CN104529377A - 一种抗水型氯氧镁水泥及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗水型氯氧镁水泥的制备方法，包括步骤：将抗水添加剂与活性氧化镁混匀成混合粉体；在混合粉体中加入氯化镁水溶液、砂、石，混匀后形成抗水型氯氧镁水泥；其中，抗水添加剂的制备原料包括磷酸盐和矿物掺和料。该制备方法简单，易于操作。通过该制备方法制备得到的抗水型氯氧镁水泥抗水性良好，同时其抗压强度良好。本发明还公开了这种抗水型氯氧镁水泥及其在道路施工中的应用，根据本发明的抗水型氯氧镁水泥的抗水性及抗压强度满足其作为路面施工材料的性能要求。

Description

一种抗水型氯氧镁水泥及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于道路材料技术领域，具体地讲，涉及一种抗水型氯氧镁水泥及其制备方法，还涉及该抗水型氯氧镁水泥在道路施工中的应用。

背景技术

氯氧镁水泥(简称镁水泥)是以一定浓度氯化镁溶液拌合氧化镁粉而形成的气硬性胶凝材料，主要水化产物是氯氧化镁[Mg₃(OH)₅Cl·4H₂O]及Mg(OH)₂。镁水泥与一定量的砂、石可制备镁水泥混凝土。它具有强度高、胶凝性能强、耐久性强、快速固化，以及养护容易等优点。然而，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。

一般地，将计量好的磷酸或磷酸盐加入到卤水(含氯化镁)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。将氯氧镁水泥浆体制备成不同形状及用途的抗水性菱镁制品。

目前，国内在生产抗水性菱镁制品时，大都选择添加一定量的磷酸或磷酸盐，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。虽然能满足一些制品(如防火板、通风管道、装饰材料等)的性能要求，但是将之用于修建抗水性公路路面，其抗水性能还远远达不到。因此目前镁水泥混凝土用于修建公路方面的报道还未曾出现。

材料的耐水性是其与水长期接触或在水的作用下继续保持其性能不变的能力。氯氧镁水泥耐水性很差，其硬化体在水中可逐渐失去强度，强度损失率可达60％～80％。氯氧镁水泥的吸潮返卤、抗水性较差等特性一直制约着其制品的发展。为解决抗水性差的特点，国内外所采用的方法有两种，一种是改变镁水泥浆体的养护条件，使其形成一些溶解度低的水化产物，此方法多见于日本、美国专利；另一种方法是在氯氧镁水泥的原有组分中加入添加剂。

其中，加入添加剂的方法近几年从硫酸盐作为抗水剂转而研究磷酸盐、有机酸、以及水溶性和水乳型的高聚物抗水剂，但是一直没有很好解决这一问题。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种抗水型氯氧镁水泥及其制备方法，该抗水型氯氧镁水泥中包含抗水添加剂，其可与氯化镁、氧化镁等氯氧镁水泥的基本原料混合，形成抗水型氯氧镁水泥，继而用作路面材料。

为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种抗水型氯氧镁水泥的制备方法，其特征在于，包括步骤：将抗水添加剂与活性氧化镁混合成混合粉体；在所述混合粉体中加入氯化镁水溶液、砂、石，混合形成所述抗水型氯氧镁水泥；其中，所述抗水添加剂包括磷酸盐和矿物掺和料。

进一步地，在所述混合粉体中，所述抗水添加剂与所述活性氧化镁的质量比为1～6:2～13。

进一步地，所述混合粉体与所述氯化镁水溶液、砂、石的质量比为1:0.5～5:1～6:1～8。

进一步地，所述抗水添加剂的制备方法为：将磷酸盐、矿物掺和料和水配置成浆料，所述浆料经水化、烘干、研磨得到所述抗水添加剂；其中，所述磷酸盐与所述矿物掺和料、水的质量比为1:0.5～5:1～6。

进一步地，所述活性氧化镁来源于轻烧氧化镁粉、苛性白云石粉中的任意一种。

进一步地，所述磷酸盐包括正磷酸盐、磷酸一氢盐、磷酸二氢盐中的至少一种，所述矿物掺和料包括粉煤灰、矿渣、硅灰中的至少一种。

进一步地，所述氯化镁水溶液的浓度为20°Bé～30°Bé。

本发明的另一目的在于提供一种抗水型氯氧镁水泥，包括质量比为1～6:2～13的抗水添加剂和活性氧化镁；以及氯化镁水溶液、砂、石；其中，所述抗水添加剂与活性氧化镁的质量和与所述氯化镁水溶液、砂、石的质量比为1:0.5～5:1～6:1～8；所述氯化镁水溶液的浓度为20°Bé～30°Bé。

