CN106747235A

CN106747235A - 一种抗水性硫氧镁水泥混凝土材料及其制备方法

Info

Publication number: CN106747235A
Application number: CN201510861346.5A
Authority: CN
Inventors: 常成功; 肖学英; 郑卫新; 李颖; 文静; 董金美; 安生霞
Original assignee: Qinghai Institute of Salt Lakes Research of CAS
Current assignee: Qinghai Institute of Salt Lakes Research of CAS
Priority date: 2015-11-30
Filing date: 2015-11-30
Publication date: 2017-05-31

Abstract

本发明公开了一种抗水性硫氧镁水泥混凝土材料，其包括以重量计算的以下组分：苛性白云石和轻烧粉按照质量比为1：0.5～4的混合料90～110份；砂子100～300份；碎石100～500份；外加剂3～5份；波美度为25～30的硫酸镁溶液100～200份；其中，所述外加剂为磷酸或柠檬酸、磷酸盐以及粉煤灰的混合材料，其重量比为1：0.7～1.6：4.5～5.5。如上所述混凝土材料的制备方法包括步骤：S101、将所述苛性白云石粉、砂子、碎石和外加剂按照所述重量组分搅拌混合；S102、将硫酸镁固体溶解于水中，形成硫酸镁溶液；S103、将硫酸镁溶液加入到步骤S101得到的混合材料中，搅拌混合均匀。

Description

一种抗水性硫氧镁水泥混凝土材料及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，尤其涉及一种抗水性硫氧镁水泥混凝土材料及其制备方法。

背景技术

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，所以又称氯氧镁水泥。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。镁水泥是用煅烧菱镁矿石所得的轻烧粉或低温煅烧白云石所得的灰粉(主要成分为MgO)为胶结剂，以六水氯化镁(MgCl₂·6H₂O)等水溶性镁盐为调和剂，再加入水，所形成的轻烧镁粉和六水氯化镁作为主要原料，因此，再一般情况下，镁水泥就是指氯氧镁水泥。

镁水泥所形成的硬化体主要成分是5Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O和3Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O晶相所组成的氧化镁-氯化镁-水三元化合物结晶相复盐，另外，还有一部分Mg(OH)₂胶凝体。镁水泥可以在常温常压下较快地硬化，形成脆性比较大且硬度很高的人造石。利用它的这一硬化胶凝性，可将其加工成各种各样的建筑材料和装饰材料，具有广阔的应用前景。目前，在建筑工程之中普遍用到的镁水泥都是主要是以氧化镁和氯化镁为主要材料制备而成的，但是这种水泥在返潮返卤会腐蚀金属，对于二次装修来说很容易造成表面脱落，并且这种水泥耐水性很差，寿命较短。因此对以氧化镁和氯化镁为主要材料制备而成的氯氧镁水泥进行改进，以适应现代建筑工程对于镁水泥的要求。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种抗水性硫氧镁水泥混凝土材料及其制备方法，该混凝土材料具有良好的耐腐蚀性和抗水性。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种抗水性硫氧镁水泥混凝土材料，其包括以重量计算的以下组分：苛性白云石和轻烧粉按照质量比为1：0.5～4的混合料90～110份；砂子100～300份；碎石100～500份；外加剂3～5份；波美度为25～30的硫酸镁溶液100～200份；其中，所述外加剂为磷酸或柠檬酸、磷酸盐以及粉煤灰的混合材料，磷酸或柠檬酸与磷酸盐以及粉煤灰之间的重量比为1：0.7～1.6：4.5～5.5。

优选地，所述硫酸镁溶液的份数为150～170份。

优选地，所述外加剂的份数为4份。

优选地，所述碎石的份数为300～400份。

优选地，所述碎石的粒径为1～3cm。

优选地，所述外加剂中，磷酸或柠檬酸与磷酸盐以及粉煤灰之间的重量比为1：1.1：5。

优选地，所述苛性白云石和轻烧粉按照质量比为1：0.8～1.2的比例混合。

优选地，所述磷酸盐为磷酸二氢铵、磷酸二氢钙和磷酸二氢钠中的一种或两种以上。

如上所述的抗水性硫氧镁水泥混凝土材料的制备方法包括步骤：S101、将苛性白云石和轻烧粉搅拌混合；S102、将苛性白云石和轻烧粉的混合料、砂子、碎石和外加剂按照所述重量组分搅拌混合；S103、将硫酸镁固体溶解于水中，形成硫酸镁溶液；S104、将硫酸镁溶液加入到步骤S102得到的混合材料中，搅拌混合均匀，获得抗水性硫氧镁水泥混凝土材料。

