CN108275898A - 一种微硅粉填充的氯氧镁水泥及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑材料领域，尤其涉及一种微硅粉填充的氯氧镁水泥及其制备方法。包括重量百分比计的以下组分：填料剂、胶凝剂、氯化镁、缓凝剂和余量的水。制备方法为：菱镁矿石粉碎后煅烧得到轻烧镁粉，再将轻烧镁粉球磨至；按比例将填料剂、胶凝剂和缓凝剂均匀混合；按比例将氯化镁和余量水配制成氯化镁溶液；将干粉和氯化镁溶液混合均匀，搅拌后浆液注模得到微硅粉填充的氯氧镁水泥。本发明的优点是：水泥硬度高、吸潮返卤泛霜情况下降、耐水性强、制品无翘曲变形现象及对环境无污染；制备方法简单，成本低。

Description

一种微硅粉填充的氯氧镁水泥及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，尤其涉及一种微硅粉填充的氯氧镁水泥及其制备方法。
背景技术
微硅粉作为一种工业废弃物，它是冶炼硅铁或工业硅时产生的副产品。在冶炼过程中，矿热电炉内产生大量挥发性很强的SiO2和Si蒸汽，其进入烟道排放后迅速与空气氧化冷凝沉淀形成粉体，再经环保收尘设施收集起来，即形成了工业废弃物微硅粉。微硅粉颗粒粒径在30～800nm之间，其粒径包含了高细粉(20～30μm)、超细粉(1～10μm)、超微细粉(0.001～0.1μm)的三种微粉级配；微硅粉具有较高的活性，可作为耐火材料和混凝土的添加剂，能有效提高材料的性能并降低制备成本。
氯氧镁水泥是一种特殊品种水泥，它以氧化镁为主要成分，人们习惯上又称为镁氧水泥。氯氧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，再加入水所形成的水泥硬化体。其具有凝结硬化速度快、粘结性能优异、耐磨耐腐蚀性好、隔热阻燃性好等优异的性能，但同时制品在使用过程中存在耐水性能差、翘曲变形、吸潮返卤泛霜等缺陷，从而限制了氯氧镁水泥的应用和发展。
发明内容
基于上述问题，本发明根据微硅粉理化特性以及氯氧镁水泥存在的主要缺陷，选取废弃物微硅粉和将菱镁矿石煅烧后球磨至不同颗粒级配的轻烧镁粉，利用微硅粉、球磨轻烧镁粉及其他添加剂改善氯氧镁水泥材料的吸潮返卤泛霜、耐水性差、翘曲变形等缺陷，制备出性能得到优化的一种微硅粉填充的氯氧镁水泥及其制备方法，制品可在工业、农业、建筑、建材、民用等领域使用。
一种微硅粉填充的氯氧镁水泥，其中，包括重量百分比计的以下组分：填料剂1.9～22％、胶凝剂35～42％、氯化镁9.6～17.5％、缓凝剂0.07～0.5％和余量的水。
进一步，所述的填料剂为冶炼硅铁合金产生的微硅粉，其中活性SiO2的含量为73～93％，平均粒径0.03～0.8μm。
进一步，所述的胶凝剂是菱镁矿石煅烧后经球磨后得到的轻烧镁粉。
其中，所述的煅烧温度为700～850℃。
其中，所述的轻烧镁粉中氧化镁含量80～95％，平均粒径0.1～50μm。
进一步，所述的缓凝剂为磷酸三钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、磷酸氢二钠和过磷酸钙中的一种或多种。
一种微硅粉填充的氯氧镁水泥，其制备方法包括：
(1)将菱镁矿石粉碎后在700～850℃下煅烧得到轻烧镁粉，再将轻烧镁粉经球磨至0.1～50μm；
(2)按比例将填料剂、胶凝剂和缓凝剂均匀混合，制得干粉状混合物；
(3)按比例将氯化镁和水配制成氯化镁溶液；
(4)将步骤(2)制备的干粉和步骤(3)制备的氯化镁溶液混合均匀，搅拌10～30min后浆液注模，在温度15～35℃和湿度40～70％范围内成型养护得到微硅粉填充的氯氧镁水泥。
本发明通过合理利用工业废弃物微硅粉和盐湖提锂过程中副产的氯化镁，提高了微硅粉和氯化镁的经济附加值，降低了微硅粉和氯化镁对环境的污染。