本发明的另一目的还在于提供一种如上述的抗水型氯氧镁水泥的应用。

本发明通过在氯氧镁水泥中添加抗水添加剂，可制备抗水型氯氧镁水泥，且制备方法简单；制备得到的氯氧镁水泥抗水性良好，可满足作为路面施工材料的性能要求。

附图说明

通过结合附图进行的以下描述，本发明的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：

图1是根据本发明的实施例的抗水型氯氧镁水泥的制备方法的步骤流程图。

具体实施方式

以下，将参照附图来详细描述本发明的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本发明，并且本发明不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。

实施例1

图1是根据本发明的实施例的抗水型氯氧镁水泥的制备方法的步骤流程图。

参照图1，根据本发明的实施例的抗水型氯氧镁水泥的制备方法包括下述步骤：

在步骤110中，制备抗水添加剂。

具体地，将1份磷酸二氢铵和1份粉煤灰及1份水置入搅拌器中，充分混合后进行蒸煮，温度控制在不低于50℃即可，蒸煮时间控制在30min～150min，使得磷酸二氢铵完全溶解，形成凝胶状混合物(又称为浆料)。再将该浆料烘干、研磨得到抗水添加剂。上述份数均为质量份数。此处，干燥的温度并无特别限制，以达到烘干的目的即可；研磨后的抗水添加剂的粒径控制在160目～220目即可。

在步骤120中，将步骤110得到的抗水添加剂与活性氧化镁混合形成混合粉体。

在本实施例中，活性氧化镁来自于轻烧氧化镁粉，其中活性氧化镁的含量为40％～45％；本领域技术人员可知，经过简单换算后可得到轻烧氧化镁粉与抗水添加剂的质量比。本实施例中，将85份该轻烧氧化镁粉与15份步骤110得到的抗水添加剂进行混合，得到均匀的混合粉体；即在该混合粉体中，包括15份抗水添加剂和34～38份活性氧化镁。

在步骤130中，将混合粉体、氯化镁水溶液与砂、石混合，形成抗水型氯氧镁水泥。

具体地，首先配置25°Bé的氯化镁水溶液；°Bé为波美度的单位，波美度是表示溶液浓度的一种方法，其可通过波美比重计进行测量。

然后，将步骤120得到的混合粉体100份、细砂224份、碎石286份与上述氯化镁水溶液50份进行混合，即得抗水型氯氧镁水泥。

通过上述制备方法制备得到的抗水型氯氧镁水泥可用作路面修建的材料，路面修建完成后在5℃～45℃的温度范围内进行养护，一般7d后即可形成性能优良的抗水型氯氧镁水泥路面，该抗水型氯氧镁水泥路面在28d后的抗压强度可达到25MPa～45MPa。

实施例2

在实施例2的描述中，与实施例1的相同之处在此不再赘述，只描述与实施例1的不同之处。实施例2与实施例1的不同之处在于，在步骤120中，活性氧化镁来自于苛性白云石粉，其中活性氧化镁的含量为25％～30％。简单换算后可得，每100份该苛性白云石粉中含有活性氧化镁25～30份；将100份苛性白云石粉与20份抗水添加剂进行混合，得到均匀的混合粉体；在步骤130中，将上述混合粉体100份、细砂210份、碎石270份及25°Bé的氯化镁水溶液500份进行混合，得到抗水型氯氧镁水泥。

制备得到的抗水型氯氧镁水泥即可用于路面的修筑，修筑完成的路面需在5℃～45℃下进行养护，一般7d后即可形成性能优良的抗水型氯氧镁水泥路面，该抗水型氯氧镁水泥路面在28d后的抗压强度可达到25MPa～35MPa，满足使用需求。

实施例3

在实施例3的描述中，与实施例1的相同之处在此不再赘述，只描述与实施例1的不同之处。实施例3与实施例1的不同之处在于，在步骤110中，抗水添加剂由1份磷酸钠、0.5份硅灰和6份水制备而成，其中，所述份数均为质量份数；在步骤120中，活性氧化镁来自于苛性白云石粉，其中活性氧化镁的含量为10％～12％；将200份苛性白云石粉与10份抗水添加剂进行混合，得到均匀的混合粉体，换句话说，在该混合粉体中，包括20～24份活性氧化镁和10份步骤110得到的抗水添加剂；在步骤130中，将上述混合粉体200份、细砂200份、碎石1200份及30°Bé的氯化镁水溶液500份进行混合，得到抗水型氯氧镁水泥。

