一種磷酸鎂水泥及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，特別涉及一種磷酸鎂水泥及該水泥的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 磷酸鎂水泥，是一種快凝快硬、早期強(qiáng)度高、低溫凝結(jié)速度快的水硬性膠凝材料， 其與舊混凝土的黏結(jié)強(qiáng)度較高，加上磷酸鎂水泥耐磨性能和抗凍性能較好，該水泥主要適 用于高速公路、機(jī)場跑道、市政干道等需要快速修補(bǔ)的領(lǐng)域。
[0003] 快速硬化是磷酸鎂水泥的優(yōu)勢，特別適合于搶修工程，但同時也正是由于水化速 率過快，不僅影響材料的成型，而且強(qiáng)度也受到影響，因此，磷酸鎂水泥的水化時間和強(qiáng)度 需要達(dá)到一個平衡，既要滿足快速施工的需求，也要使得材料利用成型，且強(qiáng)度較高。
[0004] 申請?zhí)枮?01410117477. 8的專利文獻(xiàn)"一種磷酸鎂水泥基復(fù)合材料"，公開了一 種磷酸鎂水泥材料，目前國內(nèi)眾多學(xué)者對磷酸鎂水泥的性能有較為詳細(xì)的研宄，而磷酸鎂 水泥凝結(jié)時間非?？焖俨焕诖蠓秶氖┕ひ?，并且磷酸鎂水泥耐水性較差。本發(fā)明的 磷酸鎂水泥基復(fù)合材料特點(diǎn)在于：在磷酸鎂水泥中加入硅酸鹽水泥和硫鋁酸鹽水泥，使得 這種磷酸鎂水泥基復(fù)合材料的凝結(jié)時間增長，耐水性也在一定程度上得到改善。由此可知， 該技術(shù)方案是將多種水泥熟料結(jié)合在一起使用，以降低磷酸鎂水泥凝結(jié)時間，同時保證其 強(qiáng)度，提高其耐水性。但是，由于不同的水泥的性質(zhì)并不相同，降低磷酸鎂水泥的凝結(jié)時間， 也會影響磷酸鎂水泥快硬快強(qiáng)的特點(diǎn)，其強(qiáng)度會受到影響，而且由于磷酸鹽和氧化鎂含量 的降低，其優(yōu)良的耐磨性能也隨之降低，因此，該方案不是改進(jìn)磷酸鎂水泥的理想方案。
[0005] 申請?zhí)枮?01180072272. 7的專利文獻(xiàn)"緩釋磷酸水泥"，公開了一種磷酸鎂水泥， 該混合物包括：至少部分包覆在用于改變所述水泥澆注件凝固時間的添加劑中的MgO顆 粒；選擇用以提供經(jīng)驗化學(xué)式為MMgP〇4 ? 6H20的粘結(jié)劑產(chǎn)品的磷酸鹽或磷酸；以及一種選 自（a)CaSi03,（b)MgSi03,（c)Si02,（d)粉煤灰，（e)海砂，以及（f)以上各項的任何組合的 集料相。對MgO顆粒的包覆提供了對改變凝固時間的較好控制，以及水泥凝固后較好的物 理性質(zhì)。在此還公開了制造該混合物和用該混合物制備水泥澆注件的方法。由此可知，該 方案是對MgO進(jìn)行包覆，以控制其凝固時間，然而，首先是制備較為復(fù)雜，其次，MgO包覆后 其水化機(jī)制受到影響，那么也會對其強(qiáng)度受到影響，因此該方案是顧此失彼的方案，也不甚 理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明解決的技術(shù)問題：針對上述不足，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是提 供一種磷酸鎂水泥及其制備方法。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案：一種磷酸鎂水泥，包括以下質(zhì)量百分比的各個組分： (1) 磷酸鎂水泥熟料65. 0%-80. 0% ; (2) 鎂渣 5. 0%-10. 0% ; (3) 納米氧化鋁2. 0%-5. 0% ; (4) 氮化硅 2. 0%-5. 0% ; (5) 粉煤灰 5. 0%-10. 0% ; (6) 緩凝劑 2. 0%-5. 0% ; (7) 石膏 2. 5%-5. 0%。
[0008] 作為優(yōu)選，所述緩凝劑為硼砂。
[0009] 作為優(yōu)選，所述氮化娃的質(zhì)量含量為2. 5%_3. 5%。
[0010] 作為優(yōu)選，所述石膏為脫硫石膏。
[0011] 一種磷酸鎂水泥的制備方法，制備步驟如下： (1) 備料：根據(jù)各個組分的質(zhì)量含量準(zhǔn)確稱取各個組分； (2) 粉碎：將鎂渣進(jìn)行粉碎處理，至粉體的平均粒徑為80-150um; (3) 預(yù)混：將各個組分混合在一起，攪拌均勻； (4) 粉磨：將步驟（3)得到的粉狀材料進(jìn)行粉磨，至平均粒徑為20-50um，即得到磷酸鎂 水泥。