本发明中的原料微硅粉作为一种微纳米级圆球状颗粒，有效地填充了镁水泥形成过程中产生的气孔、毛细孔和晶体间孔，抑制了氯氧镁水泥制品的返卤现象，提高了镁水泥强度。经微硅粉填充氯氧镁水泥后，制品的抗压强度在28天时达到了71MPa以上。
本发明中轻烧镁粉经球磨至不同颗粒级配后，水进入颗粒内核的速度和时间就不同，如果颗粒大小一致，水化速度就会完全相同。因此，将轻烧镁粉球磨至一定的级配，能有效地避免了热应力集中造成的制品翘曲变形的弊端。
相比于现有技术，本发明的优点是：微硅粉填充的氯氧镁水泥硬度高、吸潮返卤泛霜情况下降、耐水性强、制品无翘曲变形现象及对环境无污染；微硅粉填充的氯氧镁水泥制备方法简单，成本低。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
缓凝剂组合方案
缓凝剂为磷酸三钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、磷酸氢二钠和过磷酸钙中的一种或多种。具体组成和配比如下表所示：
实施例1
一种微硅粉填充的氯氧镁水泥的制备方法
以制备100g微硅粉填充的氯氧镁水泥计算。首先，将2000g菱镁矿石粉碎后在700℃下煅烧得到轻烧镁粉，再将轻烧镁粉经行星球磨机球磨至粒度0.1μm，其中轻烧镁粉中氧化镁含量为80％，平均粒径0.1μm；其次，分别将15.33g微硅粉作为填料剂(微硅粉中活性SiO2的含量为80％，平均粒径0.03μm)、35g胶凝剂和0.07g磷酸三钠作为缓凝剂(方案1)均匀混合，制成干粉状混合物；再次，将9.6g氯化镁和40g水配制成氯化镁溶液；最后，将以干粉状混合物和氯化镁溶液混合搅拌10min后浆液注模，在温度15℃和湿度40％范围内成型养护得到氯氧镁水泥。通过GBT 17671-1999方法对制品进行测试，其3天抗压强度为38MPa，28天抗压强度为85MPa。
实施例2
一种微硅粉填充的氯氧镁水泥的制备方法
以制备100g微硅粉填充的氯氧镁水泥计算。首先，将2000g菱镁矿石粉碎后在850℃下煅烧得到轻烧镁粉，再将轻烧镁粉经行星球磨机球磨至粒度50μm，其中轻烧镁粉中氧化镁含量为95％，平均粒径50μm；其次，分别将22g微硅粉作为填料剂(微硅粉中活性SiO2的含量为93％，平均粒径0.8μm)、42g胶凝剂和0.5g磷酸三钠和三聚磷酸钠(方案6)作为缓凝剂均匀混合，制成干粉状混合物；再次，将17.5g氯化镁和18g水配制成氯化镁溶液；最后，将以干粉状混合物和氯化镁溶液混合搅拌30min后浆液注模，在温度35℃和湿度70％范围内成型养护得到氯氧镁水泥。通过GBT 17671-1999方法对制品进行测试，其3d抗压强度为42MPa，28d抗压强度为96MPa。
实施例3
一种微硅粉填充的氯氧镁水泥的制备方法
以制备100g微硅粉填充的氯氧镁水泥计算。首先，将2000g菱镁矿石粉碎后在800℃下煅烧得到轻烧镁粉，再将轻烧镁粉经行星球磨机球磨至粒度40μm，其中轻烧镁粉中氧化镁含量为90％，平均粒径40μm；其次，分别将1.9g微硅粉作为填料剂(微硅粉中活性SiO2的含量为73％，平均粒径0.5μm)、41g胶凝剂和0.4g磷酸三钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠(方案16)作为缓凝剂均匀混合，制成干粉状混合物；再次，将17g氯化镁和39.7g水配制成氯化镁溶液；最后，将以干粉状混合物和氯化镁溶液混合搅拌10min后浆液注模，在温度20℃和湿度60％范围内成型养护得到氯氧镁水泥。通过GBT 17671-1999方法对制品进行测试，其3d抗压强度为37MPa，28d抗压强度为71MPa。
实施例4
一种微硅粉填充的氯氧镁水泥的制备方法
