CN113666708A - 一种含氯氧镁水泥制品废料的氯氧镁水泥材料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含氯氧镁水泥制品废料的氯氧镁水泥材料,由如下重量份的组分制成:35~45份轻烧氧化镁,15~20份氯氧镁水泥制品废料,30~35份质量浓度为35%的氯化镁溶液,2~5份木粉,5~15份水,1~4份外加剂;所述外加剂由20~40%的磷酸盐、25~35%的减水剂、10~15%的助剂和25~30%的水组成。本发明将处理后的氯氧镁水泥制品废料作为填料,与外加剂、氯化镁溶液、轻烧氧化镁、木粉一起制备氯氧镁水泥材料,不仅实现了氯氧镁水泥制品废料的再利用,减少了环境污染,而且制得的氯氧镁水泥材料性能达到或超过原氯氧镁水泥性能,具有良好的社会效益和经济效益。
Description
技术领域
本发明属于氯氧镁水泥制品废料的处理和应用技术,具体涉及一种含氯氧镁水泥制品废料的氯氧镁水泥材料及制备方法。
背景技术
氯氧镁水泥是一种具有很大潜力的材料,其具有凝结硬化快、强度高、耐腐蚀、成型工艺简单等诸多原因,具有广阔的市场前景,经过多年开发应用,氯氧镁水泥材料的使用前景已受到普遍关注,产品品种也从单一化向多元化发展。
氯氧镁水泥仿木地板是一种新型无甲醛地板材料,市场前景良好。但其加工过程中,通常会产生约10-25%的边角料,由于这种废料含有氯离子,比较难处理,直接将其添加到氯氧镁水泥中,会产生流变性变差、强度降低、耐久性不良、制备地板时表面吸胶性大和速度快等难题,成为制约氯氧镁水泥制品尤其是仿木地板废料回收再利用的瓶颈,而直接丢弃的话,不仅给生产企业可持续发展带来严重影响,也给环境带来潜在危险。
目前,本领域中关于氯氧镁水泥制品废料处理方面的介绍很少。本申请的发明人公开了过一种采用高温煅烧处理来解决氯氧镁水泥废料的方法,详细方案见申请号为202110541744.4的中国发明专利申请,该方法虽然能对氯氧镁水泥制品废料进行活化处理,但由于需要高温煅烧,设备投资大,能源消耗多,一般中小型制品厂难以接受。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中氯氧镁水泥制品废料回收再利用时存在的不足,提供一种含氯氧镁水泥制品废料的氯氧镁水泥材料及制备方法,制得的氯氧镁水泥材料具有优良的强度和耐水性,并且工艺简单,制备过程不需要高温煅烧活化处理,简易节能。
技术方案
一种含氯氧镁水泥制品废料的氯氧镁水泥材料,由如下重量份的组分制成:35~45份轻烧氧化镁,15~20份氯氧镁水泥制品废料,30~35份质量浓度为35%的氯化镁溶液,2~5份木粉,5~15份水,1~4份外加剂;
所述外加剂由20~40%的磷酸盐、25~35%的减水剂、10~15%的助剂和25~30%的水组成,上述百分数均为重量百分数。
本发明采用外加剂,通过减水、降低孔隙率及连通孔,并增加流动性,同时通过促进氯氧镁水泥中针棒状5MgO·MgCl·8H2O相生成,从而提高氯氧镁水泥材料的强度和耐水性。
进一步,所述磷酸盐为磷酸二氢盐或磷酸氢二盐。
进一步,所述减水剂为聚醚型聚羧酸减水剂(丙烯基醚共聚物),相对分子量40000-50000。
进一步,所述助剂为分子量不大于5000的有机硅表面活性剂或聚醚表面活性剂,用来减少含废料氯氧镁水泥的气孔,提高强度及耐水性。
上述含氯氧镁水泥制品废料的氯氧镁水泥材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)将氯氧镁水泥制品废料破碎成3cm以下的颗粒后再球磨,制得比表面积为2800-3200cm2/g的废料粉体;
(2)往质量浓度为35%的氯化镁溶液中加入外加剂和水,搅拌均匀后,得到混合料;
(3)往混合料中加入轻烧氧化镁、步骤(1)的废料粉体、木粉,搅拌成型后,得到氯氧镁水泥材料。
进一步,步骤(3)中,所述搅拌成型的方法为:先在62±5r/min的转速下慢搅120s,停顿15s后,再在140±10r/min的转速下快搅120s。
