CN107601928A - 一种高抗水性水泥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高抗水性水泥及其制备方法，所述高抗水性水泥用下述原料材料制成：轻烧氧化镁粉、硫酸镁、水、柠檬酸和适量的其它化学试剂，其中，轻烧氧化镁粉、硫酸镁、水按物质的量比为14.5：1：22；所述高抗水性水泥的制备方法包括以下步骤：S1：原料称取；S2：根据原料的质量称取柠檬酸和其它化学试剂；S3：将硫酸镁溶于水；S4：掺入化学试剂；S5：将轻烧氧化镁粉与硫酸镁混合液混合，充分搅拌形成浆体得到高抗水性水泥。本发明将定量的柠檬酸、氯化钾、氯化钙、氯化钠或硼酸来提高水泥的抗水性，当水泥浸泡在水中时通过掺入定量氯化钾、氯化钙、氯化镁、氯化钠或硼酸改变水泥浸水时的微观结构提高水泥的抗水性。

Description

一种高抗水性水泥及其制备方法

技术领域

本发明涉及水泥制备技术领域，具体为一种高抗水性水泥及其制备方法。

背景技术

硫氧镁水泥是菱镁水泥的一种，硫氧镁水泥避免了生产厂家为氯氧镁水泥吸潮返卤买单的隐患，但是硫氧镁水泥也存在不经过改性抗水性能差的缺点。水泥水化是一个复杂的、非均质的多相化学反应过程。无论哪种水泥，它在水化过程中都具有―即时性，正是由于这种―即时性，使水泥的水化机理和动力学参数在不同的水化阶段有所不同，主要体现在水化放热量、水化速率、电学性能及体积变化，各种掺杂成分微小的差别可能对镁水泥的性能产生重大的影响；

而制备硫氧镁水泥时，由于原料物质的量的比重不同以及掺入的有机酸和化学试剂的量不同所得到的硫氧镁水泥的抗水性会变化，当掺入的化学试剂的量过多或过少会降低硫氧镁水泥的抗水性，现有的硫氧镁水泥制备方法制得的硫氧镁水泥的抗水性低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是传统方法制备水泥时，由于原料物质的量的比重不同以及掺入的有机酸和化学试剂的量不同，继而导致制备的水泥的抗水性低，提供一种高抗水性水泥及其制备方法，从而解决上述问题。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种高抗水性水泥，其特征在于，所述高抗水性水泥用下述原料材料制成：轻烧氧化镁粉、硫酸镁、水、柠檬酸和适量的其它化学试剂，其中轻烧氧化镁粉、硫酸镁、水按物质的量比为14.5：1：22，所述轻烧氧化镁粉中活性氧化镁的含量为60%。

进一步，所述其它化学试剂为氯化钾、氯化钙、氯化钠或硼酸中的一种，且柠檬酸为轻烧氧化镁粉质量的0.5%，氯化钾、氯化钙、氯化钠或硼酸的称取量范围分别为称取的无水硫酸镁质量的0.3-5.0%、0.1-0.7%、0.3-5.0%和0.1-7.0%。

所述高抗水性水泥的制备方法包括以下步骤：

S1：原料称取；

S2：根据原料的质量称取柠檬酸和其它化学试剂；

S3：将硫酸镁溶于水；

S4：掺入柠檬酸和其它化学试剂；

S5：将轻烧氧化镁粉与硫酸镁混合液混合，充分搅拌形成浆体得到高抗水性水泥。

进一步的，所述S1步骤中的原料称取时，应根据轻烧氧化镁粉：硫酸镁：水物质的量比为14.5：1：22进行定量称取，避免其中一种或多种原料称取过多或过少影响水泥的抗水性。

进一步的，所述S2步骤中的根据原料的质量称取化学试剂，所称取的化学试剂为柠檬酸以及氯化钾、氯化钙、氯化镁、氯化钠或硼酸，通过掺入定量的柠檬酸以及氯化钾、氯化钙、氯化钠或硼酸来提高水泥的抗水性。

进一步的，所述S2步骤中柠檬酸的称取量为称取的轻烧氧化镁粉质量的0.5%，氯化钾、氯化钙、氯化镁、氯化钠和硼酸的称取量范围分别为称取的无水硫酸镁质量的0.3-5.0%、0.1-0.7%、0.3-5.0%和0.1-7.0%，同时当水泥浸泡在水中时通过氯化钠、氯化钾、氯化钙、或硼酸改变水泥浸水时的微观结构提高水泥的抗水性。

