CN109574619B - 一种磷酸镁发泡水泥的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磷酸镁发泡水泥的制备方法，步骤如下：S1、制备氯化铁溶液；S2、将氯化铁溶液和硼砂加入到一定量水中，得到混合溶液；S3、将重质氧化镁与磷酸二氢盐粉末混合均匀，然后向混合粉末中加入步骤S2制备的混合溶液，再迅速加入双氧水，搅拌均匀后倒入试模中；S4、成型。各原料组分用量按重量份计如下：重质氧化镁35～45份、磷酸二氢钾25～30份、硼砂2～3份、双氧水7～30份、水2～20份、氯化铁溶液2～3份。本发明采用重质氧化镁代替常规的重烧氧化镁作为原料制备磷酸镁发泡水泥，解决了现有技术中采用重质氧化镁难以制备出磷酸镁发泡水泥的技术缺陷，降低了能耗，节约了成本，且得到的磷酸镁发泡水泥稳定性好。

Description

一种磷酸镁发泡水泥的制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，特别涉及一种制备具有一定强度和低密度的磷酸镁发泡水泥的工艺方法。
背景技术
磷酸镁水泥主要是由氧化镁、磷酸盐和缓凝剂按照一定比例配置而成。磷酸镁水泥具有凝结快，早强高、粘接力强、干缩小、耐磨、抗冻等优点，是一种非常有研究价值，节能环保的新型凝胶材料。与水泥基材料相比，磷酸镁水泥材料耐高温性能突出。磷酸镁发泡水泥具有良好的保温隔热及耐高温性能，且密度较小，常被用于轻质墙体砌块、墙板等。目前磷酸镁发泡工艺普遍采用重烧氧化镁为原料，重烧氧化镁是由菱镁矿在1700℃左右的高温煅烧而成，高温煅烧能耗大，因此存在生产水泥能耗大，经济成本高等缺点。重质氧化镁的生产过程中不需要高温煅烧，能耗较小，因此其价格低廉。但是，现有技术研究表明，重质氧化镁凝结时间过快，因此不能作为制备磷酸镁发泡水泥的原料。
发明内容
本发明的目的针对现有技术中采用重质氧化镁作为原料难以制备出磷酸镁发泡水泥的技术缺陷，提供一种采用重质氧化镁制备磷酸镁发泡水泥的新方法。
本发明提供的磷酸镁发泡水泥的制备方法是向原料组分重质氧化镁与磷酸二氢盐的混合粉末中加入氯化铁溶液、硼砂、水以及双氧水，搅拌均匀后制模成型。
优选的是，所述磷酸二氢盐为磷酸二氢钾。
该方法具体包括如下步骤：
S1、制备氯化铁溶液，氯化铁溶液中氯化铁含量为60g/L；
S2、将2～3重量份氯化铁溶液和2～3重量份硼砂加入到2～20重量份水中，得到混合溶液；
S3、将35～45重量份重质氧化镁与25～30重量份磷酸二氢盐粉末混合均匀，然后向混合粉末中加入步骤S2制备的混合溶液，再迅速加入7～30重量份双氧水，搅拌均匀后倒入试模中；其中，双氧水中过氧化氢质量百分数为30％；
S4、成型。
优选的是，上述方法中，各原料组分用量按重量份计如下：重质氧化镁35～45份、磷酸二氢钾25～30份、硼砂2～3份、双氧水22～30份、水2～3份、氯化铁溶液2～3份。
另一优选的是，上述方法中，各原料组分用量按重量份计如下：重质氧化镁35～45份、磷酸二氢钾25～30份、硼砂2～3份、双氧水7～9份、水18～20份、氯化铁溶液2～3份。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明对现有磷酸镁水泥发泡方式进行了优化，使用廉价易得的重质氧化镁代替重烧氧化镁，制备出磷酸镁发泡水泥，解决了现有技术中采用重质氧化镁难以制备出磷酸镁发泡水泥的技术缺陷，有利于降低生产水泥的能耗和节约成本，具有明显的社会经济效益。
(2)本发明的制备方法中加入的氯化铁溶液具有双重作用，不仅提高硼砂作为缓凝剂的缓凝效果，还作为催化剂催化加速双氧水分解，提高双氧水作为发泡剂的发泡性能，制备出具有一定强度和低密度的磷酸镁发泡水泥，且保证了磷酸镁发泡水泥的稳定性。
(3)本方法中可以通过改变原料组分中双氧水与水的比例，实现制备不同密度的发泡水泥材料，以适应不同使用环境的需要。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1、本发明中实施例1-3制备的试样的密度图。
图2、本发明中实施例1-3制备的试样的抗压强度图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1
一种磷酸镁发泡水泥的制备方法，包括如下步骤：
S1、将氯化铁溶于水中，制成浓度60g/L的氯化铁溶液。
S2、将2kg氯化铁溶液和2kg硼砂加入到2kg水中，得到混合溶液。
S3、将40.57kg重质氧化镁与27.58kg磷酸二氢钾粉末混合均匀，然后向混合粉末中加入步骤S2制备的混合溶液，再迅速加入27.82kg双氧水，搅拌均匀后倒入试模中；其中，双氧水中过氧化氢质量分数为30％，即双氧水与水的质量比例为14:1。
S4、成型，得到试样。
实施例2
制备方法步骤同实施例1，不同的是，步骤S2中水的用量14.91kg，步骤S3中双氧水用量14.91kg，即双氧水与水的比例为1:1。
实施例3
制备方法步骤同实施例1，不同的是，步骤S2中水的用量20.87kg，步骤S3中双氧水用量8.95kg，即双氧水与水的比例为3:7。
对实施例1、2、3制备的试样进行密度和抗压强度测试，结构见图1和图2。可以看出，当双氧水与水的用量比例为14:1时，试样平均密度为780kg/m3，28天强度为4.3MPa。当双氧水与水的用量比例为1:1时，试样平均密度为838kg/m3，28天强度为5.6MPa。当双氧水与水的用量比例为3:7时，试样平均密度为972kg/m3，28天强度为7.3MPa。双氧水与水的用量比例不同，制备出的磷酸镁发泡水泥的密度和抗压强度各有不同。因此，在实际施工使用时可以通过改变原料组分中双氧水与水的用量比例，制备出不同密度的发泡水泥材料，以适应不同使用环境。
实施例4
一种磷酸镁发泡水泥的制备方法，包括如下步骤：
S1、将氯化铁溶于水中，制成浓度60g/L的氯化铁溶液。
S2、将3kg氯化铁溶液和3kg硼砂加入到3kg水中，得到混合溶液。
S3、将35kg重质氧化镁与25kg磷酸二氢钾粉末混合均匀，然后向混合粉末中加入步骤S2制备的混合溶液，再迅速加入7kg双氧水，搅拌均匀后倒入试模中。
S4、成型，得到试样。测得试样的平均密度为810kg/m3，28天强度为4.8MPa。
实施例5
一种磷酸镁发泡水泥的制备方法，包括如下步骤：
S1、将氯化铁溶于水中，制成浓度60g/L的氯化铁溶液。
S2、将3kg氯化铁溶液和3kg硼砂加入到20kg水中，得到混合溶液。
S3、将45kg重质氧化镁与30kg磷酸二氢钾粉末混合均匀，然后向混合粉末中加入步骤S2制备的混合溶液，再迅速加入30kg双氧水，搅拌均匀后倒入试模中。
S4、成型，得到试样。测得试样的平均密度为910kg/m3，28天强度为7.0MPa。
初步研究表明，本专利中，氯化铁溶于水后水解形成氢氧化铁等多核羟基络离子，它们会与硼砂发生配位络合作用，形成螯合物。分布在重质氧化镁周围的螯合物能够在重质氧化镁的表面及周围形成保护膜，阻碍重质氧化镁的溶解以及磷酸二氢根离子和钾离子与氧化镁的接触，减慢水化反应速度，进而延缓水泥浆的凝固，即氯化铁溶解起到提升硼砂缓凝效果的作用。
综上所述，本发明对现有磷酸镁水泥发泡方式进行了改进，使用重质氧化镁代替重烧氧化镁，有利于降低能耗和节约成本；同时，采用了氯化铁溶液，氯化铁既可以提升硼砂的缓凝效果，还可以催化促进双氧水分解，改善发泡效果，得到磷酸镁发泡水泥。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (5)

