CN107162450B - 一种硫氧镁水泥 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硫氧镁水泥，将50～100质量份的活性氧化镁粉、30～100质量份的结晶硫酸镁、0.05～2质量份的外加剂、0.5～10质量份的碱式硫酸镁前驱体混合研磨后过100～200目筛，得到快硬硫氧镁水泥。本发明通过低温煅烧盐湖提碳酸锂镁渣得到活性氧化镁粉，不仅提供一种为生产块硫氧镁水泥提供新的原料途径，而且通过添加碱式硫酸镁前驱体，加快了硫氧镁水泥的凝结硬化速度，具有早期强度高、后期强度不倒缩的特点。

Description

一种硫氧镁水泥
技术领域
本发明属于建筑材料领域，尤其涉及一种硫氧镁水泥。
背景技术
硫氧镁水泥属于一种气硬性的镁质材料，通常是由氧化镁与硫酸镁溶液混合混合，生成的无机胶凝材料。
硫氧镁水泥与通常的硅酸盐水泥相比具有轻质、装饰性能好的特点。但不加任何外加剂的硫氧镁水泥容易出现开裂、强度低的特点。因此近年来对硫氧镁水泥的改性研究均在于如何提高其力学强度。中国专利申请200510048574.7公开了一种硫柠镁水泥，其实质上就是在硫氧镁水泥体系中加入柠檬酸。但如合肥工业大学学报第36卷第四期的一篇《柠檬酸对硫氧镁水泥改性作用》指出，柠檬酸虽然提高其力学强度，但大大延缓了其凝结时间。因此，如何在改善硫氧镁水泥强度的同时，缩短凝结时间对于提高硫氧镁水泥制品的生产效率具有具有重要意义。
目前报道制备硫氧镁水泥过程中采用的氧化镁大部分来自于轻烧菱镁粉。轻烧菱镁粉来源于菱镁矿煅烧。而我国的菱镁矿大多集中于辽宁、山东等地。因此在我国的非沿海地区，尤其是西部地区生产的硫样镁水泥成本较高，因此如何获得低成本的氧化来源对于在非沿海或者西部地区推广硫氧镁水泥制品的生产具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种硫氧镁水泥，该水泥显著提高了凝结硬化速度，可提高硫氧镁水泥制备的生产效率。
为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种硫氧镁水泥，所述硫氧镁水泥包括以下组份：50～100质量份的活性氧化镁粉、30～100质量份的结晶硫酸镁或无水硫酸镁、0.05～2质量份的外加剂和0.5～10质量份的碱式硫酸镁前驱体；
所述活性氧化镁粉通过以下方法制得：将盐湖提锂镁渣在400～900℃下煅烧1～6h制得。
优选地，所述结晶硫酸镁为七水硫酸镁和一水硫酸镁中的一种或几种混合物。
优选地，所述外加剂为五氧化二磷、甲酸和甲酸钠中的一种或几种的混合物。
优选地，所述的碱式硫酸镁前驱体采用以下方法制备：
1)将50～100份轻烧菱镁粉、70份～300份质量分数为10％～25％的硫酸镁溶液、0.1～2份五氧化二磷混合；
2)步骤1)所得混合物，密封或置于空气中反应并硬化后，粉碎研磨成粉末，在40℃～150℃下烘干0.5h～24h，得到碱式硫酸镁前驱体。
优选地，所述的碱式硫氧镁水泥前驱体制备方法中的烘干温度为80℃，烘干时间为12h。
优选地，所述活性氧化镁粉通过以下方法制得：将盐湖提锂镁渣在600℃下煅烧3h制得。
本发明还提供了上述硫氧镁水泥的制备方法，所述方法包括以下步骤：
按配比称量活性氧化镁粉、结晶硫酸镁、外加剂、碱式硫酸镁前驱体，将各组份混合研磨后过100～200目筛即得硫氧镁水泥。
本发明相对与现有的技术具有如下优点及优异效果：
(1)传统的制备硫氧镁水泥具有凝结缓慢的特点，本发明通过引入碱式硫氧镁水泥前驱体和合适的外加剂，显著提高了其凝结硬化速度，可提高硫氧镁水泥制备的生产效率。
(2)本发明制备的硫氧镁水泥的活性氧化镁为盐湖提锂镁渣在低温下煅烧所得，具有成本低的优点。
(3)本发明所制备的硫氧镁水泥具有除了具有凝结快的特点，又有早期强度高，后期强度不倒缩的特点。
附图说明
图1为本发明采用的盐湖提锂镁渣的XRD测试图。
具体实施方式
下面以附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。以下通过对比例实施例进一步阐明本发明，其中实施例仅用于举例说明的目的，并没有限制本发明的范围。下列未注明具体条件的实验方法，通常按照传统常规条件。
对比例1：
将100份轻烧粉、1份柠檬酸、90份质量分数为25％硫酸镁水溶液混合得到硫氧镁水泥。
实施例1：
盐湖提锂镁渣来自于中信国安集团公司，其中的化学成分见表1，XRD测试如图1所示，图1分析表明盐湖提锂镁渣主要为氢氧化镁和硼酸镁，此外有少量氧化镁。
