CN110183125B - 一种高强速凝、低能耗氯氧镁无机凝胶材料及制备方法 - Google Patents

一种高强速凝、低能耗氯氧镁无机凝胶材料及制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110183125B
CN110183125B CN201910518428.8A CN201910518428A CN110183125B CN 110183125 B CN110183125 B CN 110183125B CN 201910518428 A CN201910518428 A CN 201910518428A CN 110183125 B CN110183125 B CN 110183125B
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
magnesium
gel material
preparation
inorganic gel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910518428.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110183125A (zh
Inventor
李建章
韩宇飞
叶倩倩
高强
周文瑞
陈惠�
李炯炯
张玉强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Forestry University
Original Assignee
Beijing Forestry University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Forestry University filed Critical Beijing Forestry University
Priority to CN201910518428.8A priority Critical patent/CN110183125B/zh
Publication of CN110183125A publication Critical patent/CN110183125A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110183125B publication Critical patent/CN110183125B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B9/00—Magnesium cements or similar cements
    • C04B9/02—Magnesium cements containing chlorides, e.g. Sorel cement
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B9/00—Magnesium cements or similar cements
    • C04B9/06—Cements containing metal compounds other than magnesium compounds, e.g. compounds of zinc or lead

Abstract

本发明公开了一种高强速凝、低能耗氯氧镁无机凝胶材料及制备方法，包括：按照以下重量份制备，轻烧氧化镁235‑335份，六水合氯化镁150‑170份，水90‑100份，铝酸钠2‑40份，制备时，将六水合氯化镁和水按配比混合，充分搅拌均匀形成透明混合溶液；按配比加入铝酸钠，搅拌至均匀；按配比加入轻烧氧化镁，搅拌5 min，得到均匀的水泥浆料；将搅拌好的氯氧镁水泥倒入模具中振实，常温固化24 h后脱模，室温下进行空气养护；本发明中其制备工艺简单、绿色环保，原料易得，易于实施。