1.一种磷酸镁发泡水泥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、配制氯化铁溶液；
S2、将氯化铁溶液和硼砂加入到水中，得到混合溶液；
S3、将重质氧化镁粉末与磷酸二氢盐粉末混合均匀，然后向混合粉末中加入步骤S2制备的混合溶液，再迅速加入双氧水，搅拌均匀后倒入试模中；
S4、成型；
各原料组分用量按重量份计如下：重质氧化镁35～45份、磷酸二氢钾25～30份、硼砂2～3份、双氧水7～30份、水2～20份、氯化铁溶液2～3份；氯化铁溶液中氯化铁浓度为60g/L。
2.如权利要求1所述的磷酸镁发泡水泥的制备方法，其特征在于，所述双氧水中过氧化氢的质量百分含量为30％。
3.如权利要求1所述的磷酸镁发泡水泥的制备方法，其特征在于，所述磷酸二氢盐为磷酸二氢钾。
4.如权利要求1所述的磷酸镁发泡水泥的制备方法，其特征在于，各原料组分用量按重量份计如下：重质氧化镁35～45份、磷酸二氢钾25～30份、硼砂2～3份、双氧水22～30份、水2～3份、氯化铁溶液2～3份。
5.如权利要求1所述的磷酸镁发泡水泥的制备方法，其特征在于，各原料组分用量按重量份计如下：重质氧化镁35～45份、磷酸二氢钾25～30份、硼砂2～3份、双氧水7～9份、水18～20份、氯化铁溶液2～3份。
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