膨脹值也越大。

本發(fā)明的方法具有以下的優(yōu)點：

(1)本發(fā)明原料易得，采用天然含鎂礦石如白云石、菱鎂礦為主要原料。原料資源廣泛易得，制備工藝簡單，成本低，社會經(jīng)濟效益大。

(2)本發(fā)明采用回轉(zhuǎn)裝置如回轉(zhuǎn)窯進行連續(xù)工業(yè)化生產(chǎn)，大幅提高混凝土用氧化鎂產(chǎn)量和重量均勻性。

(3)本發(fā)明原料燒失量低，小于5％，特別時能夠小于2％，更特別是小于1％，產(chǎn)率高。

(4)本發(fā)明通過控制燃燒的方式，采用天然氣或煤氣等清潔能源，溫度場控制分布均勻，煅燒成品重量穩(wěn)定，燒失量小，極少出現(xiàn)生燒、過燒現(xiàn)象。

(5)本發(fā)明方法所生產(chǎn)的混凝土用氧化鎂活性度可根據(jù)煅燒條件進行靈活調(diào)控，生產(chǎn)選擇性高。

(6)本發(fā)明得到的氧化鎂適用于配置補償收縮混凝土，特別是氧化鎂的延遲膨脹能力得到進一步改進和發(fā)揮，可根據(jù)使用環(huán)境(地區(qū)、溫度、濕度等)和混凝土結(jié)構(gòu)的不同，設(shè)計不同的摻量和活性，靈活調(diào)控混凝土膨脹性能和規(guī)律；使補償與收縮同步，保持混凝土體積穩(wěn)定性，以達到優(yōu)異的防裂抗?jié)B效果；膨脹水化產(chǎn)物在工程環(huán)境中溶解度低，熱穩(wěn)定性好，物理化學性質(zhì)十分穩(wěn)定。