CN104829208A - 一种硫氧镁胶凝材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种硫氧镁胶凝材料的制备方法，首先将自来水与硫酸镁加入反应器中，控制转速为57-67r/min进行搅拌1-3min，再加入轻烧氧化镁，继续控制转速为57-67r/min进行搅拌1-3min，向所得的混合液中加入外加剂，再继续控制转速为57-67r/min进行搅拌5-8min，得到的混合料放入模具中振实，然后将振实后的模具置于标准养护箱内常温中放置12-18h，然后脱模，脱模后养护28天，即得机械强度高、耐水性好、材料表面平整、均匀，无开裂等优异性能的硫氧镁胶凝材料，经测定其抗折强度为6.1-16.0MPa，抗压强度为59.2-118.3MPa，软化系数为0.86-0.96。
Description
技术领域
本发明涉及一种硫氧镁胶凝材料的制备方法，属于胶凝材料领域。
背景技术
氯氧镁胶凝材料一般由氯化镁（MgCl2）和氧化镁（MgO）混合形成，50-80 MPa为其常见强度，但是存在抗水性能差，尤其是易翘曲变形、返卤泛霜的缺点，使用氯氧镁胶凝材料一段时间之后因吸潮返卤使得工程质量下降而阻碍其发展。
近年来，硫氧镁胶凝材料因不使用氯化镁为原料，成功解决了氯氧镁胶凝材料中返卤泛霜的问题。这种材料不仅减少了对钢筋的腐蚀，同时因质轻、早期强度高、抗冲击性能好和优良的耐火性等特点使其在建筑材料和装饰材料等方面受到广泛关注。
通常采用硫酸镁、氧化镁和水为主要原料所制备的硫氧镁胶凝材料，其强度最高仅为30MPa，远低于氯氧镁胶凝材料，因而不能满足工程所需，同时因其耐水性差、产品易开裂变形、使用寿命短等缺点，很大程度上影响了硫氧镁胶凝材料的推广。
随着近年来硫氧镁胶凝材料研究的深入，对配合比进行了一系列研究。目前，多数科研人员采用MgO:MgSO4=8-22：1[1-3]，但是产品强度不甚理想，最高强度只达到70MPa。也有研究人员采用MgO:MgSO4=5：1[4]，强度最高为86.3MPa。
目前也有利用添加外加剂来制备硫氧镁胶凝材料的研究报道，如发明专利201210511700.8中提出“一种改性硫氧镁水泥的制备方法”，其强度最高为90.0MPa。但是，按照该专利，MgO:MgSO4=5-60：1，组分配比不尽合理，所加各组分没有得到充分利用。
参考文献：
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发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中硫氧镁胶凝材料存在的强度性能低、耐水性差、易开裂、使用寿命短等缺点，而提供一种硫氧镁胶凝材料的制备方法，该制备方法所得的硫氧镁胶凝材料具有机械强度高、耐水性好、表面平整、均匀、不易开裂等优异性能，经测定，其抗折强度为6.1-16.0MPa，抗压强度为59.2-118.3MPa，软化系数为0.86-0.96。
本发明的技术方案
一种硫氧镁胶凝材料的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）、将自来水与硫酸镁加入反应器中，控制转速为57-67r/min进行搅拌1-3min，再加入轻烧氧化镁，继续控制转速为57-67r/min进行搅拌1-3min，向所得的混合液中加入外加剂，再继续控制转速为57-67r/min进行搅拌5-8min，得到混合料；
上述所用的轻烧氧化镁、硫酸镁和自来水的量，按摩尔比计算，即轻烧氧化镁：硫酸镁：自来水为7-13：1：8-16；外加剂的用量为轻烧氧化镁重量的1-2%；
所述的外加剂为柠檬酸、醋酸及苦味酸中至少两种酸复合而成的混合酸；
