Al2O3-MgO浇注料基质中，镁砂细粉（MgO）易于和水合氧化铝（χ-或ρ- Al2O3）或者添加的铝酸钙水泥反应，生成原位尖晶石，从而使Al2O3-MgO浇注料具有优良的抗侵蚀性能得到广泛应用。但这类浇注料也存在一些不足之处，如MgO容易水化引起材料的体积膨胀。而关于MgO的水化与脱水反应对浇注料性能的影响至今还没有系统的研究报道，因此，西班牙的研究人员以一种商业铝酸钙水泥和两种类型的镁砂为主要原料，研究对比了纯铝酸钙水泥、（铝酸钙水泥+死烧镁砂）以及（铝酸钙水泥+活性镁砂）的水化与脱水过程。
    试验所用的主要原料有：活性MgO（w(MgO)≥97.5%，平均粒径为10.4 μm，比表面积为8.2 m2• g-1，真密度3.44 g•cm-3）、死烧MgO（w(MgO)≥97.1%，平均粒径为10.3 μm，比表面积为1.2 m2• g-1，真密度3.43 g•cm-3）和铝酸钙水泥（CA14M）（w(Al2O3)=71.7±0.3%，平均粒径为11.6 μm，比表面积为1.55 m2• g-1，真密度2.97 g•cm-3，主要相组成为：CaAl2O4约50%、CaAl4O7约43%和Al2O4约7%）。
    将CA14M分别和两种类型的MgO以1:1（质量比）混合，在TURBULA混合机中振动混合12 h，采用握球测试法检测配料水化所需的加水量，确定各配料加水量与铝酸钙水泥质量之比分别为：CA14M为0.3、CA14M+死烧镁砂为0.5、CA14M+活性镁砂为1.9。
    试验均在24±2 ℃的室温下进行。水化过程中料浆的放热过程测量：将水泥或水泥+ MgO混合料浆装入隔热容器中，插入一个T型热电偶测量温度随时间的变化（24 h）。此外，加入水化时所需加水量15倍的水，将水泥或水泥+ MgO混合料制成悬浮液装入玻璃容器中，不停搅拌，连续测量其pH值。利用X射线衍射分析仪连续检测干粉料溶解过程中（0～62 h内）的水化产物。通过差热-热重分析以及膨胀分析考察升温至1 200 ℃过程中粉料水化及脱水过程，并据此在室温～1 200 ℃范围内选择合适的温度点对水化产物进行热处理后，利用X射线衍射分析仪检测其物相组成。
    将配料加入适量水振动浇注成样块，在恒温室内养护24 h后脱模，在试样上切割3 mm×3 mm×45 mm的条状试样，在110～1 400 ℃范围内选择合适的温度点对试样热处理后，测量其常温抗折强度。
    放热过程研究结果显示，CA14M+活性镁砂料浆在约5 h时，温度最高达约45 ℃，放热过程较平缓，持续时间最长；CA14M+死烧镁砂料浆在约9 h时，温度最高达约100 ℃；CA14M料浆在约12 h时，温度最高达约120 ℃，放热过程急促且短暂。可知，在水泥中加入MgO可以缩短水泥的絮凝时间以及放热反应达到最高温度的时间，其缩短时间的效果和MgO的类型有关。
    悬浮液pH值测量结果分别为：CA14M为12.2±0.3，CA14M+活性镁砂为10.0±0.1，CA14M+死烧镁砂为12.9 ±0.1；可知，加入活性镁砂降低了单一水泥熟料的pH值，增加了Ca2+的溶解性，溶液中Ca2+与Al(OH)4-量之比增大，更易于晶核的形成，因此缩短了水化反应的时间；而加入死烧镁砂对水泥熟料的pH值影响不大，其水化时间的缩短可能是由于MgO的异相成核作用引起的。
    X射线衍射分析结果：CA14M水化约12 h时的主要物相为3CaO•Al2O3•6H2O（C3AH6）和Al(OH)3（AH3）；CA14M+活性镁砂水化约5 h时的主要物相为2CaO•Al2O3•8H2O（C2AH8）和C3AH6，此外存在有水滑石类产物Mg6Al2(CO3) (OH)16 •4H2O；CA14M+死烧镁砂水化约9 h时的主要物相为C2AH8、C3AH6和AH3，在所有配方中均不存在Mg(OH)2相。
    差热-热重分析显示，CA14M+死烧镁砂水化产物与CA14M水化产物的DTA曲线相似，CA14M+活性镁砂水化产物中因含有水滑石使其DTA曲线与众不同，水滑石在150～220 ℃脱水，在300～400 ℃脱去OH和CO3基团。
    热膨胀分析结果显示，CA14M+死烧镁砂与CA14M的热膨胀曲线相似，试样均有少量的收缩；CA14M+活性镁砂试样的收缩较大，这可能与其所需的加水量较多以及水滑石脱水产生额外的气孔有关。
    由于加入活性镁砂会引起较大幅度的体积变化，所以只考察了CA14M+死烧镁砂与CA14M不同温度下热处理后的常温抗折强度，结果表明：在100～1 000 ℃，CA14M的强度较低，在1 200～1 400 ℃由于形成了陶瓷结合，CA14M的强度逐渐增大；100～1 200 ℃范围内，CA14M+死烧镁砂的强度均高于单一水泥的强度，这主要是由于气孔率相对较低，在600～1 000 ℃试样的强度明显降低是由水泥的脱水作用引起的，在1 200～1 400 ℃试样的强度明显增大是由于反应生成了尖晶石（增大到200±17 MPa，远高于单一CA14M 30±6 MPa的水平）。
    总之，向水泥中添加适量的死烧镁砂，既不影响其水化与脱水过程，又可起到提高其高温热处理后（＞1 200 ℃）的常温抗折强度的作用。可以据此向浇注料中添加适量MgO使其生成原位尖晶石，来替代价格较贵的合成尖晶石。
（编译自《UNITECR2009论文集》）