CN105731991B - 一种改性磷酸镁水泥及其制备方法 - Google Patents

一种改性磷酸镁水泥及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105731991B
CN105731991B CN201610094961.2A CN201610094961A CN105731991B CN 105731991 B CN105731991 B CN 105731991B CN 201610094961 A CN201610094961 A CN 201610094961A CN 105731991 B CN105731991 B CN 105731991B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cement
component
modified phosphate
retarder
magnesium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610094961.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105731991A (zh
Inventor
李悦
林辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing University of Technology
Original Assignee
Beijing University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Technology filed Critical Beijing University of Technology
Priority to CN201610094961.2A priority Critical patent/CN105731991B/zh
Publication of CN105731991A publication Critical patent/CN105731991A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105731991B publication Critical patent/CN105731991B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/34—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing cold phosphate binders
    • C04B28/344—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing cold phosphate binders the phosphate binder being present in the starting composition solely as one or more phosphates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/72—Repairing or restoring existing buildings or building materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

一种改性磷酸镁水泥及其制备方法，涉及建筑材料领域。改性磷酸镁水泥包括：主要组分：磷酸镁水泥：70％‑85％；石膏：5％‑10％；粉煤灰：10％‑20％。辅助组分(与主要组分质量之和的百分比)：醚化醇类改性剂：1％‑5％；缓凝剂：2％‑5％；保水剂：1％‑3％。步骤包括①称料，②物料粉磨，③混料。本发明通过醚化醇类改性剂的表面改性，增加磷酸镁颗粒表面的活性位点，提高缓凝剂的吸附，减缓有效离子的相互扩散，减缓反应速率。同时加之缓凝剂和保水剂的共同作用，很好改善了磷酸镁水泥的性能。该方法得到的水泥的凝结时间有很大程度的改善，解决了磷酸镁水泥早期强度增进率快，后期强度增进慢的缺点，从根本上兼顾了缓凝时间和强度发展的双重因素。