（2）、将步骤（1）所得的混合料放入模具中，在振实台上振动；
（3）、将振实后的模具置于标准养护箱内常温中放置12-18h，然后脱模，脱模后养护28天，即得硫氧镁胶凝材料。
上述所得的硫氧镁胶凝材料经测定，其抗折强度为6.1-16.0MPa，抗压强度为59.2-118.3MPa，软化系数为0.86-0.96，因此所得的硫氧镁胶凝材料具有机械强度高、耐水性能好，并且通过对硫氧镁胶凝材料表面进行观察，所得的硫氧镁胶凝材料表面平整、均匀，无开裂，因此该硫氧镁胶凝材料可以满足对复合风管和新型建筑环保材料的需求。
本发明的有益技术效果
本发明的一种硫氧镁胶凝材料的制备方法，由于采用了与现有技术不同的原料组成比例、外加剂种类和比例，即采用轻烧MgO:MgSO4比例为7-13:1和使用苦味酸与柠檬酸、醋酸中至少两种酸复合而成的混合酸外加剂，28天抗压强度最高可达118.3MPa，保证了产品的力学性能和使用安全，因此在力学性能、耐水性等方面具有了比现有技术更好的技术效果。
本发明的制备方法所得的硫氧镁胶凝材料，由于机械强度高、耐水性能好，因此该硫氧镁胶凝材料可以满足对制备性能优异的复合风管和新型建筑环保材料的需求，而且制备所用的原料环保，制备过程无污染，即在整个生产过程中没有任何有毒、有害气体和废弃物产生，属于环境友好生产。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明作进一步阐述，但并不限制本发明。
本发明的各实施例中硫氧镁胶凝材料的抗折强度测定所用的仪器是电动抗折试验机，型号：DKZ-5000，厂家：浙江路达机械仪器有限公司；
抗压强度测定所用的仪器是电液式万能试验机，型号：WA-1000B，厂家：上海华龙测试仪器厂；
软化系数测定所用的仪器是电液式万能试验机，型号：WA-1000B，厂家：上海华龙测试仪器厂。
实施例1
一种硫氧镁胶凝材料的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）、将432g自来水与360g硫酸镁加入反应器中，控制转速为62r/min进行搅拌1min，再加入840g轻烧氧化镁，继续控制转速为62r/min进行搅拌3min，向所得的混合液中加入16.8g外加剂，再继续控制转速为62r/min进行搅拌5min，得到混合料；
上述所用的轻烧氧化镁、硫酸镁和自来水的量，按摩尔比计算，即轻烧氧化镁：硫酸镁：自来水为7：1：8；外加剂的用量为轻烧氧化镁重量的2%；
按质量比计算，所述的外加剂为柠檬酸：醋酸为3:1组成的混合酸；
（2）、将步骤（1）所得的混合料放入模具中，在振实台上振动；
（3）、将振实后的模具置于标准养护箱内常温中放置18h，然后脱模，脱模后养护28天，即得硫氧镁胶凝材料。
上述所得的硫氧镁胶凝材料经测定，其抗折强度为7.3MPa，其抗压强度为68.6MPa，其软化系数为0.90；
通过对上述所得的硫氧镁胶凝材料表面进行观察，所得的硫氧镁胶凝材料表面平整、均匀，无开裂，属硫氧镁胶凝材料。
实施例2
一种硫氧镁胶凝材料的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）、将360g自来水与300g硫酸镁加入反应器中，控制转速为62r/min进行搅拌1min，再加入1100g轻烧氧化镁，继续控制转速为62r/min进行搅拌1min，向所得的混合液中加入22g外加剂，再继续控制转速为62r/min进行搅拌5min，得到混合料；
上述所用的轻烧氧化镁、硫酸镁和自来水的量，按摩尔比计算，即轻烧氧化镁：硫酸镁：自来水为11：1：8；外加剂的用量为轻烧氧化镁重量的2%；
按质量比计算，所述的外加剂为柠檬酸：醋酸为3:1组成的混合酸；
（2）、将步骤（1）所得的混合料放入模具中，在振实台上振动；
