CN109734411B - 一种耐水性镁基胶凝材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种镁基胶凝材料的制备方法，具体步骤为：按重量将废盐酸溶液加入到硫酸镁溶液中搅拌均匀，然后加入氧化镁和多晶硅废渣搅拌制成浆料，然后浇筑成型制成水泥制品。本发明利用废盐酸、多晶硅废渣作为改性剂制备镁水泥，能够明显改善材料的耐水性。本方法工艺简单，解决了镁水泥耐水性差的缺点，能够降低建材企业的生产成本；同时，实现了废盐酸和多晶硅废渣的资源化利用，降低了对环境的污染和治理成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐水性镁基胶凝材料的制备方法，特别涉及一种以废盐酸、多晶硅废渣为改性剂提高镁基水泥建筑材料耐水性的方法。
背景技术
镁水泥制品具有体积稳定性高、质轻、耐火、碱度低、装饰效果好、不吸潮反卤、对钢筋腐蚀作用小等优点，使其在制作装饰、装修材料上更具优势。但其耐水性差的缺陷，限制了应用。因此，研究开发耐水性的镁基胶凝材料，势在必行。为了解决镁水泥耐水性差的问题，外加剂的加入成为目前研究比较广泛的方法。
多晶硅废渣是生产多晶硅过程中产生的固体废弃物，目前国内多晶娃废渣主要以堆存和简易填埋的方式处理，不仅占用大量土地，并具有一定的毒害性，如果不能及时加以合理处置和安全利用，会造成环境污染和资源浪费，这已经成为多晶硅生产企业非常棘手的问题。盐酸是一种常用的化工原料，广泛应用于化工、钢铁、电镀和钢铁结构件的酸洗生产，每年产生大量的含盐酸废水。本发明以废盐酸、多晶硅废渣为改性剂，解决镁水泥耐水性差的问题，使难以处理的工业废渣物尽其用。
发明内容
本发明提供了一种耐水性镁基胶凝材料的制备方法，以废盐酸和多晶硅废渣作为复合改性剂，用于镁水泥建筑材料的生产与应用，提高其制品的耐水性能。
一种耐水性镁基胶凝材料的制备方法，具体步骤为：先配制硫酸镁溶液，按重量将废盐酸溶液加入到硫酸镁溶液中搅拌均匀，然后加入多晶硅废渣搅拌均匀，充分反应后，再加入氧化镁制成浆料，然后浇筑成型制成镁水泥制品。
在上述方法中，所述废盐酸、多晶硅废渣、硫酸镁和氧化镁的比例为1:(1.3～3.9):53.8:74.6。
在上述方法中，所述废酸的浓度为10～30%。
在上述方法中，所述多晶硅废渣为多晶硅生产过程中产生的废渣，主要化学组成为SiO2为15～30%、Al2O3为1～5%、CaO为15～35%、Cl为3～15%。
本发明的有益效果：本发明利用废盐酸、多晶硅废渣作为改性剂制备耐水性镁基胶凝材料。在本发明的体系中，改性剂能改善镁基胶凝材料的水化产物组成和水化产物晶体形态，由尺寸较小的薄片状水化产物（见附图1）转变成尺寸较大的粗棒状或针棒状水化产物（见附图2），硬化体的孔隙率降低、密实度提高，水化产物的组成和形态协同作用提高了材料的耐水性。本方法工艺简单，解决了镁水泥耐水性差的缺点，降低镁水泥建材企业的生产成本；同时，实现了废盐酸和多晶硅废渣的资源化利用，降低了对环境的污染和治理成本。
附图说明
图1是普通硫氧镁水泥水化产物的电镜图片（放大20000倍）；
图2是基于本发明的镁基胶凝材料水化产物的电镜图片（放大20000倍）。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作详细说明。本发明的实施例和对比例测试方法均按照标GB/T1761-1999《水泥胶砂强度检验方法》进行。使用多晶硅废渣主要化学组成为SiO2为16.6%、Al2O3为3.8%、CaO为28.9%、Cl为14.3%。
对比例一
称取720份硫酸镁溶液（28波美度），再与1000份氧化镁混合搅拌成均匀浆体，注入到三联模中，24h后脱模，自然条件下养护至7天。将一组试块干燥后进行抗折、抗压强度测试；另一组试块浸入水中浸泡7天，然后再进行抗折、抗压强度测试。
对比例二
称取720份硫酸镁溶液（28波美度）与4份盐酸（浓度20%）混合均匀，再与1000份氧化镁混合搅拌成均匀浆体，注入到三联模中，24h后脱模，自然条件下养护至7天。将一组试块干燥后进行抗折、抗压强度测试；另一组试块浸入水中浸泡7天，然后再进行抗折、抗压强度测试。
对比例三
称取720份硫酸镁溶液（28波美度），再与1040份干料（氧化镁1000份，40份无水氯化钙）混合搅拌成均匀浆体，注入到三联模中，24h后脱模，自然条件下养护至7天。将一组试块干燥后进行抗折、抗压强度测试；另一组试块浸入水中浸泡7天，然后再进行抗折、抗压强度测试。
对比例四
称取720份硫酸镁溶液（28波美度），再与1040份干料（氧化镁1000份，40份多晶硅废渣）混合搅拌成均匀浆体，注入到三联模中，24h后脱模，自然条件下养护至7天。将一组试块干燥后进行抗折、抗压强度测试；另一组试块浸入水中浸泡7天，然后再进行抗折、抗压强度测试。
实施例一
称取废盐酸（浓度13.8%）19.7份加入到720份硫酸镁溶液（28波美度）中搅拌均匀，加入多晶硅废渣27份，搅拌均匀，充分反应后加入氧化镁1000份，混合搅拌成均匀浆体，注入到三联模中，24h后脱模，自然条件下养护至7天。将一组试块干燥后进行抗折、抗压强度测试；另一组试块浸入水中浸泡7天，然后再进行抗折、抗压强度测试。
实施例二
称取废盐酸（浓度21.4%）26.8份加入到720份硫酸镁溶液（28波美度）中搅拌均匀，加入多晶硅废渣34.8份，搅拌均匀，充分反应后加入氧化镁1000份，混合搅拌成均匀浆体，注入到三联模中，24h后脱模，自然条件下养护至7天。将一组试块干燥后进行抗折、抗压强度测试；另一组试块浸入水中浸泡7天，然后再进行抗折、抗压强度测试。
实施例三
称取废盐酸（浓度28.6%）32.9份加入到720份硫酸镁溶液（28波美度）中搅拌均匀，加入多晶硅废渣45份，搅拌均匀，充分反应后加入氧化镁1000份，混合搅拌成均匀浆体，注入到三联模中，24h后脱模，自然条件下养护至7天。将一组试块干燥后进行抗折、抗压强度测试；另一组试块浸入水中浸泡7天，然后再进行抗折、抗压强度测试。
表1 测试结果
注：对比例一～四，干燥的试块浸水后试块出现网状开裂（个别试块断成数节），无法测试浸水强度数据。
Claims (1)
1.一种耐水性镁基胶凝材料的制备方法，其特征在于：先配制硫酸镁溶液，按重量将废盐酸溶液加入到硫酸镁溶液中搅拌均匀，然后加入多晶硅废渣搅拌均匀，充分反应后，再加入氧化镁制成浆料，然后浇筑成型制成镁水泥制品；
所述废盐酸为26.8份、硫酸镁溶液为720份、多晶硅废渣为34.8份、氧化镁为1000份，所述废盐酸质量百分浓度为21.4%，所述硫酸镁溶液波美度为28；
所述多晶硅废渣为多晶硅生产过程中产生的废渣，主要化学组成为SiO2为15～30%、Al2O3为1～5%、CaO为15～35%、Cl为3～15%。
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