CN107601927A - 一种有利于提高早期强度的高水比含磷氯氧化镁水泥的制备方法 - Google Patents

一种有利于提高早期强度的高水比含磷氯氧化镁水泥的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于氯氧化镁水泥改性领域,特别涉及一种有利于提高早期强度的高水比含磷氯氧化镁水泥的制备方法:通过在制备氯氧化镁水泥浆料时添加特定表面活性剂来促进氯氧化镁水泥的早期水化反应的进行,加快水化反应速度,降低凝结时间,使所制备的氯氧化镁水泥在养护早期就能获得较高的强度。

Description

一种有利于提高早期强度的高水比含磷氯氧化镁水泥的制备 方法
技术领域
本发明属于氯氧化镁水泥改性领域,特别涉及一种有利于提高早期强度的高水比含磷氯氧化镁水泥的制备方法。
背景技术
氯氧化镁水泥是一种与传统水硬性硅酸盐水泥不同的气硬性水泥凝胶材料,于1867年由瑞典科学家Sorel发明后得到广泛的关注和应用,得益于其相对于传统硅酸盐水泥而言具备更加优良的性能,氯氧化镁水泥具有高强、早强、耐腐蚀、耐磨、导热系数低、防火性能好等优良性能;不仅如此,氯氧化镁水泥对于节能环保也有重要作用,氯氧化镁水泥制品不需要潮湿养护,也不需要蒸养和干燥等一些热工设备,可以有效降低能耗。但是氯氧镁水泥的一些明显的吸潮返卤、抗水性差等缺陷很大程度上阻碍了其进一步的发展,为了解决这些弊端,国内外学者做了很多研究,也取得了巨大的进展,在解决氯氧化镁水泥抗水性差的方面,目前认为较为有效的方式是加入磷酸或者可溶性磷酸盐,可以明显提升氯氧化镁水泥的抗水性,但是大多数抗水剂加入的同时也会减缓氯氧化镁水泥的凝结速度,导致氯氧化镁水泥早期强度的降低。
另一方面盐湖地区的工业生产会产生大量的副产物氯化镁,如果不得到有效的利用,势必会造成资源的浪费,除此之外,很多其他工业生产的副产物和废料如不能得到妥善的处理也会造成材料的浪费和环境的污染,例如电厂废料粉煤灰,工程废料锯木屑,花岗岩废料等。在现在的关于氯氧化镁水泥的研究中,多是向氯氧化镁水泥中添加此类废弃物,在有效利用这些工业废料的同时提高氯氧化镁的性能。往往在掺杂了大量工业废料的同时需要加大氯氧化镁水泥中水的配比,以获得较好的流动性和可操作性,但是在氯氧化镁水泥中过高的水比将会导致凝结时间的减缓以及强度的降低。这些问题的存在都将影响氯氧化镁水泥在实际工程中的应用以及发展。
发明内容
本发明针对现有技术中,与传统硅酸盐水泥在化学组成上完全不同的氯氧化镁水泥,尤其是为了掺杂各种添加料而设计的高水比氯氧化镁水泥浆体,以及添加有磷酸及可溶性磷酸盐作为抗水剂的氯氧化镁水泥,其早期强度低、凝结速度慢的问题,提供了一种有利于提高早期强度的高水比含磷氯氧化镁水泥的制备方法:通过在制备氯氧化镁水泥浆料时添加特定表面活性剂来促进氯氧化镁水泥的早期水化反应的进行,加快水化反应速度,降低凝结时间,使所制备的氯氧化镁水泥在养护早期就能获得较高的强度,
具体步骤为:
(1)将含磷抗水剂加入到氯化镁溶液中并充分搅拌;
(2)将表面活性剂加入到步骤(1)所得到的混合物中并充分搅拌,
其中,表面活性剂为CTAB或DTAB的阳离子表面活性剂;
(3)将轻烧氧化镁加入到步骤(2)所得到的混合物中并充分搅拌形成氯氧化镁水泥浆体,将所得浆体倒入模具中养护后,脱模并在空气中继续养护,
轻烧氧化镁中,氧化镁的质量分数≥50%,且活性氧化镁的质量分数≥50%,
活性氧化镁与步骤(1)中氯化镁溶液中溶质氯化镁和溶剂水的摩尔比为5~8:1:13~28,
含磷抗水剂为磷酸、磷酸二氢钠或磷酸二氢铵,添加量为氧化镁总质量的0.5%~1.5%,
表面活性剂添加量为氧化镁总质量的0.5‰~2‰。
具体实施方式
实施例1
本实施例所使用的轻烧氧化镁粉末中,活性氧化镁的质量分数为63%,氧化镁总的质量含量为84.27%,
按照活性氧化镁、氯化镁、水的摩尔比为6:1:16、抗水剂磷酸的用量为氧化镁质量的1%、CTAB的用量为氧化镁质量的1‰,
(1)将氯化镁溶于水中再加入磷酸混合成均匀溶液,
(2)将表面活性剂CTAB加入到步骤(1)所得到的溶液中并充分搅拌,
(3)将轻烧氧化镁加入到步骤(2)所得到的混合物中并充分搅拌形成氯氧化镁水泥浆体,将所得浆体倒入40mm×40mm×160mm的不锈钢模具中养护1天后,脱模并在空气中继续养护,养护7天后的抗压强度为50Mpa,并且在此过程中检测到体系中游离氯化镁的含量明显降低,养护7天后体系中游离氯化镁质量含量为4.01%,也说明本方案加快了氯化镁的水化反应速度。
实施例2
本实施例所使用的轻烧氧化镁粉末与实施例1相同,
按照活性氧化镁、氯化镁、水的摩尔比为7:1:20、抗水剂磷酸的用量为氧化镁质量的1%、CTAB的用量为氧化镁质量的1‰,
(1)将氯化镁溶于水中再加入磷酸混合成均匀溶液,
(2)将表面活性剂CTAB加入到步骤(1)所得到的溶液中并充分搅拌,
(3)将轻烧氧化镁加入到步骤(2)所得到的混合物中并充分搅拌形成氯氧化镁水泥浆体,将所得浆体倒入40mm×40mm×160mm的不锈钢模具中养护1天后,脱模并在空气中继续养护,养护7天后的抗压强度为42Mpa,并且在此过程中检测到体系中游离氯化镁的含量明显降低,养护7天后体系中游离氯化镁质量含量为5.22%。
实施例3
本实施例所使用的轻烧氧化镁粉末与实施例1相同,
按照活性氧化镁、氯化镁、水的摩尔比为6.5:1:20、抗水剂磷酸的用量为氧化镁质量的1%、DTAB的用量为氧化镁质量的1.5‰,
(1)将氯化镁溶于水中再加入磷酸混合成均匀溶液,
(2)将表面活性剂DTAB加入到步骤(1)所得到的溶液中并充分搅拌,
(3)将轻烧氧化镁加入到步骤(2)所得到的混合物中并充分搅拌形成氯氧化镁水泥浆体,将所得浆体倒入40mm×40mm×160mm的不锈钢模具中养护1天后,脱模并在空气中继续养护,养护7天后的抗压强度为45Mpa,并且在此过程中检测到体系中游离氯化镁的含量明显降低,养护7天后体系中游离氯化镁质量含量为4.98%。
对比实施例1
所制备的氯氧化镁水泥不加CTAB,其余与实施例1相同。
养护7天后的抗压强度为36Mpa,此时体系中游离氯化镁质量含量为4.73%,相比于实施例1,强度低,游离氯化镁含量高。
对比实施例2
所制备的氯氧化镁水泥不加CTAB,其余与实施例2相同。
养护7天后的抗压强度为30Mpa,此时体系中游离氯化镁质量含量为5.8%,相比于实施例2,强度低,游离氯化镁含量高。
对比实施例3
所制备的氯氧化镁水泥不加DTAB,其余与实施例3相同。
养护7天后的抗压强度为30Mpa,此时体系中游离氯化镁质量含量为5.76%,相比于实施例3,强度低,游离氯化镁含量高。
对比实施例4
将“CTAB”替换为等摩尔的“十六烷基磺酸钠”,其余与实施例1相同。
养护7天后的抗压强度为32Mpa,此时体系中游离氯化镁质量含量为5.31%,相比于实施例1,强度低,游离氯化镁含量高。
对比实施例5
将“CTAB”替换为等质量的“P123”,其余与实施例1相同。
养护7天后的抗压强度为34Mpa,此时体系中游离氯化镁质量含量为5.74%,相比于实施例1,强度低,游离氯化镁含量高。

