高温焼成は化学反応速度論を制御する鍵です。 1600℃の炉で焼成された死焼マグネシアは、材料に高密度で完全な結晶構造を発達させます。この物理的変化は材料の化学的反応性を著しく低下させ、これが改質スラリーでの使用における決定的な要件となります。
マグネシアを1600℃で処理することにより、結晶は安定した低反応性の状態になります。これによりセメント内の酸塩基反応が遅くなり、リサイクル骨材への熱損傷を防ぎ、耐久性のある補強コーティングを保証します。
結晶改質の物理学
結晶密度の達成
1600℃でマグネシアは基本的な構造変化を起こします。高い熱エネルギーにより、結晶は凝集して非常に高密度の形成になります。
表面積の利用可能性の低減
この「死焼」状態は、欠陥の少ない完全な結晶構造をもたらします。これにより、即時の化学反応に利用可能な表面積が劇的に減少し、材料は軽焼または中焼の代替品よりもはるかに反応性が低くなります。
酸塩基反応の制御
反応速度の調整
リン酸マグネシウムカリウムセメント（MKPC）では、マグネシアはリン酸二水素カリウムと反応します。マグネシアの反応性が高すぎると、この酸塩基反応は激しく瞬時に起こります。
作業時間の延長
1600℃で焼成された死焼マグネシアの低い反応性は、天然の遅延剤として機能します。反応速度を遅くし、スラリーが作業可能で化学的に安定したままでいられる時間枠を延長します。
骨材微細構造の保護
発熱の緩和
急速な酸塩基反応は significant な発熱を発生させます。反応速度を遅くすることにより、1600℃で焼成されたマグネシアは、混合物に熱衝撃を与える可能性のある突然の温度スパイクを防ぎます。
リサイクル骨材の保存
過度の熱は、スラリーに使用されるリサイクル骨材の微細構造を劣化させる可能性があります。熱放出を制御することにより、死焼マグネシアはこの損傷を防ぎ、骨材が健全であることを保証します。
コーティング安定性の確保
改質スラリーの最終的な目標は、補強コーティングを形成することです。反応が制御され、熱が管理されているため、結果として得られるコーティングはより均一で、安定しており、効果的です。
トレードオフの理解
焼成不足のリスク
炉の温度が1600℃を下回ると、マグネシアは完全に高密度化しません。これにより材料の反応性が高くなり、「急結」を引き起こし、セメントが効果的に使用できないほど速く硬化します。
熱損傷の可能性
十分な温度で死焼されていないマグネシアを使用すると、制御されない熱発生が生じます。この過剰な熱は、コーティングと骨材の間の結合を損ない、改質の目的を無効にします。
プロジェクトに最適な選択をする
リン酸マグネシウムカリウムセメントの完全性を確保するために、スラリーの特定の性能要件に基づいて原材料を選択してください。
- 作業性を最優先する場合：マグネシアが1600℃で死焼されたものとして認定されていることを確認し、硬化前の十分な作業時間を保証してください。
- 微細構造の完全性を最優先する場合：反応熱を最小限に抑え、リサイクル骨材の熱劣化を防ぐために、高温で焼成されたマグネシアを優先してください。
MKPC改質における成功は、材料だけでなく、マグネシア自体の熱履歴にも依存します。
概要表：
| 特徴 | 軽焼MgO（<1100℃） | 死焼MgO（1600℃） |
|---|---|---|
| 結晶構造 | 多孔質・不完全 | 高密度・完全 |
| 化学的反応性 | 高・瞬間的 | 低・制御可能 |
| 反応速度 | 急結 | 安定・作業可能 |
| 発熱量 | 高発熱スパイク | 低・段階的 |
| 骨材への影響 | 熱衝撃のリスク | 構造的完全性を維持 |
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参考文献
- Siyao Wang, Yuan Gao. Surface treatment with nano-silica and magnesium potassium phosphate cement co-action for enhancing recycled aggregate concrete. DOI: 10.1515/ntrev-2023-0192
この記事は、以下の技術情報にも基づいています Kintek Furnace ナレッジベース .