进一步的，所述S3步骤中的将硫酸镁溶于水，将硫酸镁溶于水配制所需浓度的硫酸镁溶液。

进一步的，所述S4步骤中的化学试剂分别为S2步骤中称取的柠檬酸以及氯化钾、氯化钙、氯化钠或硼酸，然后将定量称取的化学试剂掺入硫酸镁溶液中，同时通过搅拌器均匀搅拌，防止化学试剂未完全溶解或分布不均匀。

进一步的，所述S5步骤中将轻烧氧化镁粉与掺入化学试剂后的硫酸镁混合液混合，然后通过搅拌器充分搅拌形成浆体，继而得到高抗水性水泥。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该种高抗水性水泥及其制备方法，通过原料轻烧氧化镁粉、硫酸镁和水物质的量的比重为14.5：1：22定量称取原料，然后根据柠檬酸的称取量为轻烧氧化镁粉质量的0.5%进行称取，根据氯化钾、氯化钙、氯化钠和硼酸的称取量范围分别为称取的无水硫酸镁质量的0.3-5.0%、0.1-0.7%、0.3-5.0%和0.1-7.0%称取氯化钾、氯化钙、氯化钠和硼酸，然后将七水硫酸镁晶体溶于水得到硫酸镁溶液，继而提高轻烧氧化镁粉在硫酸镁溶液中的溶解度，降低体系的过饱和度，再掺入称取后的柠檬酸以及氯化钾、氯化钙、氯化钠或硼酸作为化学试剂，然后通过搅拌器均匀搅拌，避免柠檬酸以及氯化钾、氯化钙、氯化钠或硼酸分布不均匀，影响制备的水泥的抗水性，最后加入轻烧氧化镁粉，然后通过搅拌器充分搅拌形成浆体，继而制备高抗水性水泥，当水泥浸泡在水中时，通过氯化钠使水泥的水化产物由大量凝胶状晶体晶体组成，只有少量针状晶体分布在其中，通过硼酸使水泥表面气孔减少，使水泥表面分散有大量二次水化形成的针状晶体，通过氯化钾使水泥表面气孔减少，水化产物紧密堆积，通过硼酸使水泥表面气孔减少，使水泥表面分散有大量二次水化形成的针状晶体，通过氯化钙使水泥表面的气孔减少，水化产物结构变密实，通过氯化镁使水泥表面气孔的尺寸变小，通过改变水泥的微观结构提高水泥的抗水性。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明所述一种高抗水性水泥及其制备方法的氯化钠掺量在空气养护和淡水浸泡条件下对水泥抗压强度及软化系数的影响表格示意图；

图2为本发明所述一种高抗水性水泥及其制备方法的氯化钠掺量在空气养护和淡水浸泡条件下对水泥抗折强度及软化系数的影响表格示意图；

图3为本发明所述一种高抗水性水泥及其制备方法的氯化钾掺量在空气养护和淡水浸泡条件下对水泥抗压强度及软化系数的影响表格示意图；

图4为本发明所述一种高抗水性水泥及其制备方法的氯化钾掺量在空气养护和淡水浸泡条件下对水泥抗折强度及软化系数的影响表格示意图；

图5为本发明所述一种高抗水性水泥及其制备方法的氯化钙掺量在空气养护和淡水浸泡条件下对水泥抗压强度及软化系数的影响表格示意图；

图6为本发明所述一种高抗水性水泥及其制备方法的氯化钙掺量在空气养护和淡水浸泡条件下对水泥抗折强度及软化系数的影响表格示意图；

图7为本发明所述一种高抗水性水泥及其制备方法的硼酸掺量在空气养护和淡水浸泡条件下对水泥抗压强度及软化系数的影响表格示意图；

图8为本发明所述一种高抗水性水泥及其制备方法的硼酸掺量在空气养护和淡水浸泡条件下对水泥抗折强度及软化系数的影响表格示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-8，本发明提供以下技术方案：一种高抗水性水泥，其特征在于，所述高抗水性水泥用下述原料材料制成：轻烧氧化镁粉、硫酸镁、水、柠檬酸和适量的其它化学试剂所述轻烧氧化镁粉中活性氧化镁的含量为60%，所述其它化学试剂为氯化钾、氯化钙、氯化钠或硼酸中的一种，且柠檬酸为轻烧氧化镁粉质量的0.5%，氯化钾、氯化钙、氯化钠或硼酸的称取量范围分别为称取的无水硫酸镁质量的0.3-5.0%、0.1-0.7%、0.3-5.0%和0.1-7.0%；所述高抗水性水泥的制备方法包括以下步骤：

