CN110272258A - 一种高强耐水氯氧镁水泥及其制备方法 - Google Patents

一种高强耐水氯氧镁水泥及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高，包括：以下重量份的组分进行制备，轻烧重质氧化镁235～335份，六水合氯化镁150～170份，水90～100份，玉米淀粉4～20份，聚丙烯酸钠1～15份，制备时，将聚丙烯酸钠溶解于水中，在室温条件下搅拌均匀，形成聚丙烯酸钠溶液；将六水合氯化镁加入到聚丙烯酸钠溶液中，搅拌均匀；将轻烧重质氧化镁与玉米淀粉混合均匀，之后加入到混合溶液中搅拌5分钟形成均匀的水泥浆料；倒入到模具振实，在室温条件下固化24小时后脱模；脱模后在25±2℃条件下养护28天得到这种高强度、耐水氯氧镁水泥，本发明制备工艺简单，原材料来源丰富，成本低，易于实现工业化生产。

Description

一种高强耐水氯氧镁水泥及其制备方法
技术领域
本发明涉及无机凝胶材料领域，具体涉及一种高强度、耐水氯氧镁水泥及其制备方法。
背景技术
目前，在建筑领域最常使用的水泥是硅酸盐水泥。但硅酸盐水泥在生产过程中煅烧温度高，释放大量的二氧化碳（约占人为产生的二氧化碳的5%-7%），加剧了全球的温室效应，且在制备过程中需要湿养护消耗大量的水资源。随着对环境的关注日益增加，发展绿色环保水泥已成发展趋势。
氯氧镁水泥（MOC）是一种低碳水泥，与传统的硅酸盐水泥相比具有低碱性、固化时间短、机械强度高、耐磨性好且无需湿固化等优势。然而，氯氧镁水泥的耐水性低，以及在使用过程中有返卤泛霜等问题严重限制了它的发展。氯氧镁水泥的强度主要来源于氯氧镁水泥中的五相晶体（5Mg(OH)2·MgCl2·8H2O）），但五相在与水接触时容易转化成三相晶体（3Mg(OH)2·MgCl2·8H2O））和氢氧化镁，从而降低氯氧镁水泥的强度。在之前的研究中，通常采用磷酸、磷酸盐、硫酸盐等添加剂改性氯氧镁水泥的耐水性，然而加入这些改性剂会降低氯氧镁水泥的抗压强度。
在深海中，牡蛎能够紧密并牢固的粘附在一起通过分泌一种有机-无机杂化胶黏剂（主要包括交联的磷酸化蛋白，多糖和无机矿物成分）。受到牡蛎的启发，在氯氧镁水泥中加入少量有机成分，模仿磷酸化蛋白和多糖在牡蛎胶黏剂中的作用，构建有机-无机杂化结构从而使氯氧镁水泥也能在水中维持其本身的性能，达到耐水效果。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种高强度、耐水氯氧镁水泥及其制备方法，解决上述背景技术中提出的问题。其制备工艺简单，原材料来源丰富，成本低，易于实现工业化生产。
为达到上述目的，本发明采用的第一种技术方案为：一种高强度、耐水氯氧镁水泥，包括：以下重量份的组分，其特征在于，轻烧重质氧化镁235～335份，六水合氯化镁150～170份，水90～100份，玉米淀粉4～20份，聚丙烯酸钠1～15份。
本发明一个较佳实施例中，235～250份的轻烧重质氧化镁，150～170份的六水合氯化镁，90～100份的水，4～10份的玉米淀粉，4～6份的聚丙烯酸钠。
本发明一个较佳实施例中，能够使用的所述水至少包括自来水、软化水、去离子水中的一种或多种。
本发明采用的第二种技术方案为：一种高强度、耐水氯氧镁水泥的制备方法，包括如下步骤：
(1)将聚丙烯酸钠溶解于水中，在室温条件下搅拌均匀，形成聚丙烯酸钠溶液；
(2)将六水合氯化镁加入到到(1)制备的聚丙烯酸钠溶液中，搅拌均匀；
(3)将轻烧重质氧化镁与玉米淀粉混合均匀，之后加入到步骤（2）中的混合溶液中搅拌5分钟形成均匀的水泥浆料；
(4)倒入到模具振实，在室温条件下固化24小时后脱模；
(5)脱模后在25±2℃条件下养护28天得到这种高强度、耐水氯氧镁水泥。
本发明一个较佳实施例中，将1～10份的所述聚丙烯酸钠溶解于90～100份的水中。
本发明一个较佳实施例中，选用150～170份的所述六水合氯化镁加入到聚丙烯酸钠溶液中。