进一步地，该方法还包括制备所述外加剂的步骤：首先将所述磷酸或柠檬酸与磷酸盐以及粉煤灰混合，加入水再混合形成浆料；然后将所述浆料干燥后磨粉，获得所述外加剂。

本发明实施例提供的抗水性硫氧镁水泥混凝土材料及其制备方法，该混凝土材料主要包括苛性白云石粉和轻烧粉以及硫酸镁溶液，是MgO·MgSO4·H₂O三元胶凝体系组成的镁质材料，相比于氯氧镁水泥具有更加良好的耐腐蚀性和抗水性，并且其中加入磷酸或柠檬酸与磷酸盐以及粉煤灰作为外加剂，进一步提高了该混凝土材料的耐腐蚀性能和抗水性能，该混凝土材料对钢筋的几乎没有腐蚀性，可以大规模在混凝土中加入钢筋，制成钢筋混凝土。另外该混凝土材料硬化后强度高，使用简单方便。

附图说明

图1是本发明实施例的抗水性硫氧镁水泥混凝土材料的制备方法的工艺流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本发明的实施方式仅仅是示例性的，并且本发明并不限于这些实施方式。

本发明实施例首先提供了一种抗水性硫氧镁水泥混凝土材料，其包括以重量计算的以下组分：苛性白云石和轻烧粉按照质量比为1：0.5～4的混合料90～110份；砂子100～300份；碎石100～500份；外加剂3～5份；波美度为25～30的硫酸镁溶液100～200份；其中，所述外加剂为磷酸或柠檬酸、磷酸盐以及粉煤灰的混合材料，磷酸或柠檬酸与磷酸盐以及粉煤灰之间的重量比为1：0.7～1.6：4.5～5.5。

进一步地，本发明实施例还提供了如上所述的抗水性硫氧镁水泥混凝土材料的制备方法。具体地，参阅图1，该方法包括步骤：S101、将苛性白云石和轻烧粉搅拌混合；S102、将苛性白云石和轻烧粉的混合料、砂子、碎石和外加剂按照所述重量组分搅拌混合；S103、将硫酸镁固体溶解于水中，形成硫酸镁溶液；S104、将硫酸镁溶液加入到步骤S102得到的混合材料中，搅拌混合均匀，获得抗水性硫氧镁水泥混凝土材料。

其中，所述外加剂按照以下工艺制备获得：首先将所述磷酸或柠檬酸与磷酸盐以及粉煤灰混合，加入水再混合形成浆料；然后将所述浆料干燥后磨粉，获得所述外加剂。

实施例1

首先，将苛性白云石和轻烧粉按照质量比为1：0.5的比例搅拌混合。

取苛性白云石和轻烧粉的混合料100kg，砂子150kg，碎石200kg(粒径在1～3cm之间)，外加剂3kg(磷酸、磷酸二氢铵以及粉煤灰之间按照重量比为1：0.7：4.5的比例混合)，混合均匀后，加入150kg的波美度为25的硫酸镁溶液，再次混合均匀，得到抗水性硫氧镁水泥混凝土材料。

将上述得到的抗水性硫氧镁水泥混凝土材料注入实验模具，24h后脱模，养护28天后，测试得到其抗压强度41MPa以上，一个月的软化系数大于0.85。其中加入磷酸与磷酸盐以及粉煤灰作为外加剂，进一步提高了该混凝土材料的耐腐蚀性能和抗水性能，获得的混凝土材料对钢筋的几乎没有腐蚀性，可以大规模在混凝土中加入钢筋，制成钢筋混凝土。

实施例2

首先，将苛性白云石和轻烧粉按照质量比为1：0.8的比例搅拌混合。

取苛性白云石和轻烧粉的混合料100kg，砂子100kg，碎石500kg(粒径在1～3cm之间)，外加剂5kg(磷酸、磷酸二氢钙以及粉煤灰之间按照重量比为1：1.6：5.5的比例混合)，混合均匀后，加入200kg的波美度为28的硫酸镁溶液，再次混合均匀，得到抗水性硫氧镁水泥混凝土材料。

将上述得到的抗水性硫氧镁水泥混凝土材料注入实验模具，24h后脱模，养护28天后，测试得到其抗压强度38MPa以上，一个月的软化系数大于0.85。

实施例3

首先，将苛性白云石和轻烧粉按照质量比为1：1.2的比例搅拌混合。

取苛性白云石和轻烧粉的混合料90kg，砂子250kg，碎石300kg(粒径在1～3cm之间)，外加剂4kg(柠檬酸、磷酸二氢钠以及粉煤灰之间按照重量比为1：1.1：5的比例混合)，混合均匀后，加入170kg的波美度为30的硫酸镁溶液，再次混合均匀，得到抗水性硫氧镁水泥混凝土材料。