S1：原料称取；

S2：根据原料的质量称取柠檬酸和其它化学试剂；

S3：将硫酸镁溶于水；

S4：掺入柠檬酸和其它化学试剂；

S5：将轻烧氧化镁粉与硫酸镁混合液混合，充分搅拌形成浆体得到高抗水性水泥。

S1步骤中的原料称取时，应根据轻烧氧化镁粉：硫酸镁：水物质的量比为14.5：1：22进行定量称取，避免其中一种或多种原料称取过多或过少影响影响化学试剂的定量称取。

S2步骤中的根据原料的质量称取化学试剂，所称取的化学试剂为柠檬酸以及氯化钾、氯化钙、氯化钠或硼酸，通过掺入定量的柠檬酸以及氯化钾、氯化钙、氯化钠或硼酸来提高水泥的抗水性。

S2步骤中柠檬酸的称取量为称取的轻烧氧化镁粉质量的0.5%，氯化钾、氯化钙、氯化钠或硼酸的称取量范围分别为称取的无水硫酸镁质量的0.3-5.0%、0.1-0.7%、0.3-5.0%和0.1-7.0%，同时当水泥浸泡在水中时通过氯化钠、氯化钾、氯化钙、和硼酸改变水泥的微观结构提高水泥的抗水性同时确定氯化钾、氯化钙、氯化钠或硼酸的称取量范围，避免柠檬酸以及氯化钾、氯化钙、氯化钠或硼酸的质量过多无法提高所制备水泥的抗水性。

S3步骤中的将硫酸镁溶于水，将硫酸镁溶于水配制所需浓度的硫酸镁溶液，先将硫酸镁溶于水制得硫酸镁溶液，继而提高轻烧氧化镁粉在硫酸镁溶液中的溶解度，加快轻烧氧化镁粉的溶解速度。

S4步骤中的化学试剂分别为S2步骤中称取的柠檬酸以及氯化钾、氯化钙、氯化钠或硼酸，然后将定量称取的化学试剂掺入硫酸镁溶液中，同时通过搅拌器均匀搅拌，防止化学试剂未完全溶解或分布不均匀，继而导致其中一种或多种化学试剂无法起到提高水泥抗水性的作用，且会降低水泥的抗水性。

S5步骤中将轻烧氧化镁粉与掺入化学试剂的硫酸镁混合液混合，然后通过搅拌器充分搅拌形成浆体，继而得到高抗水性水泥，通过搅拌器充分搅拌使轻烧氧化镁粉完全溶解，加快轻烧氧化镁的溶解速度。

实施例2

如图1-2所示，根据软化系数由、表示，当氯化钠掺量为0.3-5.0%时，氯化钠可以提高水泥的软化系数，继而提高水泥的抗水性，确定氯化钠称取量范围为无水硫酸镁质量的0.3-5.0%。

实施例3

如图3-4所示，根据软化系数由 、表示，当氯化钾掺量为0.3-5.0%时，氯化钾可以提高水泥的软化系数，继而提高水泥的抗水性，确定氯化钾称取量范围为无水硫酸镁质量的0.3-5.0%。

实施例4

如图5-6所示，根据软化系数由、 、表示，当氯化钙掺量为0.1-0.7%时，氯化钙可以提高水泥的软化系数，继而提高水泥的抗水性，确定氯化钙称取量范围为无水硫酸镁质量的0.1-0.7%。

实施例5

如图7-8所示，根据软化系数由 、表示，当硼酸掺量为0.1-7.0%时，氯化钠可以提高水泥的软化系数，继而提高水泥的抗水性，确定氯化钠称取量范围为无水硫酸镁质量的0.1-7.0%。