（3）、将振实后的模具置于标准养护箱内常温中放置12h，然后脱模，脱模后养护28天，即得硫氧镁胶凝材料。
上述所得的硫氧镁胶凝材料经测定，其抗折强度为12.8MPa，抗压强度为112.5MPa，软化系数为0.95；
通过对上述所得的硫氧镁胶凝材料表面进行观察，所得的硫氧镁胶凝材料表面平整、均匀，无开裂，属硫氧镁胶凝材料。
实施例3
一种硫氧镁胶凝材料的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）、将360g自来水与300g硫酸镁加入反应器中，控制转速为57r/min进行搅拌2min，再加入1100g轻烧氧化镁，继续控制转速为57r/min进行搅拌2min，向所得的混合液中加入22g外加剂，再继续控制转速为57r/min进行搅拌5min，得到混合料；
上述所用的轻烧氧化镁、硫酸镁和自来水的量，按摩尔比计算，即轻烧氧化镁：硫酸镁：自来水为11：1：8；外加剂的用量为轻烧氧化镁重量的2%；
按质量比计算，所述的外加剂为柠檬酸：苦味酸为1:1组成的混合酸；
（2）、将步骤（1）所得的混合料放入模具中，在振实台上振动；
（3）、将振实后的模具置于标准养护箱内常温中放置12h，然后脱模，脱模后养护28天，即得硫氧镁胶凝材料。
上述所得的硫氧镁胶凝材料经测定，其抗折强度为11.8MPa，抗压强度为89.7MPa，软化系数为0.94；
通过对上述所得的硫氧镁胶凝材料表面进行观察，所得的硫氧镁胶凝材料表面平整、均匀，无开裂，属硫氧镁胶凝材料。
实施例4
一种硫氧镁胶凝材料的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）、将360g自来水与300g硫酸镁加入反应器中，控制转速为67r/min进行搅拌1min，再加入1100g轻烧氧化镁，继续控制转速为67r/min进行搅拌1min，向所得的混合液中加入22g外加剂，再继续控制转速为67r/min进行搅拌6min，得到混合料；
上述所用的轻烧氧化镁、硫酸镁和自来水的量，按摩尔比计算，即轻烧氧化镁：硫酸镁：自来水为11：1：8；外加剂的用量为轻烧氧化镁重量的2%；
按质量比计算，所述的外加剂为柠檬酸：醋酸：苦味酸为3:1:1组成的混合酸；
（2）、将步骤（1）所得的混合料放入模具中，在振实台上振动；
（3）、将振实后的模具置于标准养护箱内常温中放置12h，然后脱模，脱模后养护28天，即得硫氧镁胶凝材料。
上述所得的硫氧镁胶凝材料经测定，其抗折强度为16.0MPa，抗压强度为118.3MPa，软化系数为0.96；
通过对上述所得的硫氧镁胶凝材料表面进行观察，所得的硫氧镁胶凝材料表面平整、均匀，无开裂，属硫氧镁胶凝材料。
实施例5
一种硫氧镁胶凝材料的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）、将432g自来水与240g硫酸镁加入反应器中，控制转速为62r/min进行搅拌3min，再加入880g轻烧氧化镁，继续控制转速为62r/min进行搅拌3min，向所得的混合液中加入17.6g外加剂，再继续控制转速为62r/min进行搅拌8min，得到混合料；
上述所用的轻烧氧化镁、硫酸镁和自来水的量，按摩尔比计算，即轻烧氧化镁：硫酸镁：自来水为11：1：12；外加剂的用量为轻烧氧化镁重量的2%；
按质量比计算，所述的外加剂为柠檬酸：醋酸为3:1组成的混合酸；
（2）、将步骤（1）所得的混合料放入模具中，在振实台上振动；
（3）、将振实后的模具置于标准养护箱内常温中放置15h，然后脱模，脱模后养护28天，即得硫氧镁胶凝材料。
上述所得的硫氧镁胶凝材料经测定，其抗折强度为6.1MPa，抗压强度为59.2MPa，软化系数为0.86；