Description

一种高强速凝、低能耗氯氧镁无机凝胶材料及制备方法
技术领域
本发明涉无机凝胶材料领域，尤其涉及一种高强速凝、低能耗氯氧镁无机凝胶材料及制备方法。
背景技术
随着经济和科技水平的发展进步，低能耗、短工期和可持续发展已经成为各行业关注的焦点，例如，最大能源消耗行业之一的建筑领域。其中使用最为广泛的硅酸盐水泥，由于其生产制备过程中存在能耗高、粉尘污染严重以及有害垃圾和温室气体排放过量的问题，生产和使用受到了限制。据统计，平均每吨水泥生产会排放0.7-1.1吨的CO2，硅酸盐水泥每年排放的CO2约为全球总量的10%。因此，发展一种既可以满足建筑制造使用要求，又可以降低能耗和环境危害的绿色环保建筑材料已势在必行。
氯氧镁水泥，又称Sorel水泥，是一种由中和-水化-结晶过程生成的MgO-MgCl2-H2O三元体系气硬性胶凝材料。主要水化产物为3Mg(OH)2·MgCl2·8H2O (3相)、5Mg(OH)2·MgCl2·8H2O (5相)和Mg(OH)2相，其中5相晶体为机械强度的主要提供相。氯氧镁水泥具有机械强度高、固碳性能优良、耐腐蚀、隔音、隔热、阻燃、耐磨、加工成型简单等一系列优良性能，并且适用于粘接各种基材，现已被广泛应用于包装材料、建筑建材、生产养殖及交通运输等领域。因此被视为硅酸盐水泥的有效替代材料。
然而水泥的传统固化方式水化时间长、生产成本和能耗较高。因此，有必要发展一种快速有效的新型固化方式。其中，蒸汽固化方法虽然可以加快固化进程、提高早期强度，但是此过程每天至少需要工作12小时，限制生产力、增加能耗。CO2固化方法虽然避免了这些问题，但是会产生更多温室气体排放，并且还没有达到商业化应用阶段。因此，选择一种合适的添加剂缩短固化时间、加快水化进程、提高机械强度成为一种相对有效、环保的固化方式。
相较于其他添加剂，铝酸钠具有成本低、产量大、制备工艺简单、溶解性好的优点。通过引入铝酸钠，使Na+离子和AlO2 -离子与水泥基质的液相相结合，从而释放出大量热量和OH-离子，提高体系的温度和pH，以此加快氯氧镁水泥的水化速率、提高机械强度。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，针对当前水泥固化方式能耗高、成本大、环境污染严重的问题，提供了一种高强速凝、低能耗氯氧镁无机凝胶材料及制备方法，其制备工艺简单、绿色环保，原料易得，易于实施。
为达到上述目的，本发明采用的第一种技术方案为：一种高强速凝、低能耗氯氧镁无机凝胶材料，包括：以下重量份的原料制得，其特征在于，轻烧氧化镁235-335份，六水合氯化镁150-170份，水90-100份，铝酸钠2-40份。
本发明一个较佳实施例中，选用活性为64%的轻烧氧化镁240份，六水合氯化镁155份，水90-100份，铝酸钠2-30份。
本发明采用的第二种技术方案为：一种高强速凝、低能耗氯氧镁无机凝胶材料及制备方法，步骤如下：
（1）六水合氯化镁和水按配比混合，充分搅拌均匀形成透明混合溶液；
（2）在步骤（1）中按配比加入铝酸钠，搅拌至均匀；
（3）在步骤（2）中按配比加入轻烧氧化镁，搅拌5 min，得到均匀的水泥浆料；
（4）将搅拌好的氯氧镁水泥倒入模具中振实，常温固化24 h后脱模，室温下进行空气养护。
本发明一个较佳实施例中，所述六水合氯化镁的质量为155份，水的质量为90-100份。
本发明一个较佳实施例中，所述铝酸钠的质量为2-30份。
本发明一个较佳实施例中，所述轻烧氧化镁的质量为240份。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
（1）本发明的无机凝胶材料中的水泥的制备工艺简单、能耗低，绿色环保，原料易得，易于实施。
（2）本发明通过添加低成本铝酸钠，利用其水化反应释放出大量OH-离子和热量，提高水化体系的pH和温度，有效改善氯氧镁水泥力学性能、加快水化历程、缩短凝结时间。制备得到的氯氧镁水泥能够满足许多快速固化型材的要求，如快速填充修复材料、防冻水泥和隧道建筑材料等。
（3）本发明中添加铝酸钠的水泥相较于现有的水泥固化方式，本发明在室温条件下快速空气固化，有效减少能耗、温室气体的排放和有害物的产生，加快反应进程，降低生产成本，提高生产效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；
图1是实施例1-4和对比例制备的高强度、快速凝结、低能耗氯氧镁无机凝胶材料的初始粘度表；
图2是实施例1-4和对比例制备的高强度、快速凝结、低能耗氯氧镁无机凝胶材料养护1、3、7、28天的抗压强度图；
图3是实施例1-4和对比例制备的高强度、快速凝结、低能耗氯氧镁无机凝胶材料养护3天和28天的X射线衍射谱图（XRD）。
具体实施方式
现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-3所示，一种高强速凝、低能耗氯氧镁无机凝胶材料，包括：以下重量份的原料制得，其特征在于，轻烧氧化镁235-335份，六水合氯化镁150-170份，水90-100份，铝酸钠2-40份。
选用活性为64%的轻烧氧化镁240份，六水合氯化镁155份，水90-100份，铝酸钠2-30份。
实施例1
本发明提供一种高强速凝、低能耗氯氧镁无机凝胶材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）将155份六水合氯化镁和90-100份水按配比混合，充分搅拌均匀形成透明混合溶液；
（2）在步骤（1）中加入2-3份铝酸钠，搅拌至均匀；
（3）在步骤（2）中加入240份轻烧氧化镁，搅拌5 min，得到均匀的水泥浆料；
（4）将搅拌好的氯氧镁水泥倒入模具中振实，常温固化24 h后脱模，室温下进行空气养护。
实施例2
本发明提供一种高强速凝、低能耗氯氧镁无机凝胶材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）将155份六水合氯化镁和90-100份水按配比混合，充分搅拌均匀形成透明混合溶液；
（2）在步骤（1）中加入9-10份铝酸钠，搅拌至均匀；
（3）在步骤（2）中加入240份轻烧氧化镁，搅拌5 min，得到均匀的水泥浆料；
（4）将搅拌好的氯氧镁水泥倒入模具中振实，常温固化24 h后脱模，室温下进行空气养护。
实施例3
本发明提供一种高强速凝、低能耗氯氧镁无机凝胶材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）将155份六水合氯化镁和90-100份水按配比混合，充分搅拌均匀形成透明混合溶液；
（2）在步骤（1）中加入19-20份铝酸钠，搅拌至均匀；
（3）在步骤（2）中加入240份轻烧氧化镁，搅拌5 min，得到均匀的水泥浆料；
（4）将搅拌好的氯氧镁水泥倒入模具中振实，常温固化24 h后脱模，室温下进行空气养护。
实施例4
本发明提供一种高强速凝、低能耗氯氧镁无机凝胶材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）将155份六水合氯化镁和90-100份水按配比混合，充分搅拌均匀形成透明混合溶液；
（2）在步骤（1）中加入28-29份铝酸钠，搅拌至均匀；
（3）在步骤（2）中加入240份轻烧氧化镁，搅拌5 min，得到均匀的水泥浆料；
（4）将搅拌好的氯氧镁水泥倒入模具中振实，常温固化24 h后脱模，室温下进行空气养护。
对比例
本发明提供一种高强速凝、低能耗氯氧镁无机凝胶材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）将155份六水合氯化镁和90-100份水按配比混合，充分搅拌均匀形成透明混合溶液；
（2）在步骤（1）中加入240份轻烧氧化镁，搅拌5 min，得到均匀的水泥浆料；
（3）将搅拌好的氯氧镁水泥倒入模具中振实，常温固化24 h后脱模，室温下进行空气养护。
参见附图1，它是实例1-4和对比例制备的高强度、快速凝结、低能耗氯氧镁无机凝胶材料的初始粘度。结果表明，本发明制备的氯氧镁水泥初始粘度可达5,343±341，比对比例显著提高。说明铝酸钠可以加快水化反应，缩短凝结时间。
参见附图2，它是实例1-4和对比例制备的高强度、快速凝结、低能耗氯氧镁无机凝胶材料养护1、3、7、28天的抗压强度图。结果表明，本发明制备的氯氧镁无机凝胶材料养护1、3、7、28天时抗压强度分别可达32.4 MPa, 54.3 MPa, 61.5 MPa, 66.9 MPa，与对比例相比分别提高25.0%, 6.9%, 9.68%, 11.2%。
参见附图3，它是实例1-4和对比例制备的高强度、快速凝结、低能耗氯氧镁无机凝胶材料养护3天和28天的XRD谱图。其中包括氯氧镁水泥的5相、3相、MgO相和MgCO3相结构，图中可以看出，相较于对比例，本发明制备的氯氧镁水泥5相晶体增多，未反应的MgO相以及与空气中CO2碳化分解得到的MgCO3相晶体减少，说明铝酸钠可以有效加速水化反应，影响氯氧镁水泥相结构，阻止碳化分解反应发生。
以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims (5)

