CN103922694B - 一种磷酸镁水泥基复合材料 - Google Patents
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Abstract
一种磷酸镁水泥基复合材料属于建筑材料技术领域，目前国内众多学者对磷酸镁水泥的性能有较为详细的研究，而磷酸镁水泥凝结时间非常快速不利于大范围的施工要求，并且磷酸镁水泥耐水性较差。本发明的磷酸镁水泥基复合材料特点在于：在磷酸镁水泥中加入硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥,使得这种磷酸镁水泥基复合材料的凝结时间增长，耐水性也在一定程度上得到改善。本发明具有在保持磷酸镁水泥强度不变得前提下适当延长凝结时间、改善耐水性能、成本低廉、应用灵活等优点，具有很好的推广和应用前景。
Description
技术领域
本发明属于新型建筑材料技术领域，具体涉及通过改变组成成分使得磷酸镁水泥在保持强度不变得基础上适当提高磷酸镁水泥凝结时间及改善耐水性能。本发明提出了在磷酸镁水泥传统原材料基础上加入硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥使磷酸镁水泥凝结时间适当延长及耐水性能得到改善。此方法效果明显，应用灵活。
背景技术
磷酸镁水泥是一种在室温下通过化学反应形成的新型胶凝材料。与传统水泥相比，其操作简单方便，反应速度快，而最终的水化产物又具有陶瓷制品的优良特性，有良好的力学性能，同时磷酸镁水泥可以大掺量地胶结各种工业废弃物如粉煤灰、矿渣等，因此是一种非常有研究价值、节能环保的新型绿色材料。因此磷酸镁水泥作为快速修补材料被国内外学者广泛研究。目前，磷酸镁水泥的研究仍不成熟，磷酸镁水泥凝结时间较短，不适应大体积修补，且磷酸镁水泥耐水性较差。
对于磷酸镁水泥的凝结时间较短，目前主要采取的方法是加入缓凝剂，其中运用最多的缓凝剂为硼砂。但硼砂对于延长磷酸镁水泥凝结时间的效果不明显。只有在大量掺入硼砂的情况下才能使凝结时间得到大范围的延长，但在这种情况下磷酸镁水泥的强度下降较为明显。目前磷酸镁的凝结时间一般能控制在10分钟左右。
根据目前学者的研究可知，磷酸镁的耐水性差。为了改善磷酸镁水泥的耐水性，学者们提出了一些具体措施，目前多数研究者从以下两方面提出改善措施：一方面提高水化产物MgKPO4·6H2O的生成量，MgKPO4·6H2O是磷酸镁水泥中主要的胶凝材料，能使磷酸镁水泥结构紧密，从而使得磷酸镁水泥孔隙率降低。另一方面重点考虑掺加超细填料填堵硬化体内毛细孔道，改变基体孔结构、减少孔隙率、提高其密实性。而以上学者提出的这两种改善磷酸镁水泥耐水性的方法，实际操作有一定的局限性，不能完全的预期的目的。
发明内容
磷酸镁水泥基复合材料，其特征在于：磷酸镁水泥基复合材料各组分及其质量分数为70%-85%普通磷酸镁水泥、10-20%硅酸盐水泥、5%-10%快硬硫铝酸盐水泥。
进一步，普通磷酸镁水泥各组分及其质量分数为：40%烧结镁砂、55%磷酸二氢钾、5%缓凝剂硼砂。
进一步，硅酸盐水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥。
进一步，硫铝酸盐水泥为62.5高强度快硬硫铝酸盐水泥.
进一步，制备磷酸镁水泥基复合材料的具体步骤为：
将磷酸二氢钾、硼砂、硅酸盐水泥及烧结镁砂先混合搅拌60s，然后倒入硫铝酸盐水泥，搅拌30s，然后将水加入混合均匀的材料中，之后搅拌60s，得磷酸镁水泥基复合材料浆体。
本发明在组成成分上对磷酸镁水泥进行改善，使其耐水性能得到改善，凝结时间也得到了一定程度的延长。该方法操作简单，易于实现，对于磷酸镁水泥耐水性能有所改善。
具体实施方式
一、使用的原材料及施工工法情况
1.普通磷酸镁水泥的配合比：40%烧结镁砂、55%磷酸二氢钾、5%缓凝剂硼砂。
2.磷酸镁水泥基复合材料的配合比
硅酸盐水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥。
硫铝酸盐水泥为62.5高强度快硬硫铝酸盐水泥。
3.施工工法为：按设计配合比将磷酸二氢钾、硼砂、硅酸盐水泥及烧结镁砂先混合搅拌60s，然后倒入硫铝酸盐水泥，搅拌30s，然后将水加入混合均匀的材料中，之后搅拌60s，得磷酸镁水泥基复合材料浆体。
4.实施效果考核方法：本发明的磷酸镁水泥基复合材料由于凝结速度较快，初凝时间和终凝时间间隔很短，实验中只测定初凝时间。将普通磷酸镁水泥凝结时间和用本发明的磷酸镁水泥基复合材料凝结时间进行对比，普通磷酸镁水泥凝结时间用1来表示。
将磷酸镁水泥基复合材料及普通磷酸镁水泥浇筑到尺寸为100mm×100mm×400mm模具中，试件成型后1h脱模，放置在温度为（20±2）℃，相对湿度为（50±5）%的实验室环境中养护28天。然后对磷酸镁水泥基复合材料及普通磷酸镁水泥小梁在水中进行浸泡实验，6个月后测试其抗折强度。将普通磷酸镁水泥小梁和用本发明的磷酸镁水泥基复合材料小梁进行抗折强度对比，普通磷酸镁水泥小梁的抗折强度用1来表示，改善后的效果如下。
二、具体实施结果
Claims (3)
1.磷酸镁水泥基复合材料，其特征在于：磷酸镁水泥基复合材料各组分及其质量分数为70％‐85％普通磷酸镁水泥、10‐20％硅酸盐水泥、5％‐10％快硬硫铝酸盐水泥；普通磷酸镁水泥各组分及其质量分数为：40％烧结镁砂、55％磷酸二氢钾、5％缓凝剂硼砂；
将磷酸二氢钾、硼砂、硅酸盐水泥及烧结镁砂先混合搅拌60s，然后倒入硫铝酸盐水泥，搅拌30s，然后将水加入混合均匀的材料中，之后搅拌60s，得磷酸镁水泥基复合材料浆体。
2.根据权利要求1所述的磷酸镁水泥基复合材料，其特征在于：硅酸盐水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的磷酸镁水泥基复合材料，其特征在于：硫铝酸盐水泥为62.5高强度快硬硫铝酸盐水泥。
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