Description

一种改性磷酸镁水泥及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种改性磷酸镁水泥，属于建筑材料技术领域，可用于结构修补及加固技术领域。
背景技术
磷酸镁水泥(MPC)是一种新型的无机胶凝材料，它兼具水泥和陶瓷的各种优异性能。磷酸镁水泥凝结快，早期强度高，粘结性能好、收缩小、耐高温性能及抗冻融性能好，被广泛应用于混凝土结构加固修补方面。同时，磷酸镁水泥因其抗菌性好和可降解等性能，也被广泛应用于生物医学领域。
磷酸镁水泥优异的性能源于内部物质之间酸碱中和反应后生成鸟粪石结构的产物，它放热量高，释放的热能又进一步加速反应的进行，凝结时间很短。因此，磷酸镁水泥早期强度增进率极高，能够很好的用于应急修补及加固工程。然而，磷酸镁水泥在实际应用中还存在很大弊端，主要因素有：(1)磷酸镁水泥反应放热量大，反应速度快，凝结时间短等因素很大程度上限制了其在工程领域的广泛应用。(2)磷酸镁水泥的水化反应属于酸碱中和反应，早期强度增进率快，3d之内反应已基本完全，后期强度增进率小，在一些严酷环境下甚至出现强度降低的现象。因此，本发明提出了一种改性磷酸镁水泥的制备方法，该方法能够很好的控制磷酸镁水泥的凝结时间，改善其后期强度增进率小的问题，能够使磷酸镁水泥更好的服务于修补加固等建筑工程，为磷酸镁水泥的广泛应用奠定基础。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对磷酸镁水泥凝结时间短和后期强度增进率低的问题，公布了一种改性磷酸镁水泥。
一种改性磷酸镁水泥，包括主要组分和辅助组分。
(一)主要组分(以质量百分比计量如下)：
(1)磷酸镁水泥：70％-85％；
(2)石膏：5％-10％；
(3)粉煤灰：10％-20％
(二)辅助组分(与主要组分质量之和的百分比)
(1)醚化醇类改性剂：1％-5％；
(2)缓凝剂：2％-5％；
(3)保水剂：1％-3％；
所述的磷酸镁水泥为1600℃煅烧镁砂与工业级磷酸二氢钾的摩尔比为4.5/1的均匀混合物。
所述石膏为磷石膏，比表面积250～350m2/kg。
所述粉煤灰为循环流化床粉煤灰，比表面积700m2/kg以上。
所述的醚化醇类改性剂为醚化甘油。
所述缓凝剂为硼砂缓凝剂。
所述保水剂为羟丙基甲基纤维素醚。
所述的改性磷酸镁水泥的制备方法，其制备步骤如下：
①称料：根据各组分的质量配比，精确称取各组分，并在主要组份中加入辅助组分中的醚化醇类改性剂。
②粉磨：将步骤①得到的物料置于球磨机中粉磨，至比表面积为500m2/kg-700m2/kg。
③混料：将步骤②得到的混合物置于混料器中，按辅助组分中的质量百分比分别加入缓凝剂和保水剂，混合搅拌15min，得到所述改性磷酸镁水泥。
一种改性磷酸镁水泥的制备工艺，其技术特点在于：该工艺以磷酸镁水泥为基础，并辅助醚化醇类改性剂对磷酸镁水泥进行粉磨，从而改变磷酸镁的颗粒级配，提高磷酸镁颗粒表面能，增加颗粒表面的活性吸附点，使缓凝剂在磷酸镁颗粒表面一层或多层的包裹膜，减缓水分子及氢离子向磷酸镁颗粒内部的扩散速率，进而达到控制磷酸镁水泥缓凝时间的问题。同时，保水剂的加入降低了反应过程中磷酸镁水泥内部水分的流失，为体系内离子的持续扩散提供保障；它也可以增加体系中液体的粘度，降低内部离子的移动速度，降低反应速率。该方法得到的改性磷酸镁水泥凝结时间可控，后期强度发展良好，具有广泛的实用价值。
具体实施方式
为进一步体现出本发明所带来的功效，下面结合具体应用案例对本发明进一步详细说明。
所述的磷酸镁水泥为1600℃煅烧镁砂与工业级磷酸二氢钾的摩尔比为4.5/1的均匀混合物。
所述石膏为磷石膏，比表面积250～350m2/kg。
所述粉煤灰为循环流化床粉煤灰，比表面积700m2/kg以上。
所述的醚化醇类改性剂为醚化甘油。
所述缓凝剂硼砂缓凝剂。
所述保水剂为羟丙基甲基纤维素醚。
但不局限于上述限定。
实例1：
一种改性磷酸镁水泥的制备，包括主要组分和辅助组分，以质量百分比计量如下：
(一)主要组分
(1)磷酸镁水泥：70％；
(2)磷石膏：10％；
(3)粉煤灰：20％
(二)辅助组分(与主要组分质量之和的百分比)
(1)醚化醇类改性剂：1％；
(2)缓凝剂：3％；
(3)保水剂：1％；
根据本方法制备的磷酸镁水泥，制备步骤如下：
①称料：根据各组分的质量配比，精确称取各组分，总量控制在5kg，加入辅助组分中的醚化醇类改性剂。
②粉磨：将步骤①得到的物料置于球磨机中粉磨，得到比表面积为500m2/kg的混合物。
③混料：将步骤②得到的混合物置于混料器中，按辅助组分中的质量百分比分别加入缓凝剂和保水剂，混合搅拌15min，得到所述改性磷酸镁水泥。
实例2
一种改性磷酸镁水泥的制备，包括主要组分和辅助组分，以质量百分比计量如下：
(一)主要组分
(1)磷酸镁水泥：85％；
(2)磷石膏：5％；
(3)粉煤灰：10％
(二)辅助组分(与主要组分质量之和的百分比)
(1)醚化醇类改性剂：5％；
(2)缓凝剂：5％；
(3)保水剂：3％；
根据本方法制备的磷酸镁水泥，制备步骤如下：
①称料：根据各组分的质量配比，精确称取各组分，加入辅助组分中的醚化醇类改性剂。
②粉磨：将步骤①得到的物料置于球磨机中粉磨，得到比表面积为600m2/kg的混合物。
③混料：将步骤②得到的混合物置于混料器中，按辅助组分中的质量百分比分别加入缓凝剂和保水剂，混合搅拌15min，得到所述改性磷酸镁水泥。
实例3
一种改性磷酸镁水泥的制备，包括主要组分和辅助组分，以质量百分比计量如下：
(一)主要组分
(1)磷酸镁水泥：75％；
(2)磷石膏：6％；
(3)粉煤灰：19％
(二)辅助组分(与主要组分质量之和的百分比)
(1)醚化甘醇类性剂：3％；
(2)缓凝剂：4％；
(3)保水剂：2％；
根据本方法制备的磷酸镁水泥，制备步骤如下：
①称料：根据各组分的质量配比，精确称取各组分，加入辅助组分中的醚化醇类改性剂。
②粉磨：将步骤①得到的物料置于球磨机中粉磨，得到比表面积为700m2/kg的混合物。
③混料：将步骤②得到的混合物置于混料器中，按辅助组分中的质量百分比分别加入缓凝剂和保水剂，混合搅拌15min，得到所述改性磷酸镁水泥。
实例4
一种改性磷酸镁水泥的制备，包括主要组分和辅助组分，以质量百分比计量如下：
(一)主要组分
(1)磷酸镁水泥：80％；
(2)磷石膏：8％；
(3)粉煤灰：12％
(二)辅助组分(与主要组分质量之和的百分比)
(1)醚化醇类改性剂：2％；
(2)缓凝剂：4％；
(3)保水剂：2％；
根据本方法制备的磷酸镁水泥，制备步骤如下：
①称料：根据各组分的质量配比，精确称取各组分，加入辅助组分中的醚化醇类改性剂。
②粉磨：将步骤①得到的物料置于球磨机中粉磨，得到比表面积为600m2/kg的混合物。
③混料：将步骤②得到的混合物置于混料器中，按辅助组分中的质量百分比分别加入缓凝剂和保水剂，混合搅拌15min，得到所述改性磷酸镁水泥。
实验结果
将上述实验组分别按照GB/T1346-2001《水泥标准稠度用水量安定性及凝结时间》测定实验组的凝结时间；根据GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检测方法(ISO法)》测定不同实验组的抗压强度。同时根据申请号为201410117477.8的专利文献“一种磷酸镁水泥基复合材料”的公开方案的最佳试验结果为对照组，二者的测试结果如表1和表2所示。
(1)凝结时间结果
实例1-4和对照组的磷酸镁水泥凝结时间结果如表1所示。
表1 磷酸镁水泥的凝结时间(min)
组号 实例1 实例2 实例3 实例4 对照组
初凝 26 32 30 27 25
终凝 67 87 74 72 58
由表1可知，实例1-4的凝结时间较长，均高于对照组。实例2的凝结时间最长，实例1的凝结时间最短。实例2由于含有的醚化醇类改性剂、缓凝剂和保水剂都比较多，因此其初凝和终凝时间较长。
(2)实例1-4磷酸镁水泥的抗压结果
表2 磷酸镁水泥的抗压强度(MPa)
抗压强度 实例1 实例2 实例3 实例4 对照组
3h 25.3 30.8 29.7 26.1 -
1d 31.6 37.4 35.8 32.4 28.4
3d 40.9 49.8 45.3 42.6 35.8
28d 56.3 72.1 65.4 59.8 41.2
由表2可知，实例1-4的抗压强度均高于对照组，1d强度均在30MPa以上。其中实例2的强度最高。由上面的数据可以看出，在醚化醇类改性剂和保水剂的作用下，磷酸镁水泥弥补了早期强度增进率快，后期强度增进率慢的缺点。
综上所述，本发明提供的改性磷酸镁水泥的制备方法，很好改善了磷酸镁水泥的的凝结时间问题，同时也解决了磷酸镁水泥后期强度增进率小的特点，具有很高的推广和实用价值。

