CN104446648B - 基于浸渍法的改善氯氧镁水泥制品抗水性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于浸渍法的改善氯氧镁水泥制品抗水性的方法，包括步骤：S101、制备含磷溶液，所述含磷溶液中包含磷酸一氢根、磷酸二氢根和正磷酸根中的一种或多种磷酸根离子；S102、将成型脱模后的氯氧镁水泥制品浸渍于所述含磷溶液中。该方法可以延缓氯氧镁水泥水化产物的分解，改善氯氧镁水泥制品的抗水性；同时不会延长氯氧镁水泥浆体的凝结时间，不会削弱氯氧镁水泥水化产物之间的粘结力，即不会影响制品的强度。

Description

基于浸渍法的改善氯氧镁水泥制品抗水性的方法
技术领域
本发明涉及一种氯氧镁水泥制品的改善工艺，尤其涉及一种基于浸渍法的改善氯氧镁水泥制品抗水性的方法。
背景技术
氯氧镁水泥是一种特殊品种水泥，因它是由法国人索瑞尔(Sorel)于1867年发明的，所以又称索瑞尔水泥。同时，它以氧化镁为主要成分，人们习惯上又称为镁氧水泥。在许多企业，人们根据它以氧化镁和氯化镁两种镁化合物为主要原料的特点，又简称之为双镁水泥。平常，人们也习惯称之为菱镁胶凝材料、菱镁水泥，因为他的主要原料轻烧镁粉是用菱镁矿石煅烧而成的。
抗水性是影响氯氧镁水泥应用的主要因素。氯氧镁水泥的主要水化产物在水中易溶蚀的特性使其应用领域受到限制。外加剂可以使水化产物的溶蚀速率降低，一定程度上提高氯氧镁水泥的抗水性。实际生产中常使用的外加剂可分为化学外加剂(主要为磷酸盐和硫酸盐等)和矿物掺合料(粉煤灰、矿渣、硅灰)等。其中磷酸或磷酸盐改善抗水性的效果优于硫酸盐，是目前最常用的抗水外加剂。一般地，将计量好的磷酸或磷酸盐加入到卤水(氯化镁)溶液中，待充分溶解后，与轻烧氧化镁粉及其它原料混合，搅拌制浆，得到氯氧镁水泥浆体。根据用户需求，将氯氧镁水泥浆体置于模具中制备成不同形状及用途的菱镁制品。在生产菱镁制品时，磷酸或磷酸盐的添加量一般为轻烧氧化镁粉的0.5％～1％(质量分数)。单掺1％的磷酸或磷酸盐时，氯氧镁水泥制品经养护后在常温下浸水28天的软化系数可提高到0.8以上。如果氯氧镁水泥中复掺磷酸(或磷酸盐)和矿物掺合料，抗水性会更优异。
现有技术使用磷酸或磷酸盐改善氯氧镁水泥的抗水性时，一方面会导致浆体的凝结时间延长，另一方面会使产品的抗压强度等力学性能降低。特别是在寒冷的冬季，气温会降低到10℃以下，并且持续低温。在气温低于10℃时，氯氧镁水泥净浆的凝结时间会显著延长，而在此条件下再加入磷酸或磷酸盐将进一步延长浆体的凝结时间。因而，冬季低气温会导致生产菱镁制品时的拆模时间延长，甚至使浆体无法硬化而不能拆模。因而目前使用磷酸或磷酸盐作为抗水剂的工艺技术在冬天的生产过程中会降低生产效率甚至影响正常生产。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种基于浸渍法的改善氯氧镁水泥制品抗水性的方法，该方法可以延缓氯氧镁水泥水化产物的分解，改善氯氧镁水泥制品的抗水性；同时不会延长氯氧镁水泥浆体的凝结时间，不会削弱氯氧镁水泥水化产物之间的粘结力，即不会影响制品的强度。
为了达到上述的发明目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种基于浸渍法的改善氯氧镁水泥制品抗水性的方法，包括步骤：
S101、制备含磷溶液，所述含磷溶液中包含磷酸一氢根、磷酸二氢根和正磷酸根中的一种或多种磷酸根离子；
S102、将成型脱模后的氯氧镁水泥制品浸渍于所述含磷溶液中。
优选地，所述含磷溶液中，磷酸根离子的浓度为2ug/ml～1000mg/ml。
优选地，所述含磷溶液中，磷酸根离子的浓度为2ug/ml～50mg/ml。
优选地，所述含磷溶液中，磷酸根离子的浓度为50mg/ml～1000mg/ml。
优选地，所述含磷溶液中，磷酸根离子的浓度为250mg/ml～1000mg/ml。