以制备100g微硅粉填充的氯氧镁水泥计算。首先，将2000g菱镁矿石粉碎后在750℃下煅烧得到轻烧镁粉，再将轻烧镁粉经行星球磨机球磨至粒度0.9μm，其中轻烧镁粉中氧化镁含量为86％，平均粒径0.9μm；其次，分别将20g微硅粉作为填料剂(微硅粉中活性SiO2的含量为90％，平均粒径0.6μm)、38g胶凝剂和0.45g磷酸三钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和磷酸氢二钠(方案26)作为缓凝剂均匀混合，制成干粉状混合物；再次，将16g氯化镁和25.55g水配制成氯化镁溶液；最后，将以干粉状混合物和氯化镁溶液混合搅拌25min后浆液注模，在温度25℃和湿度40％范围内成型养护得到氯氧镁水泥。通过GBT 17671-1999方法对制品进行测试，其3d抗压强度为40MPa，28d抗压强度为90MPa。
实施例5
一种微硅粉填充的氯氧镁水泥的制备方法
以制备100g微硅粉填充的氯氧镁水泥计算。首先，将2000g菱镁矿石粉碎后在840℃下煅烧得到轻烧镁粉，再将轻烧镁粉经行星球磨机球磨至粒度在30μm，其中轻烧镁粉中氧化镁含量为89％，平均粒径30μm；其次，分别将22g微硅粉作为填料剂(微硅粉中活性SiO2的含量为89％，平均粒径0.15μm)、42g胶凝剂和0.35g磷酸三钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、磷酸氢二钠和过磷酸钙(方案31)作为缓凝剂均匀混合，制成干粉状混合物；再次，将15g氯化镁和25g水配制成氯化镁溶液；最后，将以干粉状混合物和氯化镁溶液混合搅拌22min后浆液注模，在温度30℃和湿度65％范围内成型养护得到氯氧镁水泥。通过GBT17671-1999方法对制品进行测试，其3d抗压强度为41MPa，28d抗压强度为93MPa。
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，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的原理之内，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 (8)

1.一种微硅粉填充的氯氧镁水泥，其特征在于：包括重量百分比计的以下组分：填料剂1.9～22％、胶凝剂35～42％、氯化镁9.6～17.5％、缓凝剂0.07～0.5％和余量的水。
2.根据权利要求1所述的一种微硅粉填充的氯氧镁水泥，其特征在于：所述的填料剂为冶炼硅铁合金产生的微硅粉，其中活性SiO2含量为73～93％，平均粒径0.03～0.8μm。
3.根据权利要求1所述的一种微硅粉填充的氯氧镁水泥，其特征在于：所述的胶凝剂是菱镁矿石煅烧后经球磨后得到的轻烧镁粉。
4.根据权利要求3所述的一种微硅粉填充的氯氧镁水泥，其特征在于：所述的煅烧温度为700～850℃。
5.根据权利要求3所述的一种微硅粉填充的氯氧镁水泥，其特征在于：所述的轻烧镁粉中氧化镁含量80～95％，平均粒径0.1～50μm。
6.根据权利要求1所述的一种微硅粉填充的氯氧镁水泥，其特征在于：所述的缓凝剂为磷酸三钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、磷酸氢二钠和过磷酸钙中的一种或多种。
7.根据权利要求1～6任意一项所述的一种微硅粉填充的氯氧镁水泥，其制备方法包括：
(1)将菱镁矿石粉碎后在700～850℃下煅烧得到轻烧镁粉，再将轻烧镁粉经球磨机球磨至0.1～50μm；
(2)按比例将填料剂、胶凝剂和缓凝剂均匀混合，制得干粉状混合物；
(3)按比例将氯化镁和水配制成氯化镁溶液；
(4)将步骤(2)制备的干粉和步骤(3)制备的氯化镁溶液混合均匀，搅拌10～30min后浆液注模，在温度15～35℃和湿度40～70％范围内成型养护得到微硅粉填充的氯氧镁水泥。
8.根据权利要求7所述的一种微硅粉填充的氯氧镁水泥，其特征在于，所制备的微硅粉填充的氯氧镁水泥可在工业、农业、建筑、建材、民用等领域使用。
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