Dataset on Citric Acid-Modified Magnesium-Based Composite Cement Hydration, Whisker Regulation, and Water Resistance

本数据集来源于“柠檬酸改性镁基（氯氧镁/硫氧镁）复合胶凝材料的水化、晶须调控与耐水性”研究，通过两阶段单因素实验获得。第一阶段以轻烧氧化镁（MgO，85%纯度，辽宁营口会腾耐火材料有限公司）、六水氯化镁（MgCl₂·6H₂O，山东潍坊亚润化工）、七水硫酸镁（MgSO₄·7H₂O，山东潍坊亚润化工）和自来水为原料，系统优化基准配合比：固定水掺量考察 MgCl₂:MgSO₄ 摩尔比（1:2、1:1、2:1），再考察 MgO 掺量（10、12、14、16 mol）及水掺量（10–18 mol），最终确定 MgO:MgCl₂:MgSO₄:H₂O = 14:2:1:12（水胶比 0.25）为基准配方；第二阶段在基准配方中外掺柠檬酸（C₆H₈O₇·H₂O，天津智远试剂），掺量为胶凝材料总质量的 0、0.5%、1%、1.5%、2%。试样制备流程为：原料称量→配制镁盐溶液并搅拌均匀（必要时加热）→水泥胶砂搅拌机低速搅拌 120 s、停 15 s、再高速搅拌 120 s→浇筑 40 mm×40 mm×160 mm 三联模并振捣排气→24 h 后脱模编号→（20±2）℃ 室内自然养护或浸水养护，分别在 3 d、7 d、14 d、28 d 龄期进行力学性能测试。数据采集所用主要仪器设备包括：X 射线衍射仪为日本理学（Rigaku）Ultima IV 衍射仪（185 mm 测角仪），工作条件为 40 kV/40 mA，2θ/θ 连续扫描，扫描范围 2θ = 5°–70°，步长 0.02°，每条谱线含 3251 个计数数据点；微观形貌观测采用日立 S-4800 场发射扫描电子显微镜（FE-SEM），二次电子 SE(M) 模式，加速电压 15 kV，放大倍数 2000×（个别 5000×），工作距离 16.9–18.3 mm，图像分辨率 1280×960 像素，标尺 20 μm；抗压、抗折强度试验基于 40 mm×40 mm×160 mm 净浆试件；柱状图由表格数据经 Origin 软件绘制（.opju 工程文件与导出的 .tif 图一一对应），水养护 SEM 对比图（图 6）经 PowerPoint 排版合成。数据集中的表格数据汇总于两个 CSV 文件（中文版《宏观性能数据.csv》与英文版"Macroscopic Performance Data .csv"，内容一致），共含 5 张数据表、合计 19 条记录：表 1 为不同 MgCl₂:MgSO₄ 摩尔比下抗压强度（3 条记录），表 2 为同条件下抗折强度（3 条记录），表 3 为不同 MgO 掺量下抗压强度（4 条记录），表 4 为同条件下抗折强度（4 条记录），表 5 为不同柠檬酸掺量下的强度（5 条记录）。各表行标签为试验序号（No./序号），列标签依次为实验变量（MgCl₂:MgSO₄ 摩尔比；MgO 掺量，单位 mol；柠檬酸掺量，以质量分数表示，如 0.005 即占总胶凝材料质量的 0.5%）、及各龄期（3 d、7 d、14 d、28 d）抗压/抗折强度，强度计量单位均为 MPa，数值精确到 0.1 MPa。手稿正文表 3 中的“强度增长率（%）”为相对未掺柠檬酸空白组的计算派生值，不作为独立原始记录。本数据集不存在随机缺失，但相对论文报道范围有以下覆盖说明，提请使用者注意：XRD 数据仅包含空白组（Neat paste，即柠檬酸掺量 0%）与 0.5% 掺量组在 28 d 自然养护和 28 d 水养护两种条件下的 4 组谱线（论文图 7、图 8 中更高掺量的谱线未随数据集提供）；SEM 图像覆盖自然养护 28 d 的 0%、0.5%、1%、1.5% 掺量组及水养护 28 d 的空白组与 0.5% 掺量组，不含 2% 掺量组；水掺量（10–18 mol）优化实验及水养护条件下的强度数据在论文正文中以文字形式报道，未以表格数据文件形式纳入本数据集。关于数据误差与精度：力学强度数据为实验实测单值（保留 0.1 MPa），柱状图数值标签与 CSV 数据完全一致，但图表中未附误差棒，论文亦未给出平行试样数量与标准偏差，故无法评估组内离散性；强度测试在（20±2）℃养护条件下进行，配合比称量、搅拌与脱模时间按统一规程控制，可认为系统误差可控；XRD 的 TXT 文件为仪器直接导出的原始计数强度（未经平滑、扣背景处理），.raw 与 .TXT 为同一次扫描的两种存储形式；论文中物相相对含量的半定量分析结果具有半定量方法固有的近似性。此外，个别图注存在不影响数据的编辑性瑕疵，如“MgO 掺量”柱状图横轴误标为"Molar Ratio"、纵轴单位写作"Mpa"（应为 MPa），CSV 表头掺量单位"(%)"与实际数值形式（质量分数 0.005 等）不一致，已在数据说明中澄清。数据集共包含 33 个文件，按类型分述如下：① 宏观性能表格数据 2 个：《宏观性能数据.csv》与"Macroscopic Performance Data .csv"（中英文版本，UTF-8 编码，5 表 19 条记录）；② XRD 数据 8 个：空白组与 0.5% 掺量组在自然养护、水养护下的 4 对文件，每对包含仪器原始格式 .raw（约 14 KB）与同数据的制表符分隔文本 .TXT（约 36 KB，前 16 行为仪器参数与扫描条件头信息，其后为“2θ（°）—衍射强度（counts）”两列共 3251 个数据点）；③ SEM 数据 12 个：6 张原始二次电子图像（.tif，1280×960 灰度，文件名标注掺量与养护条件）及对应的 6 个同名词法参数文件（.txt，记录拍摄日期、加速电压、放大倍数、工作距离、像素尺寸、样品台坐标等仪器元数据）；④ 成品微观形貌图 6 个：自然养护 28 d 不同掺量组 SEM 组图 (a)–(d)（4 个 .tif，992×850）、水养护 28 d 空白组与 0.5% 组对比图（1 个 .tif，1984×850；1 个 .pptx 排版源文件，含两幅图像与 (a)(b) 标注）；⑤ 力学性能柱状图及绘图工程文件 10 个：5 组"图表 .tif（1653×1411）+ Origin 工程 .opju"一一对应，对应论文图 1–5，数据与 CSV 一致。关于文件格式的适用软件：.csv 与 .txt 可用 Excel、记事本等任意文本软件打开；.tif 为通用图像格式，可用 Windows 图片查看器、ImageJ、Photoshop 等打开；SEM 参数 .txt 为纯文本。两种相对专业的格式说明如下：XRD 原始 .raw 文件为理学 Rigaku 衍射仪专用格式，可用 Rigaku SmartLab Studio II）或 PDXL2 打开，亦兼容 MDI Jade、Bruker DIFFRAC.EVA 等通用 XRD 分析软件；因数据集同时提供了内容完全等效的 .TXT 文本版，不安装专用软件亦可直接读取全部衍射数据。Origin 工程 .opju 文件需使用 OriginLab Origin 2018 及以上版本打开，打开后可查看每个柱状图对应的工作表数据与绘图模板。