优选地，所述含磷溶液中，磷酸根离子的浓度为50mg/ml～250mg/ml。
优选地，制备含磷溶液的磷源选自磷酸、磷酸一氢盐、磷酸二氢盐、正磷酸盐中的一种或多种。
优选地，将成型脱模后的氯氧镁水泥制品浸渍于所述含磷溶液的时间为1～24h。
与现有技术相比，本发明实施例中提供的使用浸渍法将含P溶液(磷酸或磷酸盐)浸渍到氯氧镁水泥制品的表面，使磷酸根在水化产物的表层(包括制品外表面及内部孔表面)形成吸附层，进而与水化产物表面的Mg2+形成Mg-P配位键，减少或消除水化产物表面Mg2+与外界H2O接触并形成Mg-O键的活性点位，从而达到延缓水化产物分解，改善氯氧镁水泥制品抗水性的目的。
另外，在该方法中，含磷溶液是在氯氧镁水泥成型脱模后才与水化产物的表面相互作用，因而不会影响氯氧镁水泥的水化过程，不会延长浆体的凝结时间；并且，含P溶液没有分散在氯氧镁水泥浆体中，因而也不会夹杂或吸附在水化产物之间，不会削弱水化产物之间的粘结力，即不会影响制品的强度。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于浸渍法的改善氯氧镁水泥制品抗水性的方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合附图用实施例对本发明做进一步说明。
参阅图1，本具体实施方式中提供的基于浸渍法的改善氯氧镁水泥制品抗水性的方法包括步骤：
S101、制备含磷溶液，所述含磷溶液中包含磷酸一氢根、磷酸二氢根和正磷酸根中的一种或多种磷酸根离子。
S102、将成型脱模后的氯氧镁水泥制品浸渍于所述含磷溶液中。
其中，制备含磷溶液的磷源选自磷酸、磷酸一氢盐、磷酸二氢盐、正磷酸盐中的一种或多种。
其中，将成型脱模后的氯氧镁水泥制品浸渍于所述含磷溶液的时间优选为为1～24h。
根据以上方法对氯氧镁水泥制品的抗水性进行改善后，氯氧镁水泥制品的软化系数大幅度提高，甚至可以提高100％以上。
实施例1
(1)制备含磷溶液。本实施例中制备含磷溶液的磷源为磷酸，制备得到磷酸根离子浓度为2ug/ml的含磷溶液。
(2)将氯氧镁水泥水化并成型为具有具体形状的产品。其中氯氧镁水泥的原料配比为活性MgO:MgCl2:H2O＝7:1:15。
(3)待氯氧镁水泥制品成型脱模后，浸渍于磷酸根离子浓度为2ug/ml的含磷溶液中。浸渍1h后取出晾干。
(4)将步骤(3)中晾干的制品在65℃的水浴中浸泡24时，测得软化系数为0.44。作为对比，同样条件下，未经浸渍含磷溶液的制品的软化系数为0.32。由此，按照本实施例浸渍含磷溶液后氯氧镁水泥制品的软化系数提高了37.5％。
实施例2
(1)制备含磷溶液。本实施例中制备含磷溶液的磷源为磷酸二氢钾，制备得到磷酸根离子浓度为50ug/ml的含磷溶液。
(2)将氯氧镁水泥水化并成型为具有具体形状的产品。其中氯氧镁水泥的原料配比为活性MgO:MgCl2:H2O＝7:1:15。
(3)待氯氧镁水泥制品成型脱模后，浸渍于磷酸根离子浓度为50ug/ml的含磷溶液中。浸渍5h后取出晾干。
(4)将步骤(3)中晾干的制品在65℃的水浴中浸泡24时，测得软化系数为0.61。与同样条件下未经浸渍含磷溶液的制品相比，按照本实施例浸渍含磷溶液后氯氧镁水泥制品的软化系数提高了90.6％。
实施例3
(1)制备含磷溶液。本实施例中制备含磷溶液的磷源为磷酸氢二钾，制备得到磷酸根离子浓度为50mg/ml的含磷溶液。
(2)将氯氧镁水泥水化并成型为具有具体形状的产品。其中氯氧镁水泥的原料配比为活性MgO:MgCl2:H2O＝7:1:15。
(3)待氯氧镁水泥制品成型脱模后，浸渍于磷酸根离子浓度为50mg/ml的含磷溶液中。浸渍10h后取出晾干。
(4)将步骤(3)中晾干的制品在65℃的水浴中浸泡24时，测得软化系数为0.58。与同样条件下未经浸渍含磷溶液的制品相比，按照本实施例浸渍含磷溶液后氯氧镁水泥制品的软化系数提高了81.3％。