将上述得到的抗水性硫氧镁水泥混凝土材料注入实验模具，24h后脱模，养护28天后，测试得到其抗压强度45MPa以上，一个月的软化系数大于0.85。

实施例4

首先，将苛性白云石和轻烧粉按照质量比为1：4的比例搅拌混合。

取苛性白云石和轻烧粉的混合料110kg，砂子300kg，碎石100kg(粒径在1～3cm之间)，外加剂4kg(磷酸、磷酸二氢钙、磷酸二氢钠以及粉煤灰之间按照重量比为1：0.5：0.5：5的比例混合)，混合均匀后，加入100kg的波美度为28的硫酸镁溶液，再次混合均匀，得到抗水性硫氧镁水泥混凝土材料。

将上述得到的抗水性硫氧镁水泥混凝土材料注入实验模具，24h后脱模，养护28天后，测试得到其抗压强度43MPa以上，一个月的软化系数大于0.85。

综上所述，本发明实施例提供的抗水性硫氧镁水泥混凝土材料及其制备方法，该混凝土材料主要包括苛性白云石粉和轻烧粉以及硫酸镁溶液，是MgO·MgSO₄·H₂O三元胶凝体系组成的镁质材料，相比于氯氧镁水泥具有更加良好的耐腐蚀性和抗水性，并且其中加入磷酸或柠檬酸与磷酸盐以及粉煤灰作为外加剂，进一步提高了该混凝土材料的耐腐蚀性能和抗水性能，该混凝土材料对钢筋的几乎没有腐蚀性，可以大规模在混凝土中加入钢筋，制成钢筋混凝土。另外该混凝土材料硬化后强度高，使用简单方便。

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

1.一种抗水性硫氧镁水泥混凝土材料，其特征在于，包括以重量计算的以下组分：

苛性白云石和轻烧粉按照质量比为1：0.5～4的混合料90～110份；

砂子100～300份；

碎石100～500份；

外加剂3～5份；

波美度为25～30的硫酸镁溶液100～200份；

其中，所述外加剂为磷酸或柠檬酸、磷酸盐以及粉煤灰的混合材料，磷酸或柠檬酸与磷酸盐以及粉煤灰之间的重量比为1：0.7～1.6：4.5～5.5。

2.根据权利要求1所述的抗水性硫氧镁水泥混凝土材料，其特征在于，所述硫酸镁溶液的份数为150～170份。

3.根据权利要求1所述的抗水性硫氧镁水泥混凝土材料，其特征在于，所述外加剂的份数为4份。

4.根据权利要求1所述的抗水性硫氧镁水泥混凝土材料，其特征在于，所述碎石的份数为300～400份。

5.根据权利要求1所述的抗水性硫氧镁水泥混凝土材料，其特征在于，所述碎石的粒径为1～3cm。

6.根据权利要求1所述的抗水性硫氧镁水泥混凝土材料，其特征在于，所述外加剂中，磷酸或柠檬酸与磷酸盐以及粉煤灰之间的重量比为1：1.1：5。

7.根据权利要求6所述的抗水性硫氧镁水泥混凝土材料，其特征在于，所述苛性白云石和轻烧粉按照质量比为1：0.8～1.2的比例混合。

8.根据权利要求1-7任一所述的抗水性硫氧镁水泥混凝土材料，其特征在于，所述磷酸盐为磷酸二氢铵、磷酸二氢钙和磷酸二氢钠中的一种或两种以上。

9.一种如权利要求1-8任一所述的抗水性硫氧镁水泥混凝土材料的制备方法，其特征在于，该方法包括步骤：

S101、将苛性白云石和轻烧粉搅拌混合；

S102、将苛性白云石和轻烧粉的混合料、砂子、碎石和外加剂按照所述重量组分搅拌混合；

S103、将硫酸镁固体溶解于水中，形成硫酸镁溶液；

S104、将硫酸镁溶液加入到步骤S102得到的混合材料中，搅拌混合均匀，获得抗水性硫氧镁水泥混凝土材料。

10.根据权利要求9所述的抗水性硫氧镁水泥混凝土材料的制备方法，其特征在于，该方法还包括制备所述外加剂的步骤：首先将所述磷酸或柠檬酸与磷酸盐以及粉煤灰混合，加入水再混合形成浆料；然后将所述浆料干燥后磨粉，获得所述外加剂。