Claims (6)

1.一种有利于提高早期强度的高水比含磷氯氧化镁水泥的制备方法,其特征在于:所述的制备方法为,在制备氯氧化镁水泥浆料时添加表面活性剂。
2.如权利要求1所述的有利于提高早期强度的高水比含磷氯氧化镁水泥的制备方法,其特征在于:所述制备方法的具体步骤为,
(1)将含磷抗水剂加入到氯化镁溶液中并充分搅拌;
(2)将阳离子表面活性剂CTAB或DTAB加入到步骤(1)所得到的混合物中并充分搅拌;
(3)将轻烧氧化镁加入到步骤(2)所得到的混合物中并充分搅拌形成氯氧化镁水泥浆体,将所得浆体倒入模具中养护后,脱模并继续养护。
3.如权利要求2所述的有利于提高早期强度的高水比含磷氯氧化镁水泥的制备方法,其特征在于:所述的轻烧氧化镁中,氧化镁的质量分数≥50%,活性氧化镁的质量分数≥50%。
4.如权利要求2所述的有利于提高早期强度的高水比含磷氯氧化镁水泥的制备方法,其特征在于:活性氧化镁与步骤(1)所述的氯化镁溶液中溶质氯化镁和溶剂水的摩尔比为5~8:1:13~28。
5.如权利要求2所述的有利于提高早期强度的高水比含磷氯氧化镁水泥的制备方法,其特征在于:含磷抗水剂为磷酸、磷酸二氢钠或磷酸二氢铵,添加量为氧化镁总质量的0.5%~1.5%。
6.如权利要求2所述的有利于提高早期强度的高水比含磷氯氧化镁水泥的制备方法,其特征在于:阳离子表面活性剂CTAB或DTAB的添加量为氧化镁总质量的0.5‰~2‰。
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