表1：盐湖提锂镁渣的化学成分
LOI*:为盐湖提锂镁渣在1000℃下的失重。
硫氧镁水泥的制备：
将盐湖提锂镁渣在600℃下煅烧3h得到活性氧化镁粉。
将100份轻烧菱镁粉、1份五氧化二磷与90份质量百分比为25％的硫酸镁混合，硬化3天后，粉碎研磨后，在80℃烘干12h，得到碱式硫酸镁前驱体。
将100份活性氧化镁粉、50份七水硫酸镁、1份五氧化二磷、1份碱式硫酸镁前驱体混合研磨过100目筛得到快硬硫氧镁水泥。
实施例2：
盐湖提锂镁渣与实施例1相同。
硫氧镁水泥的制备：
将盐湖提锂镁渣在400℃下煅烧6h得到活性氧化镁粉。
将50份轻烧菱镁粉、1份五氧化二磷与140份质量百分比为25％的硫酸镁混合，硬化2天后，粉碎研磨后，在40℃烘干24h，得到碱式硫酸镁前驱体。
将50份活性氧化镁粉、50份七水硫酸镁、1份五氧化二磷、10份碱式硫酸镁前驱体混合研磨过100目筛得到快硬硫氧镁水泥。
实施例3：
盐湖提锂镁渣与实施例1相同。
硫氧镁水泥的制备：
将盐湖提锂镁渣在900℃下煅烧1h得到活性氧化镁粉。
将100份轻烧菱镁粉、0.5份五氧化二磷与70份质量百分比为25％的硫酸镁混合，硬化2天后，粉碎研磨后，在40℃烘干24h，得到碱式硫酸镁前驱体。
将100份活性氧化镁粉、50份七水硫酸镁、2份甲酸钠、5份碱式硫酸镁前驱体混合研磨过100目筛得到快硬硫氧镁水泥。
实施例4：
盐湖提锂镁渣与实施例1相同。
硫氧镁水泥的制备：
将盐湖提锂镁渣在800℃下煅烧2h得到活性氧化镁粉。
将100份轻烧菱镁粉、0.1份五氧化二磷与甲酸钠的混合物(五氧化二磷与甲酸钠的比例为1:1)和150份质量百分比为10％的硫酸镁混合，硬化7天后，粉碎研磨后，在150℃烘干0.5h，得到碱式硫酸镁前驱体。
将100份活性氧化镁粉、40份一水硫酸镁、0.05份甲酸、2份碱式硫酸镁前驱体混合研磨过180目筛得到快硬硫氧镁水泥。
实施例5：
盐湖提锂镁渣与实施例1相同。
硫氧镁水泥的制备：
将盐湖提锂镁渣在600℃下煅烧2h得到活性氧化镁粉。
将100份轻烧菱镁粉、2份五氧化二磷与甲酸钠的混合物(五氧化二磷与甲酸钠的质量比例为1:1)和300份质量百分比为10％的硫酸镁混合，硬化7天后，粉碎研磨后，在150℃烘干1h，得到碱式硫酸镁前驱体。
将100份活性氧化镁粉、30份无水硫酸镁、1份外加剂(五氧化二磷、甲酸、甲酸钠的质量比例为1:3:1)、0.5份碱式硫酸镁前驱体混合研磨过200目筛得到快硬硫氧镁水泥。
基本性能对比
表2为实施例和对比例所制备的快硬硫氧镁水泥的基本性能。
表2 实施例1-5和对比例1所制备的快硬硫氧镁水泥的基本性能
通过表2可以看出本发明方法所制备硫氧镁水泥的终凝时间大大缩短，1天的强度相比对比例所制备的硫氧镁水泥强度大大提高，且28天强度也相应提高。因此，本发明所制备的硫氧镁水泥具有凝结时间短、早强高强的特性。此外考虑到氧化镁来自廉价的提锂镁渣低温煅烧所得，因此，提高硫氧镁水泥制品的生产效率、改善制品的质量并能降低其生成成本。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种硫氧镁水泥，其特征在于，所述硫氧镁水泥包括以下组份：50～100质量份的活性氧化镁粉、30～100质量份的结晶硫酸镁或无水硫酸镁、0.05～2质量份的外加剂和0.5～10质量份的碱式硫酸镁前驱体；
所述活性氧化镁粉通过以下方法制得：将盐湖提锂镁渣在400～900℃下煅烧1～6h制得；
所述的碱式硫酸镁前驱体采用以下方法制备：
1)将50～100份轻烧菱镁粉、70份～300份质量分数为10％～25％的硫酸镁溶液、0.1～2份五氧化二磷混合；
2)步骤1)所得混合物，密封或置于空气中反应并硬化后，粉碎研磨成粉末，烘干得到碱式硫酸镁前驱体，烘干温度40℃～150℃，烘干时间0.5h～24h。
2.根据权利要求1所述的硫氧镁水泥，其特征在于，所述活性氧化镁粉通过以下方法制得：将盐湖提锂镁渣在600℃下煅烧3h制得。
3.根据权利要求1所述的硫氧镁水泥，其特征在于，所述结晶硫酸镁为七水硫酸镁和一水硫酸镁中的一种或几种混合物。
4.根据权利要求1所述的硫氧镁水泥，其特征在于，所述外加剂为五氧化二磷、甲酸和甲酸钠中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的硫氧镁水泥，其特征在于，所述步骤2)中的烘干温度为80℃，烘干时间为12h。
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