Claims (8)

1.一种改性磷酸镁水泥，包括主要组分和辅助组分：
(一)主要组分以质量百分比计量如下：
(1)磷酸镁水泥：70％-85％；
(2)石膏：5％-10％；
(3)粉煤灰：10％-20％，以上三种质量百分比之和为100％；
(二)辅助组分与主要组分质量之和的百分比如下：
(1)醚化醇类改性剂：1％-5％；
(2)缓凝剂：2％-5％；
(3)保水剂：1％-3％。
2.根据权利要求1所述的改性磷酸镁水泥，所述的磷酸镁水泥为1600℃煅烧镁砂与工业级磷酸二氢钾的摩尔比为4.5/1的均匀混合物。
3.根据权利要求1所述的改性磷酸镁水泥，所述石膏为磷石膏，比表面积250～350m2/kg。
4.根据权利要求1所述的改性磷酸镁水泥，所述粉煤灰为循环流化床粉煤灰，比表面积700m2/kg以上。
5.根据权利要求1所述的改性磷酸镁水泥，醚化醇类改性剂为醚化甘油。
6.根据权利要求1所述的改性磷酸镁水泥，所述缓凝剂为硼砂缓凝剂。
7.根据权利要求1所述的改性磷酸镁水泥，所述保水剂为羟丙基甲基纤维素醚。
8.根据权利要求1所述的改性磷酸镁水泥，其制备步骤如下：
①称料：根据各组分的质量配比，称取各组分，并在主要组分中加入辅助组分中的醚化醇类改性剂；
②粉磨：将步骤①得到的物料置于球磨机中粉磨，至比表面积为500m2/kg-700m2/kg，得到混合物；
③混料：将步骤②得到的混合物置于混料器中，按辅助组分中的质量百分比分别加入缓凝剂和保水剂，混合搅拌15min，得到所述改性磷酸镁水泥。
CN201610094961.2A 2016-02-20 2016-02-20 一种改性磷酸镁水泥及其制备方法 Active CN105731991B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610094961.2A CN105731991B (zh) 2016-02-20 2016-02-20 一种改性磷酸镁水泥及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610094961.2A CN105731991B (zh) 2016-02-20 2016-02-20 一种改性磷酸镁水泥及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105731991A CN105731991A (zh) 2016-07-06
CN105731991B true CN105731991B (zh) 2017-08-25