[0012] 作為優(yōu)選，步驟（4)中磷酸鎂水泥的平均粒徑為20-30um。
[0013] 有益效果：磷酸鎂水泥的性能，是依賴于磷酸鹽和氧化鎂的水化機(jī)制，在沒有緩凝 劑存在的情況下，磷酸鎂水泥的凝結(jié)速度非常之快，以致導(dǎo)致材料的可塑性受到影響，不利 于材料成型，因此，需要控制磷酸鎂水泥凝結(jié)時間，同時保證強(qiáng)度。為此，本發(fā)明添加了礦物 摻合料和緩凝劑。在磷酸鎂水泥水化過程中，磷酸鹽和氧化鎂的含量比值或影響水化的速 率和強(qiáng)度，本發(fā)明提供的鎂渣，可在一定程度上調(diào)整上述比例，同時配合緩凝劑的使用，可 有效的控制磷酸鎂水泥的初凝時間，使凝結(jié)時間控制在30min-4h范圍內(nèi)。同時，為避免強(qiáng) 度下降，加入納米級的氧化鋁，有效提高其硬化之后的強(qiáng)度，因此，本發(fā)明提供的磷酸鎂水 泥，其具有凝結(jié)速度可調(diào)，可塑性較強(qiáng)的特點(diǎn)，同時凝結(jié)早期的強(qiáng)度和長期強(qiáng)度均較高，克 服了磷酸鎂水泥長期強(qiáng)度降低的缺陷，是一種有效改善磷酸鎂水泥使用前景的方式。
【具體實施方式】
[0014] 為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進(jìn)行描述，但是 應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的 限制。
[0015] 實施例1 : 一種磷酸鎂水泥，包括以下質(zhì)量百分比的各個組分： (1) 磷酸鎂水泥熟料65.0%; (2) 鎂渣 10.0%; (3) 納米氧化鋁4. 0% ; (4) 氮化硅5. 0% ; (5) 粉煤灰10.0%; (6) 緩凝劑硼砂3. 0% ; (7) 脫硫石膏3. 0%。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法制備磷酸鎂水泥，制備步驟如下： (1)備料：根據(jù)各個組分的質(zhì)量含量準(zhǔn)確稱取各個組分； (2) 粉碎：將鎂渣進(jìn)行粉碎處理，至粉體的平均粒徑為120um; (3) 預(yù)混：將各個組分混合在一起，攪拌均勻； (4) 粉磨：將步驟（3)得到的粉狀材料進(jìn)行粉磨，至平均粒徑為50um，即得到磷酸鎂水 泥。
[0017] 實施例2: 一種磷酸鎂水泥，包括以下質(zhì)量百分比的各個組分： (1) 磷酸鎂水泥熟料80.0%; (2) 鎂渣 5.0%; (3) 納米氧化鋁2.0%; (4) 氮化硅2. 0% ; (5) 粉煤灰5.0%; (6) 緩凝劑硼砂2. 0% ; (7) 脫硫石膏4%。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法制備磷酸鎂水泥，制備步驟如下： (1) 備料：根據(jù)各個組分的質(zhì)量含量準(zhǔn)確稱取各個組分； (2) 粉碎：將鎂渣進(jìn)行粉碎處理，至粉體的平均粒徑為120um; (3) 預(yù)混：將各個組分混合在一起，攪拌均勻； (4) 粉磨：將步驟（3)得到的粉狀材料進(jìn)行粉磨，至平均粒徑為50um，即得到磷酸鎂水 泥。
[0019] 實施例3: 一種磷酸鎂水泥，包括以下質(zhì)量百分比的各個組分： (1) 磷酸鎂水泥熟料75.0%; (2) 鎂渣 5.0%; (3) 納米氧化鋁5.0%; (4) 氮化硅3. 0% ; (5) 粉煤灰6.0%; (6) 緩凝劑硼砂3. 0% ; (7) 脫硫石膏3. 0%。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法制備磷酸鎂水泥，制備步驟如下： (1) 備料：根據(jù)各個組分的質(zhì)量含量準(zhǔn)確稱取各個組分； (2) 粉碎：將鎂渣進(jìn)行粉碎處理，至粉體的平均粒徑為lOOum; (3) 預(yù)混：將各個組分混合在一起，攪拌均勻； (4) 粉磨：將步驟（3)得到的粉狀材料進(jìn)行粉磨，至平均粒徑為30um，即得到磷酸鎂水 泥。
[0021] 實施例4: 一種磷酸鎂水泥，包括以下質(zhì)量百分比的各個組分： (1) 磷酸鎂水泥熟料70.0%; (2) 鎂渣 7.0%; (3) 納米氧化鋁3.0%; (4) 氮化硅3. 0% ; (5) 粉煤灰8.0%; (6) 緩凝劑硼砂4. 0% ; (7) 脫硫石膏5. 0%。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法制備磷酸鎂水泥，制備步驟如下： (1) 備料：根據(jù)各個組分的質(zhì)量含量準(zhǔn)確稱取各個組分； (2) 粉碎：將鎂渣進(jìn)行粉碎處理，至粉體的平均粒徑為80um; (3) 預(yù)混：將各個組分混合在一起，攪拌均勻； (4) 粉磨：將步驟（3)得到的粉狀材料進(jìn)行粉磨，至平均粒徑為30um，即得到磷酸鎂水 泥。