1.一种高强速凝、低能耗氯氧镁无机凝胶材料，包括：以下重量份的原料制得，其特征在于，轻烧氧化镁235-335份，六水合氯化镁150-170份，水90-100份，铝酸钠2-40份；六水合氯化镁和水按配比混合，充分搅拌均匀形成透明混合溶液；按配比加入铝酸钠，搅拌至均匀；按配比加入轻烧氧化镁，搅拌5 min，得到均匀的水泥浆料；将搅拌好的氯氧镁水泥倒入模具中振实，常温固化24 h后脱模，室温下进行空气养护。
2.根据权利要求1所述的一种高强速凝、低能耗氯氧镁无机凝胶材料，其特征在于：选用活性为64%的轻烧氧化镁240份，六水合氯化镁155份，水90-100份，铝酸钠2-30份。
3.根据权利要求1所述的一种高强速凝、低能耗氯氧镁无机凝胶材料，其特征在于：所述六水合氯化镁的质量为155份，水的质量为90-100份。
4.根据权利要求1所述的一种高强速凝、低能耗氯氧镁无机凝胶材料，其特征在于：所述铝酸钠的质量为2-30份。
5.根据权利要求1所述的一种高强速凝、低能耗氯氧镁无机凝胶材料，其特征在于：所述轻烧氧化镁的质量为240份。
CN201910518428.8A 2019-06-15 2019-06-15 一种高强速凝、低能耗氯氧镁无机凝胶材料及制备方法 Active CN110183125B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910518428.8A CN110183125B (zh) 2019-06-15 2019-06-15 一种高强速凝、低能耗氯氧镁无机凝胶材料及制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910518428.8A CN110183125B (zh) 2019-06-15 2019-06-15 一种高强速凝、低能耗氯氧镁无机凝胶材料及制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110183125A CN110183125A (zh) 2019-08-30
CN110183125B true CN110183125B (zh) 2022-03-15