Family

ID=56242011

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610094961.2A Active CN105731991B (zh) 2016-02-20 2016-02-20 一种改性磷酸镁水泥及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105731991B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106242469B (zh) * 2016-08-02 2018-08-31 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种河湖淤泥固化稳定化药剂的制备方法
CN108069692A (zh) * 2017-11-23 2018-05-25 武汉三源特种建材有限责任公司 一种快速修补用磷酸镁注浆料及其制备方法
CN108178542B (zh) * 2018-01-15 2020-05-22 北京工业大学 一种导电高流态自流平磷酸镁水泥的制备方法
CN112573848A (zh) * 2020-12-29 2021-03-30 深圳大学 一种改性磷酸钾镁水泥

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04314451A (ja) * 1991-04-15 1992-11-05 Mitsubishi Materials Corp 生体用リン酸カルシウムセメント
CN102390943A (zh) * 2011-07-27 2012-03-28 中国科学院青海盐湖研究所 一种利用盐湖碳酸锂副产氧化镁制备的磷酸镁水泥
CN103922694A (zh) * 2014-03-27 2014-07-16 北京工业大学 一种磷酸镁水泥基复合材料
CN104556954A (zh) * 2014-12-19 2015-04-29 西南科技大学 一种磷酸镁水泥基多孔材料及其制备方法
CN104844147A (zh) * 2015-05-29 2015-08-19 湖州华仑助剂科技有限公司 一种磷酸镁水泥的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04314451A (ja) * 1991-04-15 1992-11-05 Mitsubishi Materials Corp 生体用リン酸カルシウムセメント
CN102390943A (zh) * 2011-07-27 2012-03-28 中国科学院青海盐湖研究所 一种利用盐湖碳酸锂副产氧化镁制备的磷酸镁水泥
CN103922694A (zh) * 2014-03-27 2014-07-16 北京工业大学 一种磷酸镁水泥基复合材料
CN104556954A (zh) * 2014-12-19 2015-04-29 西南科技大学 一种磷酸镁水泥基多孔材料及其制备方法
CN104844147A (zh) * 2015-05-29 2015-08-19 湖州华仑助剂科技有限公司 一种磷酸镁水泥的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105731991A (zh) 2016-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Oh et al. Superabsorbent polymers as internal curing agents in alkali activated slag mortars
WO2022083382A1 (zh) 一种磷酸镁水泥基双液注浆材料及其制备方法
CN105731991B (zh) 一种改性磷酸镁水泥及其制备方法
Rajesh et al. Performance of alkali activated slag with various alkali activators
Jianchao et al. 3D printing cement based ink, and it’s application within the construction industry
CN104016617B (zh) 一种混凝土强效剂及其制备方法
CN101182139A (zh) 一种具有较高强度和保水性的砌筑水泥
CN108069690B (zh) 环保型填缝剂及其制备方法
CN105645914B (zh) 一种掺加相变材料的磷酸镁水泥
CN107021719A (zh) 一种高强度节能型面层粉刷石膏及其制备工艺
CN105801065A (zh) 一种高强度抹灰石膏及其制备方法
CN104817298A (zh) 一种控制物理性膨胀的可泵送钢渣混凝土及其制备方法
EP3331837A1 (en) Castable material based on cementitious material with shrinkage resistance
CN108793869A (zh) 一种高强超细普硅水泥基自流平砂浆及其制备方法
CN106946530A (zh) 超缓凝混凝土
CN108424030A (zh) 一种保坍型混凝土强效剂及其制备方法和用途
CN103553490B (zh) 一种高保坍性混凝土及其制备方法和应用
CN104529340B (zh) 一种干混砂浆复合矿粉增塑剂及其制备方法
JP6830826B2 (ja) 自己平滑性モルタル
Liu et al. Investigation on strength and pore structure of supersulfated cement paste
CN100569694C (zh) 粉刷石膏
CN105601154B (zh) 一种石墨烯增强剂及其制备方法
JP2013170112A (ja) 耐酸水硬性組成物、モルタル組成物及びモルタル硬化体
CN112174604A (zh) 一种干混砌筑砂浆
CN107445527A (zh) 一种降低混凝土渗透性及吸水性的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant