CN107445500A - 一种磷酸钙硅镁水泥及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于水泥制备技术领域，尤其是一种磷酸钙硅镁水泥及其制备方法，采用磷酸二铵、工业一铵、氧化镁轻烧粉、黄磷渣、干基磷石膏、十二烷基苯磺酸钠、季铵盐、氟硅酸盐为原料，通过合理的配比设计，再结合工艺参数的调控制备成水泥，提升了水泥的强度，解决了传统工艺生产的磷酸镁水泥收缩大的缺陷，并且还能提升水泥的抗冻、抗腐蚀性能，并且生产工艺简单，利于工业化生产，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于水泥制备技术领域，尤其是一种磷酸钙硅镁水泥及其制备方法。
背景技术
硅酸镁水泥具有快速快硬、高早期强度、高粘结强度、干缩变形小等优良性能，非常适用于高速公路与，非常适用于高速公路、机场跑道和市政主干道的快速修补，在军事工程的抢修抢建及有害物质的固化方面也有着广阔的应用前景。
现有技术中的磷酸镁水泥，基本上都是以轻质氧化镁和磷酸一铵为主要原料，同时掺入少量缓凝剂制备而成，但其轻质氧化镁价格较高，且大量掺入氧化镁后，磷酸镁水泥收缩性较大，导致配制的磷酸镁水泥因价格过高和收缩大的质量缺陷，难以进行市场化推广；再如专利CN201310507184.6公开的一种不外加缓凝剂的快凝早强磷酸镁水泥，采用烧结氧化镁和磷酸二氢盐为原料制备成水泥，具有料具有早期强度高、后期强度不倒缩的特点。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种磷酸钙硅镁水泥及其制备方法。
具体是通过以下技术方案得以实现的：
一种磷酸钙硅镁水泥，其特征在于，原料以重量份计为：磷酸二铵20～40份、工业一铵10～40份、氧化镁轻烧粉30～70份、黄磷渣20～50份、添加剂6～23份。
所述原料以重量份计算为：磷酸二铵35份、工业一铵28份、氧化镁轻烧粉40份、黄磷渣35份、添加剂15份。
所述磷酸二铵中P2O5含量≥40％，N含量≥5％。
所述磷酸一铵中P2O5含量≥40％，N含量≥10％。
所述添加剂原料包括干基磷石膏、十二烷基苯磺酸钠、季铵盐、氟硅酸盐。
所述干基磷石膏2～6份、十二烷基苯磺酸钠2～5份、季铵盐1～6份、氟硅酸盐1～6份。
上述水泥的制备方法，包括以下步骤：
(1)先将黄磷渣、氧化镁轻烧粉、干基磷石膏和十二烷基苯磺酸钠分别磨细至200～400目，工业一铵、磷酸二铵、季铵盐和氟硅酸盐分别磨细至100～180目；
(2)取磨细的磷酸二铵、工业一铵、氧化镁轻烧粉、黄磷渣、干基磷石膏、十二烷基苯磺酸钠、氟硅酸盐和季铵盐放入搅拌机中混合；
(3)将搅拌均匀的混合料，放入干燥机中烘干，制得磷酸钙硅镁水泥。
所述磷酸二铵粉碎至150目。
所述工业一铵粉碎至150目。
所述干燥温度为60～150℃。
有益效果
本发明采用磷酸二铵、工业一铵、氧化镁轻烧粉、黄磷渣、干基磷石膏、十二烷基苯磺酸钠、季铵盐、氟硅酸盐为原料，通过合理的配比设计，再结合工艺参数的调控制备成水泥，提升了水泥的强度，解决了传统工艺生产的磷酸镁水泥收缩大的缺陷，并且还能提升水泥的抗冻、抗腐蚀性能，并且生产工艺简单，利于工业化生产，具有广阔的应用前景。
以本发明方案制备的水泥作为试验组，专利CN201310507184.6方案制备的水泥为对照组1，采用磷酸二铵、氧化镁轻烧粉、黄磷渣、干基磷石膏、十二烷基苯磺酸钠、季铵盐、氟硅酸盐为原料制备的水泥作为对照组2，强度参照GB/T 171671-1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》测定，收缩率参照JC/T 603-2004《水泥胶砂干缩试验方法》进行测定，结果如表1：
表1
由表1中的试验结果可知，试验组水泥的强度优于对照组1和对照组2，试验组的收缩率小于对照组1和对照组2。
采用《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》(JTG E30-2005)中的抗冻性能试验，利用全自动冻融益进行试件的冻结和融化，在受试样品中心温度控制在18±2℃，每次冻融循环时间3h完成，每隔25次、50次、75次冻融循环对试样品进行一次横向基频测试并称重，受试样品在冻融实验中全部浸浴水中，并测定试件的相对动弹性模量，结果如表2：
表2
由试验结果可知，随着冻融循环次数的增加，相对动弹性模量均出现下降趋势，试验组100次冻融循环后相对动弹性模量下降了12.6％，对照组1 100次冻融循环后相对动弹性模量下降了18.8％，对照组2 100次冻融循环后相对动弹性模量下降了17％，因此试验组的抗冻性能最佳。
具体实施方式
下面结核具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
实施例1
一种磷酸钙硅镁水泥，原料以重量份计为：磷酸二铵20kg、工业一铵10kg、氧化镁轻烧粉30kg、黄磷渣20kg、添加剂6kg。
所述添加剂原料以重量份计为：干基磷石膏2kg、十二烷基苯磺酸钠2kg、季铵盐1kg、氟硅酸盐1kg。
上述水泥的制备方法，包括以下步骤：
(1)先将黄磷渣、氧化镁轻烧粉、干基磷石膏和十二烷基苯磺酸钠分别磨细至200目，工业一铵、磷酸二铵、季铵盐和氟硅酸盐分别磨细至100目；
(2)取磨细的磷酸二铵、工业一铵、氧化镁轻烧粉、黄磷渣、干基磷石膏、十二烷基苯磺酸钠、氟硅酸盐和季铵盐放入搅拌机中混合；
(3)将搅拌均匀的混合料，放入干燥机中烘干，制得磷酸钙硅镁水泥。
所述磷酸二铵中P2O5含量≥40％，N含量≥5％。
所述磷酸一铵中P2O5含量≥40％，N含量≥10％。
所述干燥温度为60℃。
实施例2
一种磷酸钙硅镁水泥，原料以重量份计为：磷酸二铵40kg、工业一铵40kg、氧化镁轻烧粉70kg、黄磷渣50kg、添加剂23kg。
所述添加剂原料以重量份计为：干基磷石膏6kg、十二烷基苯磺酸钠5kg、季铵盐6kg、氟硅酸盐6kg。
上述水泥的制备方法，包括以下步骤：
(1)先将黄磷渣、氧化镁轻烧粉、干基磷石膏和十二烷基苯磺酸钠分别磨细至200～400目，工业一铵、磷酸二铵、季铵盐和氟硅酸盐分别磨细至100～180目；
(2)取磨细的磷酸二铵、工业一铵、氧化镁轻烧粉、黄磷渣、干基磷石膏、十二烷基苯磺酸钠、氟硅酸盐和季铵盐放入搅拌机中混合；
(3)将搅拌均匀的混合料，放入干燥机中烘干，制得磷酸钙硅镁水泥。
所述磷酸二铵中P2O5含量≥40％，N含量≥5％。
所述磷酸一铵中P2O5含量≥40％，N含量≥10％。
所述干燥温度为150℃。
实施例3
一种磷酸钙硅镁水泥，原料以重量份计为：磷酸二铵30kg、工业一铵25kg、氧化镁轻烧粉60kg、黄磷渣40kg、添加剂22kg。
所述添加剂原料以重量份计为：干基磷石膏6kg、十二烷基苯磺酸钠5kg、季铵盐5kg、氟硅酸盐6kg。
上述水泥的制备方法，包括以下步骤：
(1)先将黄磷渣、氧化镁轻烧粉、干基磷石膏和十二烷基苯磺酸钠分别磨细至260目，工业一铵、磷酸二铵、季铵盐和氟硅酸盐分别磨细至150目；
(2)取磨细的磷酸二铵、工业一铵、氧化镁轻烧粉、黄磷渣、干基磷石膏、十二烷基苯磺酸钠、氟硅酸盐和季铵盐放入搅拌机中混合；
(3)将搅拌均匀的混合料，放入干燥机中烘干，制得磷酸钙硅镁水泥。
所述磷酸二铵中P2O5含量≥40％，N含量≥5％。
所述磷酸一铵中P2O5含量≥40％，N含量≥10％。
所述干燥温度为110℃。
实施例4
一种磷酸钙硅镁水泥，原料以重量份计为：磷酸二铵20kg、工业一铵40kg、氧化镁轻烧粉40kg、黄磷渣45kg、添加剂12kg。