本发明的有益效果:本发明提供了一种对氯氧镁水泥制品废料(磨削粉末和边角料等)进行回收再利用的方法,对氯氧镁水泥制品废料进行活化处理,避免了高温煅烧活化处理,废料处理工艺更为简易节能;将处理后的氯氧镁水泥制品废料作为填料,与外加剂、氯化镁溶液、轻烧氧化镁、木粉一起制备氯氧镁水泥材料,不仅实现了氯氧镁水泥制品废料的再利用,减少了环境污染,而且制得的氯氧镁水泥材料性能达到或超过原氯氧镁水泥性能,具有良好的社会效益和经济效益。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
下述实施例中,采用的氯氧镁水泥制品废料来自浙江天振科技有限公司;轻烧氧化镁、磷酸二氢钾、聚醚型聚羧酸减水剂购于上海臣启化工科技有限公司;采用的有机硅表面活性剂为聚硅氧烷表面活性剂,购于深圳市吉鹏硅氟材料有限公司;采用的聚醚表面活性剂为GP型甘油聚醚表面活性剂,购于济南汇锦商贸有限公司,但均不限于此。
实施例1
一种含氯氧镁水泥制品废料的氯氧镁水泥材料,由如下重量份的组分制成:39份轻烧氧化镁,15.1份氯氧镁水泥制品废料,30.2份质量浓度为35%的氯化镁溶液,3份木粉,9.3份水,3.4份外加剂;
所述外加剂由31.1%的磷酸二氢钾、29.6%的聚醚型聚羧酸减水剂、13.3%的聚硅氧烷表面活性剂和26%的水组成,上述百分数均为重量百分数。
含氯氧镁水泥制品废料的氯氧镁水泥材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)将氯氧镁水泥制品废料破碎成3cm以下的颗粒后再球磨,制得比表面积为2800-3200cm2/g的废料粉体;
(2)往质量浓度为35%的氯化镁溶液中加入外加剂和水,搅拌均匀后,得到混合料;
(3)往混合料中加入轻烧氧化镁、步骤(1)的废料粉体、木粉,搅拌成型(先在62±5r/min的转速下慢搅120s,停顿15s后,再在140±10r/min的转速下快搅120s),得到氯氧镁水泥材料。
实施例2
一种含氯氧镁水泥制品废料的氯氧镁水泥材料,由如下重量份的组分制成:39.7份轻烧氧化镁,15.5份氯氧镁水泥制品废料,30.9份质量浓度为35%的氯化镁溶液,3份木粉,7.8份水,3.1份外加剂;
所述外加剂由35%的磷酸二氢钾、28.6%的聚醚型聚羧酸减水剂、11%的聚硅氧烷表面活性剂和25.4%的水组成,上述百分数均为重量百分数。
含氯氧镁水泥制品废料的氯氧镁水泥材料的制备方法与实施例1中相同。
实施例3
一种含氯氧镁水泥制品废料的氯氧镁水泥材料,由如下重量份的组分制成:40.1份轻烧氧化镁,15.6份氯氧镁水泥制品废料,31.2份质量浓度为35%的氯化镁溶液,3份木粉,7.8份水,2.3份外加剂;
所述外加剂由28%的磷酸二氢钾、28.1%的聚醚型聚羧酸减水剂、14.8%的GP型甘油聚醚表面活性剂和29.1%的水组成,上述百分数均为重量百分数。
含氯氧镁水泥制品废料的氯氧镁水泥材料的制备方法与实施例1中相同。
实施例4
一种含氯氧镁水泥制品废料的氯氧镁水泥材料,由如下重量份的组分制成:39.6份轻烧氧化镁,15.5份氯氧镁水泥制品废料,30.8份质量浓度为35%的氯化镁溶液,3份木粉,8.1份水,3份外加剂;
所述外加剂由24.3%的磷酸二氢钾、34.2%的聚醚型聚羧酸减水剂、14.2%的GP型甘油聚醚表面活性剂和27.3%的水组成,上述百分数均为重量百分数。
含氯氧镁水泥制品废料的氯氧镁水泥材料的制备方法与实施例1中相同。
对比例1
一种氯氧镁水泥材料,由如下重量份的组分制成:49份轻烧氧化镁,38份质量浓度为35%的氯化镁溶液,3.8份木粉,8份水。
氯氧镁水泥材料制备方法:按上述计量比,将轻烧氧化镁、氯化镁溶液、木粉和水混合后搅拌成型,得到氯氧镁水泥材料。
对比例2
一种氯氧镁水泥材料,由如下重量份的组分制成:49份轻烧氧化镁,38份质量浓度为35%的氯化镁溶液,3.8份木粉,8份水,1.2份磷酸二氢钾。
氯氧镁水泥材料制备方法:按上述计量比,将轻烧氧化镁、氯化镁溶液、木粉、水和磷酸二氢钾混合后搅拌成型,得到氯氧镁水泥材料。
对比例3
一种氯氧镁水泥材料,由如下重量份的组分制成:49份轻烧氧化镁,15.5份氯氧镁水泥制品废料,38份质量浓度为35%的氯化镁溶液,3.8份木粉,8份水,1.2份磷酸二氢钾。
氯氧镁水泥材料制备方法:按上述计量比,将轻烧氧化镁、氯化镁溶液、木粉、水和磷酸二氢钾混合后搅拌成型,得到氯氧镁水泥材料。
性能测试:
1.流动度测试
对实施例1-4以及对比例1-3的氯氧镁水泥材料进行流动度测试,测试标准参考GB/T 8077-2000《混凝土外加剂均质性试验方法》,其测试方法如下:将搅拌好的水泥净浆迅速注入截锥圆模内,用刮刀刮平,将截锥圆模按垂直方向提起,同时开启秒表计时,任水泥净浆在玻璃板上流动,至30s,用直尺量取流淌部分相互垂直的两个方向最大直径,取平均值最为水泥净浆流动度。结果如下表1所示:
表1
2.抗折、抗压强度、吸水率及软化系数的测试
将实施例1-4以及对比例1-3的氯氧镁水泥材料制成20mm×20mm×100mm试件,进行抗折、抗压强度、吸水率及软化系数的测试,其中,抗折、抗压强度和吸水率的测试参考的是JC/T 747《玻纤镁质胶凝材料波瓦及脊瓦》;软化系数的测试方法参考JC/T 568《氯氧镁水泥板块》,软化系数测试方法如下:养护试块至龄期28d,将试件浸入水中,水温20℃(±2℃),水面应高出试件约30mm,试件不互相紧贴,24h(±2h)后取出试件,用拧干的湿毛巾抹掉表面水分,随即在1h内,进行抗折、抗压强度测试。结果如下表2所示:
表2
通过表1和2可以看出,对比例3中掺入废料,仅用磷酸二氢钾改性效果不佳,与纯氯氧镁水泥试件(对比例1和对比例2)相比,本发明通过外加剂改性,制得的氯氧镁水泥在强度和耐水性以及流动度等性能均得到改善。实施例4中氯氧镁水泥材料的流动度可达16.1cm,实施例2中试件强度相比对比例3来看,28d抗压强度可达52.3MPa,抗压强度提升近36%,抗压软化系数提高了近60%,实施例3中试件的平均吸水率为8.4%,相比于纯氯氧镁水泥试件对比例1的平均吸水率9.7%得到进一步的改善。因此,本发明通过外加剂改性含废料氯氧镁水泥,不仅耐水性和强度得到了大的提高,而且流动度和吸水率也得到了进一步的提升。
由此可见,本发明利用外加剂改性含废料的氯氧镁水泥,不仅做到了边角废料的再利用,而且改性后的含废料氯氧镁水泥具有强度高、流动度大、吸水率低、耐水性好的特点。有效解决了氯氧镁水泥板材边角料在生产中难处理的现状,不仅将其作为填料循环利用到氯氧镁水泥制品中,而且相比较对比产品,通过外加剂的改性,将含废料的氯氧镁水泥制品性能得到了进一步改善,适合将其应用到氯氧镁水泥板材制品生产系统中。
Claims (6)
1.一种含氯氧镁水泥制品废料的氯氧镁水泥材料,其特征在于,由如下重量份的组分制成:35~45份轻烧氧化镁,15~20份氯氧镁水泥制品废料,30~35份质量浓度为35%的氯化镁溶液,2~5份木粉,5~15份水,1~4份外加剂;
所述外加剂由20~40%的磷酸盐、25~35%的减水剂、10~15%的助剂和25~30%的水组成,上述百分数均为重量百分数。
2.如权利要求1所述含氯氧镁水泥制品废料的氯氧镁水泥材料,其特征在于,所述磷酸盐为磷酸二氢盐或磷酸氢二盐中的一种。
3.如权利要求1所述含氯氧镁水泥制品废料的氯氧镁水泥材料,其特征在于,所述减水剂为聚醚型聚羧酸减水剂,相对分子量40000-50000。
4.如权利要求1或2或3所述含氯氧镁水泥制品废料的氯氧镁水泥材料,其特征在于,所述助剂为分子量不大于5000的有机硅表面活性剂或聚醚表面活性剂中的一种。
5.权利要求1或2或3或4所述含氯氧镁水泥制品废料的氯氧镁水泥材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将氯氧镁水泥制品废料破碎成3cm以下的颗粒后再球磨,制得比表面积为2800-3200cm2/g的废料粉体;
(2)往质量浓度为35%的氯化镁溶液中加入外加剂和水,搅拌均匀后,得到混合料;
(3)往混合料中加入轻烧氧化镁、步骤(1)的废料粉体、木粉,搅拌成型后,得到氯氧镁水泥材料。
6.如权利要求5所述含氯氧镁水泥制品废料的氯氧镁水泥材料的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述搅拌成型的方法为:先在62±5r/min的转速下慢搅120s,停顿15s后,再在140±10r/min的转速下快搅120s。
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