制备得到的抗水型氯氧镁水泥即可用于路面的修筑，修筑完成的路面需在5℃～45℃下进行养护，一般7d后即可形成性能优良的抗水型氯氧镁水泥路面，该抗水型氯氧镁水泥路面在28d后的抗压强度可达到30MPa～35MPa，满足使用需求。

实施例4

在实施例4的描述中，与实施例1的相同之处在此不再赘述，只描述与实施例1的不同之处。实施例4与实施例1的不同之处在于，在步骤110中，抗水添加剂由1份磷酸氢二钾、5份矿渣和3份水制备而成，其中，所述份数均为质量份数；在步骤120中，活性氧化镁来自于轻烧氧化镁粉，其中活性氧化镁的含量为60％～65％，本领域技术人员可知，每100份该轻烧氧化镁粉中即含有60～65份活性氧化镁；在本实施例中，将50份轻烧氧化镁粉与15kg抗水添加剂进行混合，得到均匀的混合粉体，即该混合粉体中包括30～32份左右的活性氧化镁；在步骤130中，将上述混合粉体100份、细砂600份、碎石400份及20°Bé的氯化镁水溶液200份进行混合，得到抗水型氯氧镁水泥。

制备得到的抗水型氯氧镁水泥即可用于路面的修筑，修筑完成的路面需在5℃～45℃下进行养护，一般7d后即可形成性能优良的抗水型氯氧镁水泥路面，该抗水型氯氧镁水泥路面在28d后的抗压强度可达到35MPa～45MPa，满足使用需求。

实施例5

在实施例5的描述中，与实施例1的相同之处在此不再赘述，只描述与实施例1的不同之处。实施例5与实施例1的不同之处在于，在步骤110中，抗水添加剂由1份磷酸二氢钠、2份粉煤灰和4份水制备而成，其中，所述份数均为质量份数；在步骤120中，活性氧化镁来自于轻烧氧化镁粉，其中活性氧化镁的含量为50％～55％；在本实施例中，将100份轻烧氧化镁粉与10份抗水添加剂进行混合，得到均匀的混合粉体，该混合粉体中含有50～55份左右的活性氧化镁；在步骤130中，将上述混合粉体50份、细砂200份、碎石400份及20°Bé的氯化镁水溶液50份进行混合，得到抗水型氯氧镁水泥。

制备得到的抗水型氯氧镁水泥即可用于路面的修筑，修筑完成的路面需在5℃～45℃下进行养护，一般7d后即可形成性能优良的抗水型氯氧镁水泥路面，该抗水型氯氧镁水泥路面在28d后的抗压强度可达到40MPa～45MPa，满足使用需求。

虽然已经参照特定实施例示出并描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解：在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可在此进行形式和细节上的各种变化。

Claims (9)

1.一种抗水型氯氧镁水泥的制备方法，其特征在于，包括步骤：将抗水添加剂与活性氧化镁混匀成混合粉体；在所述混合粉体中加入氯化镁水溶液、砂、石，混匀后形成所述抗水型氯氧镁水泥；其中，所述抗水添加剂包括磷酸盐和矿物掺和料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述混合粉体中，所述抗水添加剂与所述活性氧化镁的质量比为1～6:2～13。

3.根据权利要求1或2任一所述的制备方法，其特征在于，所述混合粉体与所述氯化镁水溶液、砂、石的质量比为1:0.5～5:1～6:1～8。

4.根据权利要求1或2任一所述的制备方法，其特征在于，所述抗水添加剂的制备方法为：将磷酸盐、矿物掺和料和水配置成浆料，所述浆料经水化、烘干、研磨得到所述抗水添加剂；

其中，所述磷酸盐与所述矿物掺和料、水的质量比为1:0.5～5:1～6。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述活性氧化镁来源于轻烧氧化镁粉、苛性白云石粉中的任意一种。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述磷酸盐包括正磷酸盐、磷酸一氢盐、磷酸二氢盐中的至少一种，所述矿物掺和料包括粉煤灰、矿渣、硅灰中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氯化镁水溶液的浓度为20°Bé～30°Bé。

8.一种抗水型氯氧镁水泥，其特征在于，包括质量比为1～6:2～13的抗水添加剂和活性氧化镁；以及氯化镁水溶液、砂、石；其中，所述抗水添加剂与活性氧化镁的质量和与所述氯化镁水溶液、砂、石的质量比为1:0.5～5:1～6:1～8；所述氯化镁水溶液的浓度为20°Bé～30°Bé。

9.一种如权利要求8所述的抗水型氯氧镁水泥的应用。