CN113860788A - 一种适用于磷酸镁水泥的复合缓凝剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于磷酸镁水泥的复合缓凝剂，属于建筑材料技术领域。所述复合缓凝剂由如下重量份的组分组成：40～55份硼砂，40～50份苹果酸或苹果酸盐，5～10份尿素。该复合缓凝剂对磷酸镁水泥具有较好的缓凝效果，不仅大大延长磷酸镁水泥的凝结时间，而且所制备的磷酸镁水泥抗压强度比同掺量的硼砂高，使得水泥既能满足施工时间要求，又能满足强度要求，是一种可以兼顾凝结时间和强度的优质缓凝剂，并且不含氯盐。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种适用于磷酸镁水泥的复合缓凝剂。
技术背景
磷酸镁水泥(MPC)是一种加水后通过酸-碱反应及物理作用而快速硬化的新型水硬性胶凝材料，具有凝结时间短、早期强度高的特点，可以应用于快速修补建筑物局部损坏或结构失效的部位，与旧混凝土有很好的兼容性和粘结性，其抗冻性和体积稳定性也优于硅酸盐水泥。但是磷酸镁水泥在应用时，由于其凝结时间太快，稠度高，施工时可操作性差，因此在使用中有一定的局限性。
加入缓凝剂不仅能增加磷酸镁水泥修补材料的凝结时间，还能减少其硬化过程中的水化放热量。目前常用的磷酸镁水泥缓凝剂有硼砂、硼酸、三聚磷酸钠等，硼砂是磷酸镁水泥缓凝剂中应用最多的一种。应用时，硼砂掺量一般为氧化镁质量的5％，凝结时间为5min；采用三聚磷酸钠作为缓凝剂时，三聚磷酸钠掺量通常为氧化镁质量的2％～10％，凝结时间也只能延长到10min。因此，依然存在凝结时间比较短的问题，并且随着掺量增加，磷酸镁水泥的强度下降。
申请号为201010169618.2的中国发明专利公开了一种磷酸钾镁水泥凝结时间和早期水化速度的控制方法，将硼砂、十二水合磷酸氢二钠和氯化物按比例复合，得到一种复合缓凝剂，通过调节十二水合磷酸氢二钠和氯化物的含量能将凝结时间控制在10分钟～6小时之内；段新勇采用含氯化钙的多元复合缓凝剂调节磷酸镁水泥凝结时间(武汉理工大学学报,2014,36(10):20-25.)，凝结时间达到了40min。但上述两种复合缓凝剂均含有氯盐，对钢材有腐蚀作用，因此在使用上有一定的局限性。因此，仍需研究一种新型无氯盐缓凝剂来满足市场的需要。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种适用于磷酸镁水泥的复合缓凝剂，其可以大幅度延长磷酸镁水泥的凝结时间，缓凝效果突出且不含氯盐，并且能提高磷酸镁水泥的强度。
技术方案
一种适用于磷酸镁水泥的复合缓凝剂，由如下重量份的组分组成：40～55份硼砂，40～50份苹果酸或苹果酸盐，5～10份尿素。
进一步，所述苹果酸盐选自苹果酸钠、苹果酸钾、苹果酸铵的一种或两种以上任意比例的组合。
一种磷酸镁水泥材料，由如下重量份的组分组成：比表面积为2200-2800cm2/g的氧化镁350～370份，磷酸二氢钾110～130份，权利要求1或2所述复合缓凝剂30～40份，水50～60份。
本发明的有益效果：本发明的新型复合缓凝剂克服了单一无机缓凝剂制备的磷酸镁水泥调凝效果不佳，且强度随掺量增加快速下降的问题。而本发明的新型复合缓凝剂，可以有效地调节磷酸镁水泥凝结时间，同时在掺量范围内，强度不随掺量增加而严重下降，使得这种快凝早强水泥既能延长施工时间，又能满足强度要求，且不含对钢筋产生锈蚀的氯盐。
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。根据下述实施例与对比例，可以更好的理解本发明。但是，实施例与对比例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明,仅是帮助本领域的技术人员理解本发明,而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
对比例1
选择硼砂作为缓凝剂。
对比例2
选用乙酸铵和硼砂作为缓凝剂，乙酸铵和硼砂的质量比为1:1。
对比例3
选用柠檬酸和硼砂作为缓凝剂，柠檬酸和硼砂的质量比为1:1。
对比例4
选用柠檬酸、硼砂和尿素作为缓凝剂，柠檬酸、硼砂和尿素的质量比为1：0.9：0.1。
实施例1
一种适用于磷酸镁水泥的复合缓凝剂，由如下重量份的组分组成：50份硼砂，45份苹果酸，5份尿素。
实施例2
一种适用于磷酸镁水泥的复合缓凝剂，由如下重量份的组分组成：50份硼砂，45份苹果酸钠，5份尿素。
实施例3
一种适用于磷酸镁水泥的复合缓凝剂，由如下重量份的组分组成：50份硼砂，40份苹果酸，10份尿素。
采用对比例1-4及实施例1-3的缓凝剂制备磷酸镁水泥材料，方法如下：将比表面积为2320cm2/g的氧化镁360份，缓凝剂36份，水57.6份混合均匀，再加入磷酸二氢钾120份，搅拌均匀，即得磷酸镁水泥材料。
(1)20℃下，参照GB/T 1346-2011测定磷酸镁水泥材料的凝结时间，结果见表1：
表1磷酸镁水泥材料20℃的凝结时间测定结果
| 初凝 | 终凝 | |
| 对比例1 | 8min | 11min |
| 对比例2 | 9min | 13min |
| 对比例3 | 7min30s | 11min |
| 对比例4 | 2min30s | 5min |
| 实施例1 | 15min | 31min |
| 实施例2 | 15min | 32min |
| 实施例3 | 23min | 38min |
由表1的测试结果可以看出，与对比例1-4的缓凝剂相比，相同掺量下，采用本发明实施例的复合缓凝剂可以大幅度延长磷酸镁水泥的凝结时间，缓凝效果显著。
(2)将磷酸镁水泥材料倒入尺寸为20mm×20mm×20mm的模具中，每组6块，在实验室振动台振动1min，刮平，放入温度为20℃、相对湿度为90％的养护箱进行养护，3h后拆模，放入养护箱养护至1d、3d、7d、28d龄期，测定其抗压强度，MPC砂浆强度试件的搅拌方式参照JC/T2537-2019《磷酸镁修补砂浆》执行，MPC砂浆抗压强度参照GB/T 17671-1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》执行。
测试结果见表2：
表2磷酸镁水泥净浆在20℃的1d、3d、7d、28d的抗压强度测定结果
由表2的测试结果可以看出，与对比例1-4的缓凝剂相比，相同掺量下，采用本发明实施例的复合缓凝剂可以提高磷酸镁水泥的抗压强度。
Claims (3)
1.一种适用于磷酸镁水泥的复合缓凝剂，其特征在于，由如下重量份的组分组成：40～55份硼砂，40～50份苹果酸或苹果酸盐，5～10份尿素。
2.如权利要求1所述适用于磷酸镁水泥的复合缓凝剂，其特征在于，所述苹果酸盐选自苹果酸钠、苹果酸钾、苹果酸铵的一种或两种以上任意比例的组合。
3.一种磷酸镁水泥材料，其特征在于，由如下重量份的组分组成：比表面积为2200-2800cm2/g的氧化镁350～370份，磷酸二氢钾110～130份，权利要求1或2所述复合缓凝剂30～40份，水50～60份。
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