CN114477813B - 含有机大分子的硫氧镁胶凝材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于硫氧镁胶凝材料领域，具体涉及一种含有机大分子的硫氧镁胶凝材料，其特征在于，原料按照如下重量份比组成：轻烧氧化镁25‑30份，七水硫酸镁11‑14份，水10‑13份，改性剂0.1‑0.2份，有机大分子材料0.5‑5份，所述有机大分子材料中工业明胶、食用明胶、树脂、糊精，所述有机大分子材料为有利于资源的可持续性利用的环保材料。本发明采用了有机大分子材料，开辟了有机大分子材料在硫氧镁胶凝材料中的新应用，并且制备出的硫氧镁胶凝材料具有强度高、耐水性能好等优点，从而扩大了对硫氧镁胶凝材料的利用，对未来镁质资源的发展产生了深远的影响。

Description

含有机大分子的硫氧镁胶凝材料及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种含有机大分子的硫氧镁胶凝材料及其制备方法。
背景技术
硫氧镁水泥一种由氧化镁、硫酸镁和水组成的MgO-MgSO4-H2O三元胶凝体系，与传统的硅酸盐水泥相比，硫氧镁水泥具有质轻、快凝、耐高温、耐腐蚀等优点，但由于其早期强度低、耐水性能差的缺点而限制了硫氧镁水泥的发展，对于这一现象，急需新的突破，来使硫氧镁胶凝材料获得更大的应用。
在现有改善硫氧镁胶凝材料性能的技术中，中国专利CN110066160B公开了一种人造岗石复合硫氧镁胶凝材料及其制备方法和应用，其主要是通过使用人造岗石废渣替代部分活性氧化镁制备硫氧镁胶凝材料，利用人造岗石废渣会分散在硫氧镁初期水化产物之间的微小空隙中的性能，从而降低内部孔隙率，改善密实度，提高其强度；中国专利CN111018477A公开了一种硫氧镁胶凝材料改性剂，采用不同配比的硅丙乳液、六偏磷酸钠、葡萄糖酸、柠檬酸来对硫氧镁胶凝材料进行改性，通过促进其水合反应，来促进其水化产物中形成大量的517相，从而实现对硫氧镁胶凝材料的改性，进而提高硫氧镁胶凝材料的早期强度与耐水性能。
为了改善硫氧镁胶凝材料的性能，扩大其在镁质胶凝材料中的应用，可以利用有机大分子材料，对其性能进行改善。申请号为201511020158.6的中国发明专利公开了一种辊平线生产的硫氧镁防火门芯板，按照重量份数比包含以下组分原料：硅灰、硫酸镁、氧化镁、水、长度为0.1-1mm的棕榈纤维和改性剂。文献表明通过加入有机大分子材料，可以提高门芯板的性能。明胶做为一种古老的胶凝材料在硫氧镁中还未见应用，期待能解决硫氧镁胶凝材料早期强度低，耐水性能差等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含有机大分子的硫氧镁胶凝材料及其制备方法，克服现有技术的不足，解决硫氧镁胶凝材料早期强度低，耐水性能差等问题，提高硫氧镁胶凝材料的利用，改善硫氧镁胶凝材料的性能，扩大对硫氧镁胶凝材料的利用，对未来镁质资源的发展拓展思路和可能性。
为解决上述问题，本发明的技术方案如下：
技术方案之一：含有机大分子的硫氧镁胶凝材料，其特征在于，原料按照如下重量份比组成：轻烧氧化镁25-30份，七水硫酸镁11-14份，水10-13份，改性剂0.1-0.2份，有机大分子材料0.5-5份，所述有机大分子材料中工业明胶的分子量为1-10000、食用明胶的分子量为50000-60000、树脂的分子量为200-230、糊精的分子量为150-1300，所述有机大分子材料为有利于资源的可持续性利用的环保材料。
所述有机大分子材料中的糊精为玉米糊精、麦芽糊精、环糊精中的任一种或任两种以上组合，其中玉米糊的粒度不小于600目，麦芽糊的粒度不小于100目，环糊精的粒度不小于80目。
所述轻烧氧化镁用水合法测定的活性为60%-65%，粒度不小于200目。所述七水硫酸镁的纯度为99.5%。所述改性剂为柠檬酸或酒石酸中的任一种。
技术方案之二：含有机大分子的硫氧镁胶凝材料的制备方法，其特征在于，具体操作步骤如下：1）取配方量的七水硫酸镁、水、有机大分子材料、改性剂混合并充分搅拌得到混合溶液；2）将配方量的轻烧氧化镁粉与步骤1）中得到的混合溶液混合并充分搅拌，参照GB/T9142—1988《混凝土搅拌机技术条件》搅拌4-6分钟后，得到均匀料浆；3）将均匀料浆倒入模具中，浇筑成型，并放入标准养护箱中养护成型；4）养护的试样在标准养护箱中养护至终凝后脱模，并在温度为25±2℃，相对湿度60±5%的环境中自然养护28d后得到所需硫氧镁胶凝材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1）本发明含有机大分子的硫氧镁胶凝材料，与不填加有机大分子的硫氧镁胶凝体系相比，28d的抗压强度达到92.5MPa以上，强度保留系数达到1.02以上，具有强度高，耐水性能好等优势。
2）整个发明开辟了有机大分子材料在硫氧镁胶凝材料中的新应用，对其水化产物产生了极大的影响，并且制备出来的胶凝材料具有早期强度高、耐水性能好等优点，扩大了硫氧镁胶凝材料的利用，对未来菱镁资源的发展产生了深远的影响。
具体实施方式
下面结合本发明中的具体实施例，对本发明中的具体实施方案进行详细的阐述，以下用来说明的实施例，仅是本发明中的一小部分，而并非全部实施例，本专业领域内的其他人员，在没有做出创造性成果的前提下所使用的其余实施例，均属于本发明所保护的范围。
以下实施例中，轻烧氧化镁用水合法测定的活性为60%-65%，粒度不小于200目。七水硫酸镁的纯度为99.5%。改性剂为柠檬酸或酒石酸中的任一种。有机大分子材料中工业明胶的分子量为1-10000、食用明胶的分子量为50000-60000、树脂的分子量为200-230、糊精的分子量为150-1300，有机大分子材料中的糊精还填加有玉米糊精、麦芽糊精、环糊精中的任一种或任两种以上组合，其中玉米糊的粒度不小于600目，麦芽糊的粒度不小于100目，环糊精的粒度不小于80目。
实施例1
本实施例所述含有机大分子的硫氧镁胶凝材料，其原料组成为：轻烧氧化镁粉1000g、七水硫酸镁446.4g、水422.5g、柠檬酸5g、工业明胶20g、食用明胶10g、树脂50g、玉米糊精40g。
本实施例含有机大分子的硫氧镁胶凝材料，具体制备步骤如下：
1）称取配方量的七水硫酸镁、水、玉米糊精、工业明胶、食用明胶、树脂、柠檬酸混合并充分搅拌得到混合溶液；
2）将轻烧氧化镁粉与步骤1）中得到的溶液按照比例混合并充分搅拌，参照GB/T9142—1988《混凝土搅拌机技术条件》搅拌4-6分钟后，得到均匀料浆；
3）将搅拌均匀的料浆倒入模具中，浇筑成型，并放入标准养护箱中养护成型。
4）养护的试样在标准养护箱中养护至终凝后脱模，并在温度为25±2℃，相对湿度60±5%的环境中自然养护28d得到所需硫氧镁胶凝材料。
实施例2
本实施例所述含有机大分子的硫氧镁胶凝材料，其原料组成为：轻烧氧化镁粉1000g、七水硫酸镁446.4g、水422.5g、柠檬酸5g、工业明胶40g、树脂60g、玉米糊精10g、麦芽糊精10g。
制备步骤同实施例1。
实施例3
本实施例所述含有机大分子的硫氧镁胶凝材料，其原料组成为：轻烧氧化镁粉1000g、七水硫酸镁502.2g、水475.3g、酒石酸5g、工业明胶30g、食用明胶10g、树脂40g、玉米糊精5g、麦芽糊精5g、环糊精5g。
制备步骤同实施例1。
实施例4
本实施例所述含有机大分子的硫氧镁胶凝材料，其原料组成为：轻烧氧化镁粉1000g、七水硫酸镁502.2g、水475.3g、柠檬酸5g、工业明胶10g、食用明胶10g、树脂50g、玉米糊精5g、环糊精5g。
制备步骤同实施例1。
对比例1
本对比例所述硫氧镁胶凝材料的原料与制备方法与实施例1相同，其区别仅在于，未加入有机大分子材料。
对比例2
本对比例所述硫氧镁胶凝材料的原料与制备方法与实施例1相同，其区别仅在于，将有机大分子材料换成粉煤灰。
按照上述实施例1-4与对照例1-2制备出含有机大分子的硫氧镁胶凝材料，以GB/T134-1986和GB/T17671-1999对其1d、3d、7d、28d抗压强度进行检测、以JG/T646-2006测定其强度保留系数，具体测试结果如下表1所示。
表1各实施例实验试样性能测试结果
Figure DEST_PATH_IMAGE001
从上表数据可知，本发明所述的含有机大分子的硫氧镁胶凝材料是以有机大分子和轻烧氧化镁粉为主要原料制备而成的，其28d抗压强度达到92.5MPa以上，强度保留系数达到1.02以上，具有强度高，耐水性能好等优点，大大的提高了硫氧镁水泥的性能。