通过对上述所得的硫氧镁胶凝材料表面进行观察，所得的硫氧镁胶凝材料表面平整、均匀，无开裂，属硫氧镁胶凝材料。
实施例6
一种硫氧镁胶凝材料的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）、将432g自来水与240g硫酸镁加入反应器中，控制转速为67r/min进行搅拌2min，再加入880g轻烧氧化镁，继续控制转速为67r/min进行搅拌2min，向所得的混合液中加入17.6g外加剂，再继续控制转速为67r/min进行搅拌5min，得到混合料；
上述所用的轻烧氧化镁、硫酸镁和自来水的量，按摩尔比计算，即轻烧氧化镁：硫酸镁：自来水为11：1：12；外加剂的用量为轻烧氧化镁重量的2%；
按质量比计算，所述的外加剂为柠檬酸：醋酸为3:1组成的混合酸；
（2）、将步骤（1）所得的混合料放入模具中，在振实台上振动；
（3）、将振实后的模具置于标准养护箱内常温中放置18h，然后脱模，脱模后养护28天，即得硫氧镁胶凝材料。
上述所得的硫氧镁胶凝材料经测定，其抗折强度为6.9MPa，抗压强度为60.2MPa，软化系数为0.89；
通过对上述所得的硫氧镁胶凝材料表面进行观察，所得的硫氧镁胶凝材料表面平整、均匀，无开裂，属硫氧镁胶凝材料。
实施例7
一种硫氧镁胶凝材料的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）、将360g自来水与300g硫酸镁加入反应器中，控制转速为62r/min进行搅拌3min，再加入1100g轻烧氧化镁，继续控制转速为62r/min进行搅拌3min，向所得的混合液中加入16.5g外加剂，再继续控制转速为62r/min进行搅拌5min，得到混合料；
上述所用的轻烧氧化镁、硫酸镁和自来水的量，按摩尔比计算，即轻烧氧化镁：硫酸镁：自来水为11：1：8；外加剂的用量为轻烧氧化镁重量的1.5%；
按质量比计算，所述的外加剂为柠檬酸：醋酸为9:1组成的混合酸；
（2）、将步骤（1）所得的混合料放入模具中，在振实台上振动；
（3）、将振实后的模具置于标准养护箱内常温中放置12h，然后脱模，脱模后养护28天，即得硫氧镁胶凝材料。
上述所得的硫氧镁胶凝材料经测定，其抗折强度为7.5MPa，抗压强度为65.2MPa，软化系数为0.91；
通过对上述所得的硫氧镁胶凝材料表面进行观察，所得的硫氧镁胶凝材料表面平整、均匀，无开裂，属硫氧镁胶凝材料。
实施例8
一种硫氧镁胶凝材料的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）、将360g自来水与300g硫酸镁加入反应器中，控制转速为62r/min进行搅拌3min，再加入1100g轻烧氧化镁，继续控制转速为62r/min进行搅拌3min，向所得的混合液中加入11g外加剂，再继续控制转速为62r/min进行搅拌6min，得到混合料；
上述所用的轻烧氧化镁、硫酸镁和自来水的量，按摩尔比计算，即轻烧氧化镁：硫酸镁：自来水为11：1：8；外加剂的用量为轻烧氧化镁重量的1%；
按质量比计算，所述的外加剂为柠檬酸：醋酸为9:1组成的混合酸；
（2）、将步骤（1）所得的混合料放入模具中，在振实台上振动；
（3）、将振实后的模具置于标准养护箱内常温中放置12h，然后脱模，脱模后养护28天，即得硫氧镁胶凝材料。
上述所得的硫氧镁胶凝材料经测定，其抗折强度为7.8MPa，抗压强度为69.7MPa，软化系数为0.92；
通过对上述所得的硫氧镁胶凝材料表面进行观察，所得的硫氧镁胶凝材料表面平整、均匀，无开裂，属硫氧镁胶凝材料。
实施例9