Family

ID=67721835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910518428.8A Active CN110183125B (zh) 2019-06-15 2019-06-15 一种高强速凝、低能耗氯氧镁无机凝胶材料及制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110183125B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117735946B (zh) * 2024-02-19 2024-05-03 北京安科兴业科技股份有限公司 一种具有优良抗碳化性能的氯氧镁低碳胶凝材料及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1034912A (zh) * 1988-02-10 1989-08-23 湖南大学 耐水性优良的氯氧镁水泥及菱镁砼
CN1419523A (zh) * 2000-01-27 2003-05-21 泰西可控股有限公司 活性氧化镁水泥
EP2221285A1 (en) * 2009-02-24 2010-08-25 Ecotech Polka Sp. z.o.o. Composition and method for stabilising environmentally-harmful substances; use of non-ferrous metal salts and oxides to stabilise environmentally-harmful substances with caustic magnesium oxide
CN105036578A (zh) * 2015-08-18 2015-11-11 武桂君 一种氯氧镁水泥及氯氧镁水泥制作工艺

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1034912A (zh) * 1988-02-10 1989-08-23 湖南大学 耐水性优良的氯氧镁水泥及菱镁砼
CN1419523A (zh) * 2000-01-27 2003-05-21 泰西可控股有限公司 活性氧化镁水泥
EP2221285A1 (en) * 2009-02-24 2010-08-25 Ecotech Polka Sp. z.o.o. Composition and method for stabilising environmentally-harmful substances; use of non-ferrous metal salts and oxides to stabilise environmentally-harmful substances with caustic magnesium oxide
CN105036578A (zh) * 2015-08-18 2015-11-11 武桂君 一种氯氧镁水泥及氯氧镁水泥制作工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN110183125A (zh) 2019-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102910889B (zh) 一种含有江河淤泥沙的加气混凝土墙材及其制备方法
CN103113077B (zh) 一种脱硫石膏混凝土
CN1654411A (zh) 一种混凝土快速修补材料及其应用方法
CN113956070A (zh) 水泥窑尾气碳化免蒸压加气混凝土墙材制品及其制备方法
CN103265263A (zh) 一种硫氧镁水泥及其制备方法
KR101639903B1 (ko) 고로슬래그를 사용하는 phc 파일용 콘크리트 조성물 및 상기 조성물을 이용한 phc 파일의 제조방법
CN103332892A (zh) 一种工业废渣干混砂浆
CN110606722B (zh) 一种建筑墙板及其制备方法
CN109279861B (zh) 一种自密实复合混凝土及其制备方法、混凝土墙砖
CN105622023B (zh) 一种利用炉渣的淤泥固化剂
CN103467052A (zh) 一种高强度耐水脱硫建筑石膏自流平材料及其制备方法
CN109809753B (zh) 抗裂耐腐蚀无机人造石及其制备方法和应用
CN104446245A (zh) 一种超早强砂浆
CN102276184A (zh) 一种用于地铁钻孔咬合桩的缓凝减水剂
CN110183125B (zh) 一种高强速凝、低能耗氯氧镁无机凝胶材料及制备方法
CN103553533A (zh) 一种用脱硫石膏制备加气砌块的方法
CN102126846A (zh) 一种高泵送混凝土的制造方法
CN114751694A (zh) 适用于海洋环境的水泥灌浆料及其制备方法
CN104108897A (zh) 混凝土膨胀剂
CN109678384A (zh) 一种预制构件混凝土专用早强型外加剂
CN112341116A (zh) 一种脱硫石膏超硫水泥混凝土及其制备方法
CN115432982B (zh) 一种加气混凝土的制备方法
CN110606705A (zh) 高流态类清水混凝土
CN113173728B (zh) 抗骨料碱活性反应的无碱速凝剂及其制备方法
CN1830866A (zh) 一种全电石渣代替石灰石配料在机立窑上煅烧的水泥熟料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant