目前提高含游离CaO材料抗水化性能的途径多种：添加助烧结剂、表面处理法、引入纳米氧化物促进烧结法。西安建筑科技大学的研究人员试图借助MgO碳热还原和输运氧气在MgO-CaO材料上制备MgO涂层，以此提高MgO-CaO材料抗水化性能；并研究了碳还原剂的类型、沉积温度、保温时间和氧气流量等因素对涂覆氧化镁涂层MgO-CaO材料抗水化性能的影响。
    本试验选用两种镁钙砂进行抗水化性能研究，一种为山东某公司生产的镁钙砂（w（CaO）＝22%，w（MgO）＝74%）；一种为营口某公司生产镁钙砂（w（CaO）＝55%，w（MgO）＝39%）。镁砂细粉采用97电熔镁砂，粒度≤0.088 mm。还原剂为N33O号炭黑，平均粒径6.27μm；石墨粒度为≤0.088 mm；焦炭为冶金二级焦，破碎成粒度≤0.088 mm的粉体。
    本试验镁钙砂的抗水化采用蒸压法评价。用标准筛筛取2.00～4.00 mm的颗粒，首先在 105～120 ℃空气中干燥至恒重，称取50 g镁钙砂装入100 mL的烧杯中，并盖上表面皿，一起放入高压釜中，在约40 min内使高压釜内蒸汽压力达到0.15 MPa，并保持2 h，打开放气阀，放出蒸汽，取出试样，使其在105～120 ℃空气中干燥至恒重，再用1.00 mm的方孔筛筛去干燥后的＜1.00 mm的颗粒，用水化增重率和粉化率表示镁钙砂的抗水化性能。利用扫描电子显微镜对处理后试样表面形貌进行了观察；利用X射线衍射仪进行相组成分析。
    碳还原剂对提高镁钙砂抗水化效果的影响：把炭黑、石墨、焦炭分别与镁砂细粉按1:1比例混合均匀，置于不同的坩埚中，上面覆盖一层多孔石墨纸，其上分别装满两种镁钙砂。沉积氧化镁在箱式气氛炉中进行，开始炉体充满Ar气，升温至1 550 ℃开始通入氧气，氧气流量为250 L•h-1，在1 600 ℃保温4 h沉积氧化镁涂层。冷却后测定镁钙砂的抗水化性能。
    MgO涂层沉积温度对提高镁钙砂抗水化效果的影响：利用炭黑作为还原剂，分别在1 450、1 500、1 550、1 600 ℃下，氧气通入量为250 L•h-1，沉积4 h。
    沉积时间对提高镁钙砂抗水化效果的影响：利用炭黑作还原剂，在1 600 ℃下分别保温2、4、6、8 h，氧气流量为250 L•h-1，对两种镁钙砂涂覆MgO涂层。
    氧气流量对试验效果的影响：利用炭黑作为碳源，在1 600 ℃，沉积4 h MgO涂层，氧气流量分别为250和500 L•h-1。
    结果显示：（1）采用炭黑、石墨、焦炭作为还原剂都可以发生碳热还原反应产生镁蒸汽，镁蒸汽扩散到镁钙砂附近氧化生成氧化镁包裹在镁钙砂表面，处理后镁钙砂的抗水化性能显著提高，其中炭黑为还原剂效果最好。（2）随MgO涂层沉积温度提高镁钙砂抗水化性提高。（3）随MgO涂层沉积时间的延长抗水化性提高，但超过4 h后，沉积生成氧化镁达到一定厚度，镁钙砂的抗水化性能不再提高。（4）氧气流量对试验结果影响不大，在本实验条件下，氧气输运不是限制性环节。（5）用炭黑作为还原剂，氧气流量为250 L•h-1，在1600℃下沉积MgO涂层4 h。通过涂覆MgO涂层氧化钙含量为22%和55%的两种镁钙砂的水化增重率（0.10％）和粉化率（1.16％）均大幅度降低。
（摘编自《2011年耐火原料学术交流会论文集》）