所述添加剂原料以重量份计为：干基磷石膏3kg、十二烷基苯磺酸钠4kg、季铵盐3kg、氟硅酸盐2kg。
上述水泥的制备方法，包括以下步骤：
(1)先将黄磷渣、氧化镁轻烧粉、干基磷石膏和十二烷基苯磺酸钠分别磨细至300目，季铵盐和氟硅酸盐分别磨细至150目，磷酸二铵粉碎至150目，工业一铵粉碎至150目；
(2)取磨细的磷酸二铵、工业一铵、氧化镁轻烧粉、黄磷渣、干基磷石膏、十二烷基苯磺酸钠、氟硅酸盐和季铵盐放入搅拌机中混合；
(3)将搅拌均匀的混合料，放入干燥机中烘干，制得磷酸钙硅镁水泥。
所述磷酸二铵中P2O5含量≥40％，N含量≥5％。
所述磷酸一铵中P2O5含量≥40％，N含量≥10％。
所述干燥温度为85℃。
实施例5
一种磷酸钙硅镁水泥，原料以重量份计为：磷酸二铵40kg、工业一铵10kg、氧化镁轻烧粉70kg、黄磷渣20kg、添加剂8kg。
所述添加剂原料以重量份计为：干基磷石膏2kg、十二烷基苯磺酸钠2kg、季铵盐2kg、氟硅酸盐2kg。
上述水泥的制备方法，包括以下步骤：
(1)先将黄磷渣、氧化镁轻烧粉、干基磷石膏和十二烷基苯磺酸钠分别磨细至350目，工业一铵、磷酸二铵、季铵盐和氟硅酸盐分别磨细至120目。
(2)取磨细的磷酸二铵、工业一铵、氧化镁轻烧粉、黄磷渣、干基磷石膏、十二烷基苯磺酸钠、氟硅酸盐和季铵盐放入搅拌机中混合。
(3)将搅拌均匀的混合料，放入干燥机中烘干，制得磷酸钙硅镁水泥。
所述磷酸二铵中P2O5含量≥40％，N含量≥5％。
所述磷酸一铵中P2O5含量≥40％，N含量≥10％。
所述干燥温度为120℃。
上述试验例和实施例为本发明的进一步阐述和理解，不能理解为对本发明的技术方案做进一步的限定，本领域技术人员作出的非突出实质性特征和显著进步的发明创造，仍然属于本发明的保护范畴。
Claims (10)
1.一种磷酸钙硅镁水泥，其特征在于，原料以重量份计为：磷酸二铵20～40份、工业一铵10～40份、氧化镁轻烧粉30～70份、黄磷渣20～50份、添加剂6～23份。
2.如权利要求1所述磷酸钙硅镁水泥，其特征在于，所述原料以重量份计算为：磷酸二铵35份、工业一铵28份、氧化镁轻烧粉40份、黄磷渣35份、添加剂15份。
3.如权利要求1或2所述磷酸钙硅镁水泥，其特征在于，所述磷酸二铵中P2O5含量≥40％，N含量≥5％。
4.如权利要求1或2所述磷酸钙硅镁水泥，其特征在于，所述磷酸一铵中P2O5含量≥40％，N含量≥10％。
5.如权利要求1或2所述磷酸钙硅镁水泥，其特征在于，所述添加剂原料包括干基磷石膏、十二烷基苯磺酸钠、季铵盐、氟硅酸盐。
6.如权利要求5所述磷酸钙硅镁水泥，其特征在于，所述干基磷石膏2～6份、十二烷基苯磺酸钠2～5份、季铵盐1～6份、氟硅酸盐1～6份。
7.如权利要求1～6任一项所述磷酸钙硅镁水泥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)先将黄磷渣、氧化镁轻烧粉、干基磷石膏和十二烷基苯磺酸钠分别磨细至200～400目，工业一铵、磷酸二铵、季铵盐和氟硅酸盐分别磨细至100～180目；
(2)取磨细的磷酸二铵、工业一铵、氧化镁轻烧粉、黄磷渣、干基磷石膏、十二烷基苯磺酸钠、氟硅酸盐和季铵盐放入搅拌机中混合；
(3)将搅拌均匀的混合料，放入干燥机中烘干，制得磷酸钙硅镁水泥。
8.如权利要求7所述磷酸钙硅镁水泥的制备方法，其特征在于，所述磷酸二铵粉碎至150目。
9.如权利要求7所述磷酸钙硅镁水泥的制备方法，其特征在于，所述工业一铵粉碎至150目。
10.如权利要求7所述磷酸钙硅镁水泥的制备方法，其特征在于，所述干燥温度为60～150℃。
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