本发明一个较佳实施例中，将235～250份的所述轻烧重质氧化镁与8～10份的所述玉米淀粉混合搅拌均匀。
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）本发明中水泥配方遵循环保可持续发展的原则，制备方法简单，原材料来源广泛，所得水泥耐水强度高，成本低，易于工业化生产。
（2）本发明能够通过仿牡蛎蛋白的成分与结构增强氯氧镁水泥的力学性能和耐水性能，原材料采集量大，天然无害，降低水泥的化工性，使水泥符合环保生产。
（3）本发明区别于其他改性方法，在改善耐水性的同时也能提高氯氧镁水泥的抗压强度，且返卤泛霜也有减少，改性过程简单，速度快。
（4）本发明作为一种新型的环保建筑材料，有利于实现建筑材料的可持续发展，降低水泥的毒性，加强水泥的耐水性，以及水泥韧性。
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是所制备的氯氧镁水泥的抗压强度；
图2是所制备的氯氧镁水泥的软化系数；
图3是所制备的氯氧镁水泥固化七天的XRD图和各物相成分及含量分析；
图4是所制备的氯氧镁水泥泡水七天的XRD图和各物相成分及含量分析；
图5是所制备的氯氧镁水泥室温养护1个月后的表面返卤泛霜现象照片。
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。
本发明实施例中所采用的轻烧重质氧化镁购于广州丹林贸易有限公司，氧化镁含量为85%，活性64%。
如图1-5所示，一种高强度、耐水氯氧镁水泥的制备方法，通过以下配方进行制备，其配方至少包括以下重量份的组份：
实施例1：
（1）将1～2份聚丙烯酸钠溶解于90~100份水中，在室温条件下搅拌均匀，形成聚丙烯酸钠溶液；
（2）将150～170份六水合氯化镁加入到(1)制备的聚丙烯酸钠溶液中，搅拌均匀；
（3）将235～250份轻烧重质氧化镁与4～10份玉米淀粉混合均匀，之后加入到步骤（2）中的混合溶液中搅拌5分钟形成均匀的水泥浆料；
（4）倒入到模具振实，在室温条件下固化24小时后脱模；
（5）脱模后在25±2℃条件下养护28天得到这种高强度、耐水氯氧镁水泥。
实施例2：
（1）将2～4份聚丙烯酸钠溶解于90~100份水中，在室温条件下搅拌均匀，形成聚丙烯酸钠溶液；
（2）将150～170份六水合氯化镁加入到(1)制备的聚丙烯酸钠溶液中，搅拌均匀；
（3）将235～250份轻烧重质氧化镁与4～10份玉米淀粉混合均匀，之后加入到步骤（2）中的混合溶液中搅拌5分钟形成均匀的水泥浆料；
（4）倒入到模具振实，在室温条件下固化24小时后脱模；
（5）脱模后在25±2℃条件下养护28天得到这种高强度、耐水氯氧镁水泥。
实施例3：
（1）将4～6份聚丙烯酸钠溶解于90～100份水中，在室温条件下搅拌均匀，形成聚丙烯酸钠溶液；
（2）将150～170份六水合氯化镁加入到(1)制备的聚丙烯酸钠溶液中，搅拌均匀；
（3）将235～250份轻烧重质氧化镁与4～10份玉米淀粉混合均匀，之后加入到步骤（2）中的混合溶液中搅拌5分钟形成均匀的水泥浆料；
（4）倒入到模具振实，在室温条件下固化24小时后脱模；
（5）脱模后在25±2℃条件下养护28天得到这种高强度、耐水氯氧镁水泥。
实施例4：
（1）将6～8份聚丙烯酸钠溶解于90~100份水中，在室温条件下搅拌均匀，形成聚丙烯酸钠溶液；
（2）将150～170份六水合氯化镁加入到(1)制备的聚丙烯酸钠溶液中，搅拌均匀；
（3）将235～250份轻烧重质氧化镁与4～10份玉米淀粉混合均匀，之后加入到步骤（2）中的混合溶液中搅拌5分钟形成均匀的水泥浆料；
（4）倒入到模具振实，在室温条件下固化24小时后脱模；
（5）脱模后在25±2℃条件下养护28天得到这种高强度、耐水氯氧镁水泥。
实施例5：
（1）将8～10份聚丙烯酸钠溶解于90~100份水中，在室温条件下搅拌均匀，形成聚丙烯酸钠溶液；
（2）将150～170份六水合氯化镁加入到(1)制备的聚丙烯酸钠溶液中，搅拌均匀；
（3）将235～250份轻烧重质氧化镁与4～10份玉米淀粉混合均匀，之后加入到步骤（2）中的混合溶液中搅拌5分钟形成均匀的水泥浆料；
（4）倒入到模具振实，在室温条件下固化24小时后脱模；
（5）脱模后在25±2℃条件下养护28天得到这种高强度、耐水氯氧镁水泥。
实施例6：
（1）将4～6份聚丙烯酸钠溶解于90~100份水中，在室温条件下搅拌均匀，形成聚丙烯酸钠溶液；
（2）将150～170份六水合氯化镁加入到(1)制备的聚丙烯酸钠溶液中，搅拌均匀；
（3）将235～250份轻烧重质氧化镁加入到步骤（2）中的混合溶液中搅拌5分钟形成均匀的水泥浆料；
（4）倒入到模具振实，在室温条件下固化24小时后脱模；
（5）脱模后在25±2℃条件下养护28天得到这种高强度、耐水氯氧镁水泥。
对比例1
（1）将150～170份六水合氯化镁溶于90～100份水中，在室温下搅拌均匀；
（2）将235～250份轻烧重质氧化镁加入到氯化镁水溶液中搅拌5分钟形成均匀的水泥浆料；
（3）倒入到模具振实，在室温条件下固化24小时后脱模；
（4）脱模后在25±2℃条件下养护28天得到这种高强度、耐水氯氧镁水泥。
参见附图1，可以看出所制备的氯氧镁水泥具有较高的抗压强度，抗压强度与对比例相当，甚至有所提高。
参见附图2，实例3和实例6的软化系数分别为0.81和0.91，相比于对比例，分别提高了68.75%和89.58%。
参见附图3，可以看出所制备的高强度耐水氯氧镁水泥固化7天时均有较高含量的五相成分。
参见附图4，可以看出在泡水7天后，对比例中的五相结构部分转化为氢氧化镁，而所制备的氯氧镁水泥五相含量较高，氢氧化镁的含量低，也表明了所制备的氯氧镁水泥具有较好的耐水性。
参见附图5，可以看出与对比例相比，所制备的高强度、耐水氯氧镁水泥的返卤泛霜现象得到显著改善。
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 (7)

1.一种高强度、耐水氯氧镁水泥，包括：以下重量份的组分，其特征在于，轻烧重质氧化镁235～335份，六水合氯化镁150～170份，水90～100份，玉米淀粉4～20份，聚丙烯酸钠1～15份。
2.根据权利要求1所述的一种高强度、耐水氯氧镁水泥，其特征在于：235～250份的轻烧重质氧化镁，150～170份的六水合氯化镁，90～100份的水，4～10份的玉米淀粉，4～6份的聚丙烯酸钠。
3.根据权利要求1所述的一种高强度、耐水氯氧镁水泥，其特征在于：能够使用的所述水至少包括自来水、软化水、去离子水中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的水泥的制备方法其特征在于，包括如下步骤：
(1)将聚丙烯酸钠溶解于水中，在室温条件下搅拌均匀，形成聚丙烯酸钠溶液；
(2)将六水合氯化镁加入到(1)制备的聚丙烯酸钠溶液中，搅拌均匀；
(3)将轻烧重质氧化镁与玉米淀粉混合均匀，之后加入到步骤（2）中的混合溶液中搅拌5分钟形成均匀的水泥浆料；
(4)倒入到模具振实，在室温条件下固化24小时后脱模；
(5)脱模后在25±2℃条件下养护28天得到这种高强度、耐水氯氧镁水泥。
5.根据权利要求4所述的水泥的制备方法（1）中，其特征在于：将1～15份的所述聚丙烯酸钠溶解于90～100份的水中。
6.根据权利要求4所述的水泥的制备方法（2）中，其特征在于：选用150～170份的所述六水合氯化镁加入到制备方法(1)制备的聚丙烯酸钠溶液中。
7.根据权利要求4所述的水泥的制备方法（3）中，其特征在于：将235～335份的所述轻烧重质氧化镁与4～10份的所述玉米淀粉混合搅拌均匀。
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