[0023] 實施例5 : 一種磷酸鎂水泥，包括以下質(zhì)量百分比的各個組分： (1) 磷酸鎂水泥熟料70.0%; (2) 鎂渣 8.0%; (3) 納米氧化鋁4% ; (4) 氮化硅3. 0% ; (5) 粉煤灰6.0%; (6) 緩凝劑硼砂5. 0% ; (7) 脫硫石膏4. 0%。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法制備磷酸鎂水泥，制備步驟如下： (1) 備料：根據(jù)各個組分的質(zhì)量含量準(zhǔn)確稱取各個組分； (2) 粉碎：將鎂渣進(jìn)行粉碎處理，至粉體的平均粒徑為80um; (3) 預(yù)混：將各個組分混合在一起，攪拌均勻； (4) 粉磨：將步驟（3)得到的粉狀材料進(jìn)行粉磨，至平均粒徑為20um，即得到磷酸鎂水 泥。
[0025] 將上述【具體實施方式】提供的磷酸鎂水泥作為實驗組;根據(jù)申請?zhí)枮?01410117477. 8 的專利文獻(xiàn)"一種磷酸鎂水泥基復(fù)合材料"公開的技術(shù)方案制備磷酸鎂水泥，為對照組；將 實驗組和對照組分別進(jìn)行性能測試。
[0026] (1)凝結(jié)時間 對實施例1-5和對照組的磷酸鎂水泥進(jìn)行水泥凝結(jié)時間測試，結(jié)果如下表1所示： 表1磷酸鎂水泥的凝結(jié)時間測定(單位：min)
【主權(quán)項】
1. 一種磷酸鎂水泥，其特征在于，包括以下質(zhì)量百分比的各個組分： (1) 磷酸鎂水泥熟料65. 0%-80. 0% ; (2) 鎂渣 5. 0%-10. 0% ; (3) 納米氧化鋁2. 0%-5. 0% ; (4) 氮化硅 2. 0%-5. 0% ; (5) 粉煤灰 5. 0%-10. 0% ; (6) 緩凝劑 2. 0%-5. 0% ; (7) 石膏 2. 5%-5. 0%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鎂水泥，其特征在于：所述緩凝劑為硼砂。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鎂水泥，其特征在于：所述氮化硅的質(zhì)量含量為 2. 5%-3. 5%〇
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鎂水泥，其特征在于：所述石膏為脫硫石膏。
5. -種根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鎂水泥的制備方法，其特征在于，制備步驟如下： (1) 備料：根據(jù)各個組分的質(zhì)量含量準(zhǔn)確稱取各個組分； (2) 粉碎：將鎂渣進(jìn)行粉碎處理，至粉體的平均粒徑為80-150um; (3) 預(yù)混：將各個組分混合在一起，攪拌均勻； (4) 粉磨：將步驟（3)得到的粉狀材料進(jìn)行粉磨，至平均粒徑為20-50um，即得到磷酸鎂 水泥。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的磷酸鎂水泥的制備方法，其特征在于：步驟（4)中磷酸鎂水泥 的平均粒徑為20-30um。
【專利摘要】一種磷酸鎂水泥及其制備方法，涉及建筑材料領(lǐng)域，包括以下質(zhì)量百分比的各個組分：（1）磷酸鎂水泥熟料65.0%-80.0%；（2）鎂渣5.0%-10.0%；（3）納米氧化鋁2.0%-5.0%；（4）氮化硅2.0%-5.0%；（5）粉煤灰5.0%-10.0%；（6）緩凝劑2.0%-5.0%；（7）石膏2.5%-5.0%。該磷酸鎂水泥的制備方法，包括：（1）備料；（2）粉碎；（3）預(yù)混；（4）粉磨。本發(fā)明提供的磷酸鎂水泥，具有凝結(jié)速度可調(diào)，可塑性較強(qiáng)的特點(diǎn)，同時凝結(jié)早期的強(qiáng)度和長期強(qiáng)度均較高，克服了磷酸鎂水泥長期強(qiáng)度降低的缺陷，是一種有效改善磷酸鎂水泥使用前景的方式。
【IPC分類】C04B12-02
【公開號】CN104761167
【申請?zhí)枴緾N201510125360
【發(fā)明人】計慷
【申請人】蘇州市德萊爾建材科技有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年3月23日