一种硫氧镁胶凝材料的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）、将432g自来水与240g硫酸镁加入反应器中，控制转速为62r/min进行搅拌2min，再加入1040g轻烧氧化镁，继续控制转速为62r/min进行搅拌2min，向所得的混合液中加入20.8g外加剂，再继续控制转速为62r/min进行搅拌6min，得到混合料；
上述所用的轻烧氧化镁、硫酸镁和自来水的量，按摩尔比计算，即轻烧氧化镁：硫酸镁：自来水为13：1：12；外加剂的用量为轻烧氧化镁重量的2%；
按质量比计算，所述的外加剂为柠檬酸：醋酸为3:1组成的混合酸；
（2）、将步骤（1）所得的混合料放入模具中，在振实台上振动；
（3）、将振实后的模具置于标准养护箱内常温中放置18h，然后脱模，脱模后养护28天，即得硫氧镁胶凝材料。
上述所得的硫氧镁胶凝材料经测定，其抗折强度为12.2MPa，抗压强度为98.6MPa，软化系数为0.93；
通过对上述所得的硫氧镁胶凝材料表面进行观察，所得的硫氧镁胶凝材料表面平整、均匀，无开裂，属硫氧镁胶凝材料。
实施例10
一种硫氧镁胶凝材料的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）、将432g自来水与180g硫酸镁加入反应器中，控制转速为67r/min进行搅拌2min，再加入780g轻烧氧化镁，继续控制转速为67r/min进行搅拌2min，向所得的混合液中加入15.6g外加剂，再继续控制转速为67r/min进行搅拌8min，得到混合料；
上述所用的轻烧氧化镁、硫酸镁和自来水的量，按摩尔比计算，即轻烧氧化镁：硫酸镁：自来水为13：1：16；外加剂的用量为轻烧氧化镁重量的2%；
按质量比计算，所述的外加剂为柠檬酸：醋酸为3:1组成的混合酸；
（2）、将步骤（1）所得的混合料放入模具中，在振实台上振动；
（3）、将振实后的模具置于标准养护箱内常温中放置15h，然后脱模，脱模后养护28天，即得硫氧镁胶凝材料。
上述所得的硫氧镁胶凝材料经测定，其抗折强度为8.2MPa，抗压强度为70.3MPa，软化系数为0.91；
通过上述所得的硫氧镁胶凝材料表面进行观察，所得的硫氧镁胶凝材料表面平整、均匀，无开裂，属硫氧镁胶凝材料。
综上所述，本发明的一种高性能硫氧镁胶凝材料的制备方法，具有无需特殊设备，工艺简单，生产效率高，成本低廉，适合工业化生产，制备所得的硫氧镁胶凝材料，经测定其抗折强度为6.1-16.0MPa，抗压强度为59.2-118.3MPa，软化系数为0.86-0.96，并且硫氧镁胶凝材料表面平整、均匀，无开裂。
上述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种硫氧镁胶凝材料的制备方法，其特征在于具体包括以下步骤：
（1）、将自来水与硫酸镁加入反应器中，控制转速为57-67r/min进行搅拌1-3min，再加入轻烧氧化镁，继续控制转速为57-67r/min进行搅拌1-3min，向所得的混合液中加入外加剂，再继续控制转速为57-67r/min进行搅拌5-8min，得到混合料；
上述所用的轻烧氧化镁、硫酸镁和自来水的量，按摩尔比计算，即轻烧氧化镁：硫酸镁：自来水为7-13：1：8-16；外加剂的用量为氧化镁重量的1-2%；
所述的外加剂为柠檬酸、醋酸及苦味酸中至少两种酸复合而成的混合酸；
（2）、将步骤（1）所得的混合料放入模具中，在振实台上振动；
（3）、将振实后的模具置于标准养护箱内常温中放置12-18h，然后脱模，脱模后养护28天，即得硫氧镁胶凝材料。
2.如权利要求1所述的硫氧镁胶凝材料的制备方法，其特征在于步骤（1）中所用的轻烧氧化镁、硫酸镁和自来水的量，按摩尔比计算，即轻烧氧化镁：硫酸镁：自来水为7：1：8；外加剂的用量为轻烧氧化镁重量的2%；所述的外加剂按质量比计算，柠檬酸：醋酸为3:1组成的混合酸。