实施例4
(1)制备含磷溶液。本实施例中制备含磷溶液的磷源为磷酸三钾，制备得到磷酸根离子浓度为1000mg/ml的含磷溶液。
(2)将氯氧镁水泥水化并成型为具有具体形状的产品。其中氯氧镁水泥的原料配比为活性MgO:MgCl2:H2O＝7:1:15。
(3)待氯氧镁水泥制品成型脱模后，浸渍于磷酸根离子浓度为1000mg/ml的含磷溶液中。浸渍20h后取出晾干。
(4)将步骤(3)中晾干的制品在65℃的水浴中浸泡24时，测得软化系数为0.48。与同样条件下未经浸渍含磷溶液的制品相比，按照本实施例浸渍含磷溶液后氯氧镁水泥制品的软化系数提高了50％。
实施例5
(1)制备含磷溶液。本实施例中制备含磷溶液的磷源为磷酸二氢钾和磷酸氢二钾的混合物(可以按照任意比例混合)，制备得到磷酸根离子浓度为250mg/ml的含磷溶液。
(2)将氯氧镁水泥水化并成型为具有具体形状的产品。其中氯氧镁水泥的原料配比为活性MgO:MgCl2:H2O＝7:1:15。
(3)待氯氧镁水泥制品成型脱模后，浸渍于磷酸根离子浓度为250mg/ml的含磷溶液中。浸渍20h后取出晾干。
(4)将步骤(3)中晾干的制品在65℃的水浴中浸泡24时，测得软化系数为0.68。与同样条件下未经浸渍含磷溶液的制品相比，按照本实施例浸渍含磷溶液后氯氧镁水泥制品的软化系数提高了112.5％。
需要说明的是，在以上的实施例中，氯氧镁水泥的原料配比均为活性MgO:MgCl2:H2O＝7:1:15，在此仅是举例说明，不应理解为对本发明的限定。本发明提供的方法也使用于其他原料配比的氯氧镁水泥中。
综上所述，与现有技术相比，本发明实施例中提供的使用浸渍法将含P溶液(磷酸或磷酸盐)浸渍到氯氧镁水泥制品的表面，使磷酸根在水化产物的表层(包括制品外表面及内部孔表面)形成吸附层，进而与水化产物表面的Mg2+形成Mg-P配位键，减少或消除水化产物表面Mg2+与外界H2O接触并形成Mg-O键的活性点位，从而达到延缓水化产物分解，改善氯氧镁水泥制品抗水性的目的。
另外，在该方法中，含磷溶液是在氯氧镁水泥成型脱模后才与水化产物的表面相互作用，因而不会影响氯氧镁水泥的水化过程，不会延长浆体的凝结时间；并且，含P溶液没有分散在氯氧镁水泥浆体中，因而也不会夹杂或吸附在水化产物之间，不会削弱水化产物之间的粘结力，即不会影响制品的强度。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于浸渍法的改善氯氧镁水泥制品抗水性的方法，其特征在于，包括步骤：
S101、制备含磷溶液，所述含磷溶液中包含磷酸一氢根、磷酸二氢根和正磷酸根中的一种或多种磷酸根离子；其中，制备含磷溶液的磷源选自磷酸一氢盐、磷酸二氢盐、正磷酸盐中的一种或多种；
S102、将成型脱模后的氯氧镁水泥制品浸渍于所述含磷溶液中1～24h，使磷酸根离子与氯氧镁水泥制品表面的镁离子形成Mg-P配位键。
2.根据权利要求1所述的基于浸渍法的改善氯氧镁水泥制品抗水性的方法，其特征在于，所述含磷溶液中，磷酸根离子的浓度为2ug/ml～1000mg/ml。
3.根据权利要求1所述的基于浸渍法的改善氯氧镁水泥制品抗水性的方法，其特征在于，所述含磷溶液中，磷酸根离子的浓度为2ug/ml～50mg/ml。
4.根据权利要求1所述的基于浸渍法的改善氯氧镁水泥制品抗水性的方法，其特征在于，所述含磷溶液中，磷酸根离子的浓度为50mg/ml～1000mg/ml。
5.根据权利要求1所述的基于浸渍法的改善氯氧镁水泥制品抗水性的方法，其特征在于，所述含磷溶液中，磷酸根离子的浓度为250mg/ml～1000mg/ml。
6.根据权利要求1所述的基于浸渍法的改善氯氧镁水泥制品抗水性的方法，其特征在于，所述含磷溶液中，磷酸根离子的浓度为50mg/ml～250mg/ml。
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