Claims (2)

1.含有机大分子的硫氧镁胶凝材料，其特征在于，原料按照如下重量份比组成：轻烧氧化镁25-30份，七水硫酸镁11-14份，水10-13份，改性剂0.1-0.2份，有机大分子材料0.5-5份，所述有机大分子材料中工业明胶的分子量为1-10000、食用明胶的分子量为50000-60000、树脂的分子量为200-230、糊精的分子量为150-1300，所述有机大分子材料为有利于资源的可持续性利用的环保材料，所述有机大分子材料中的糊精是玉米糊精、麦芽糊精、环糊精中的任一种或任两种以上组合，其中玉米糊精 的粒度不小于600目，麦芽糊精 的粒度不小于100目，环糊精的粒度不小于80目，所述轻烧氧化镁用水合法测定的活性为60%-65%，粒度不小于200目，所述七水硫酸镁的纯度为99.5%，所述改性剂为柠檬酸或酒石酸中的任一种。
2.含有机大分子的硫氧镁胶凝材料的制备方法，其特征在于，具体操作步骤如下：
1）取配方量的七水硫酸镁、水、有机大分子材料、改性剂混合并充分搅拌得到混合溶液，混合温度为22-42℃；
2）将配方量的轻烧氧化镁粉与步骤1）中得到的混合溶液混合并充分搅拌，参照GB/T9142—1988《混凝土搅拌机技术条件》搅拌4-6分钟后，得到均匀料浆；
3）将均匀料浆倒入模具中，浇筑成型，并放入标准养护箱中养护成型，均匀料浆倒入模具后，需振动排气1分钟；
4）养护的试样在标准养护箱中养护至终凝后脱模，并在温度为25±2℃，相对湿度60±5%的环境中自然养护28d后得到所需硫氧镁胶凝材料。
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