MgO由于具有良好的抗侵蚀等高温特性，广泛用作耐火原料。但MgO又存在易与空气中水分反应产生较大膨胀的缺点，特别是添加在不定形耐火材料中的MgO，容易发生水化，造成结构体剥落。此前，抑制MgO水化的研究较多，但其多是添加低熔物的作法，影响耐火材料性能。不定形材料中加入的MgO在过热时的水化速度是由MgO原料在时效变化初期的水化反应决定的，基于这种认识，日本黑崎播磨公司的研究人员通过碳酸化处理，提高MgO原料在时效变化初期的抗水化性，从而抑制含MgO不定形耐火材料在干燥时的水化反应。
　　首先对MgO微粉的时效变化进行研究。试验分两部分，一是在18 L的罐内装入20 kg MgO微粉（MgO：95％、SiO2：2％～3％、CaO：1％～2％、200目），不加盖呈半开放状态，放在30 ℃、80％ 湿度的恒温恒湿室内。二是将MgO摊在托盘上，厚度20 mm，放在恒温恒湿室内，暴露在空气中。利用TPD（加热分离法）分析时效变化前后的MgO微粉，将试样从室温加热到500 ℃时对MgO微粉的反应及粘附的物质，以氮气为载体进行质量分析。然后，将时效变化后的MgO微粉添加到Al2O3浇注料中，外加6.1％的水混练、注模，在20 ℃的恒温室内养护24 h。脱模后测量尺寸，即刻进行釜压处理（条件：6 h、158 ℃、0.6 MPa），将试验后的试样在110 ℃干燥一晚上，定其膨胀率，研究原料水化反应对干燥时水化反应的影响。
　　通过对时效试验前后MgO微粉的TPD测定发现，半开放状态放置的MgO微粉几乎没有碳酸化反应，但水化反应显著。放在托盘上的MgO微粉水化反应和碳酸化反应同时发生，但碳酸化反应速度较快。釜压试验中，添加时效试验前的MgO微粉，浇注料的膨胀率为0.01％，几乎没有膨胀；添加开放放置14天的MgO微粉，浇注料膨胀严重，结构剥落；添加开放放置21天的MgO微粉，浇注料完全没有膨胀。可见，MgO的保管时效变化影响水化反应，达到临界量时，在过热水蒸气下会加速水化反应。
　　以往有利用碳酸化处理提高CaO抗水化性能的可行报告，因此，碳酸化也应适用于MgO，从热力学角度来讲，MgCO3要比Mg(OH)2稳定，而且MgO的碳酸化即使在常温下也可进行。MgO微粉的碳酸化处理可采用两种方法，一是将MgO微粉在常温常湿下放置7天，在大气暴露处理。另一种是将MgO微粉进行喷射破碎处理，促使活性化的破碎面与气体中的CO2反应。处理后的MgO微粉进行时效变化试验（同前半开放状态），试验后进行TPD测定，加入浇注料进行釜压试验。
　　TPD测定结果显示，经大气暴露处理的MgO微粉CO2吸附量与处理前相比增加19.2μmol•g-1。时效变化试验后的微粉H2O的化学吸附量虽有增加，但其增加量与未经处理的微粉相比明显减少，抑制了水化反应。经喷射破碎处理的微粉CO2吸附量增加，说明也发生了碳酸化。而且，经过处理后的微粉添加到浇注料中，经釜压试验，至少可放置32天没有膨胀。由此可见，通过碳酸化处理，可改变MgO微粉的时效，明显起到抑制水化的作用。
（编译自《耐火物》2010，№11）