具体操作时，首先确定需要生产的水泥的量，然后根据轻烧氧化镁粉：硫酸镁：水物质的量比为14.5：1：22对原料轻烧氧化镁粉、硫酸镁和水进行定量称取，避免其中一种或多种原料过多或过少导致降低水泥的抗水性，然后根据原料轻烧氧化镁粉质量的0.5对柠檬酸进行定量称取，接着根据原料无水硫酸镁质量的0.3-5.0%、0.1-0.7%、0.3-5.0%和0.1-7.0%分别对氯化钾、氯化钙、氯化钠或硼酸进行称取，通过氯化钾、氯化钙、氯化钠和硼酸提高水泥的软化系数，继而提高水泥的抗水性，同时避免柠檬酸以及氯化钾、氯化钙、氯化镁、氯化钠或硼酸中一种或多种所称取的量过多或过少，继而降低水泥的抗水性，且通过氯化钾、氯化钙、氯化钠或硼酸作为化学试剂，通过硫酸镁作为原料不仅价格低廉，而且还能缓解盐湖钾、硼和锂资源开发过程中产生的“镁害”问题，然后先将七水硫酸镁晶体溶于水制成所需浓度的硫酸镁水溶液，通过硫酸镁水溶液提高轻烧氧化镁粉在水溶液中的溶解度，同时可以加快轻烧氧化镁粉的溶解速度，然后将称取后的柠檬酸以及氯化钾、氯化钙、氯化钠或硼酸掺入水溶液中作为化学试剂，通过添加化学试剂来提高所制得的水泥的抗水性，然后通过搅拌器均匀搅拌成和混合液，使外加剂和化学试剂完全溶解且分布均匀，避免化学试剂未完全溶解或分布不均匀导致所制得的水泥的抗水性低，最后将定量的轻烧氧化镁粉加入混合液中，同时通过搅拌器充分搅拌直至轻烧氧化镁粉完全溶解，使混合液呈浆体，继而制得高抗水性水泥，当水泥浸泡在水中时，通过氯化钠使水泥的水化产物由大量凝胶状晶体晶体组成，只有少量针状晶体分布在其中，通过硼酸使水泥表面气孔减少，使水泥表面分散有大量二次水化形成的针状晶体，通过氯化钾使水泥表面气孔减少，水化产物紧密堆积，通过硼酸使水泥表面气孔减少，使水泥表面分散有大量二次水化形成的针状晶体，通过氯化钙使水泥表面的气孔减少，水化产物结构变密实，通过氯化镁使水泥表面气孔的尺寸变小，通过改变水泥浸水时的微观结构提高水泥的抗水性。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高抗水性水泥，其特征在于，用下述原料材料制成：轻烧氧化镁粉、硫酸镁、水和适量的其它化学试剂，其中轻烧氧化镁粉、硫酸镁、水按物质的量比为14.5：1：22，所述轻烧氧化镁粉中活性氧化镁的含量为60%。

2.根据权利要求1所述的一种高抗水性水泥，其特征在于，所述其它化学试剂为氯化钾、氯化钙、氯化钠和硼酸中的一种，所述柠檬酸的含量为轻烧氧化镁粉质量的0.5%，氯化钾、氯化钙、氯化钠和硼酸的含量分别为称取的无水硫酸镁质量的0.3-5.0%、0.1-0.7%、0.3-5.0%和0.1-7.0%。

3.根据权利要求1所述的一种高抗水性水泥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：原料称取；

S2：根据原料的质量称取柠檬酸和其它化学试剂；

S3：将硫酸镁溶于水；

S4：掺入柠檬酸和其它化学试剂；

S5：将轻烧氧化镁粉与硫酸镁混合液混合，充分搅拌形成浆体得到高抗水性水泥。

4.根据权利要求3所述的一种高抗水性水泥的制备方法，其特征在于，所述S1步骤中的原料称取时，应根据轻烧氧化镁粉：硫酸镁：水物质的量比为14.5：1：22进行定量称取，避免其中一种或多种原料称取过多或过少影响化学试剂的定量称取。

5.根据权利要求3所述的一种高抗水性水泥的制备方法，其特征在于，所述S2步骤中的根据原料的质量称取化学试剂，所称取的化学试剂为柠檬酸以及氯化钾、氯化钙、氯化钠或硼酸，通过掺入定量的柠檬酸以及氯化钾、氯化钙、氯化钠或硼酸来提高水泥的抗水性。

6.根据权利要求3所述的一种高抗水性水泥的制备方法，其特征在于，所述S2步骤中柠檬酸的称取量为称取的轻烧氧化镁粉质量的0.5%，氯化钾、氯化钙、氯化钠和硼酸的称取量范围分别为称取的无水硫酸镁质量的0.3-5.0%、0.1-0.7%、0.3-5.0%和0.1-7.0%，同时当水泥浸泡在水中时通过氯化钠、氯化钾、氯化钙、和硼酸改变水泥的微观结构提高水泥的抗水性。

7.根据权利要求3所述的一种高抗水性水泥的制备方法，其特征在于，所述S3步骤中的将硫酸镁溶于水，将硫酸镁溶于水配制所需浓度的硫酸镁溶液。

8.根据权利要求3所述的一种高抗水性水泥的制备方法，其特征在于，所述S4步骤中的化学试剂分别为S2步骤中称取的柠檬酸以及氯化钾、氯化钙、氯化镁、氯化钠或硼酸，然后将定量称取的化学试剂掺入硫酸镁溶液中，同时通过搅拌器均匀搅拌，防止化学试剂未完全溶解或分布不均匀。

9.根据权利要求3所述的一种高抗水性水泥的制备方法，其特征在于，所述S5步骤中将轻烧氧化镁粉与掺入化学试剂后的硫酸镁混合液混合，然后通过搅拌器充分搅拌形成浆体，继而得到高抗水性水泥。