3.如权利要求1所述的硫氧镁胶凝材料的制备方法，其特征在于步骤（1）中所用的轻烧氧化镁、硫酸镁和自来水的量，按摩尔比计算，即轻烧氧化镁：硫酸镁：自来水为11：1：8；外加剂的用量为轻烧氧化镁重量的2%；所述的外加剂按质量比计算，柠檬酸：醋酸为3:1组成的混合酸。
4.如权利要求1所述的硫氧镁胶凝材料的制备方法，其特征在于步骤（1）中所用的轻烧氧化镁、硫酸镁和自来水的量，按摩尔比计算，即轻烧氧化镁：硫酸镁：自来水为11：1：8；外加剂的用量为轻烧氧化镁重量的2%；所述的外加剂按质量比计算，柠檬酸：苦味酸为1:1组成的混合酸。
5.如权利要求1所述的硫氧镁胶凝材料的制备方法，其特征在于步骤（1）中所用的轻烧氧化镁、硫酸镁和自来水的量，按摩尔比计算，即轻烧氧化镁：硫酸镁：自来水为11：1：8；外加剂的用量为轻烧氧化镁重量的2%；所述的外加剂按质量比计算，柠檬酸：醋酸：苦味酸为3:1：1组成的混合酸。
6.如权利要求1所述的硫氧镁胶凝材料的制备方法，其特征在于步骤（1）中所用的轻烧氧化镁、硫酸镁和自来水的量，按摩尔比计算，即轻烧氧化镁：硫酸镁：自来水为11：1：12；外加剂的用量为轻烧氧化镁重量的2%；所述的外加剂按质量比计算，柠檬酸：醋酸为3:1组成的混合酸。
7.如权利要求1所述的硫氧镁胶凝材料的制备方法，其特征在于步骤（1）中所用的轻烧氧化镁、硫酸镁和自来水的量，按摩尔比计算，即轻烧氧化镁：硫酸镁：自来水为11：1：8；外加剂的用量为轻烧氧化镁重量的1.5%；所述的外加剂按质量比计算，柠檬酸：醋酸为9:1组成的混合酸。
8.如权利要求1所述的硫氧镁胶凝材料的制备方法，其特征在于步骤（1）中所用的轻烧氧化镁、硫酸镁和自来水的量，按摩尔比计算，即轻烧氧化镁：硫酸镁：自来水为11：1：8；外加剂的用量为轻烧氧化镁重量的1%；所述的外加剂按质量比计算，柠檬酸：醋酸为9:1组成的混合酸。
9.如权利要求1所述的硫氧镁胶凝材料的制备方法，其特征在于步骤（1）中所用的轻烧氧化镁、硫酸镁和自来水的量，按摩尔比计算，即轻烧氧化镁：硫酸镁：自来水为13：1：12；外加剂的用量为轻烧氧化镁重量的2%；
所述的外加剂为按质量比计算，柠檬酸：醋酸为3:1组成的混合酸。
10.如权利要求1所述的硫氧镁胶凝材料的制备方法，其特征在于步骤（1）中所用的轻烧氧化镁、硫酸镁和自来水的量，按摩尔比计算，即轻烧氧化镁：硫酸镁：自来水为13：1：16；外加剂的用量为轻烧氧化镁重量的2%；所述的外加剂按质量比计算，柠檬酸：醋酸为3:1组成的混合酸。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN104829208A true CN104829208A (zh) | 2015-08-12 |
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| CN112852199A (zh) * | 2021-01-15 | 2021-05-28 | 开封大学 | 一种水泥基钢结构防护涂料的制备方法 |
| CN113979716A (zh) * | 2021-12-24 | 2022-01-28 | 河北科技大学 | 采用二氧化硅气凝胶的硫氧镁胶凝材料的制备方法及建筑物构件 |
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2015
- 2015-04-07 CN CN201510160367.4A patent/CN104829208A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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