[發明專利]一種磷酸鉀鎂水泥凝結時間和早期水化速度的控制方法

有效

• 申請號: 201010169618.2
• 申請日: 2010-04-25
• 公開（公告）號: CN102234200A
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發明（設計）人: 楊建明;史才軍
• 申請（專利權）人: 楊建明;史才軍
• 主分類號: C04B40/00
• 分類號: C04B40/00;C04B40/06;C04B28/34;C04B22/16
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技術領域

本發明涉及一種早強快硬水泥膠凝材料，特別涉及一種磷酸鉀鎂水泥凝結時間和早期水化速度的控制方法。

背景技術

經檢索國內外水泥技術概況：西方一些發達國家自上世紀90年代已將磷酸鎂水泥大量用于混凝土路面及工業廠房的快速修復、固化有害及放射性廢料以及結合工業廢料生產建筑材料等方面，從對磷酸鎂水泥修補路面的使用情況調查，其耐久性能已得到有效的證明。在我國：部分學者和企業科技研發人員在實驗室對磷酸鎂水泥的力學性能以及作為修補材料的各種性能進行了多方面的研究，目前為止還沒有發展到生產和應用的階段。其中影響磷酸鎂水泥生產和應用的最大障礙是其快凝特性。磷酸鎂水泥的水化反應實質上是一個以酸堿中和反應為基礎的放熱反應，其反應速度較快，而反應放出的大量熱量又進一步加快了體系的反應速度。因此：磷酸鎂水泥漿體凝結速度很快，20℃以上溫度時幾分鐘內就會迅速凝結硬化，快凝特性嚴重影響了磷酸鎂水泥的推廣，并限制了它的應用范圍。目前：磷酸鎂水泥緩凝采用的方法主要是：

(1)加入緩凝劑硼砂、硼酸和三聚磷酸鈉。但緩凝劑摻量少時緩凝效果有限，如緩凝劑硼砂摻量不超過5％時，磷酸鎂水泥漿體的初凝時間最多不超過15min，而緩凝劑摻量大時，會導致磷酸鎂水泥早期強度大幅度下降，彈性模量也會降低。

(2)減小死燒MgO活性與細度。活性低的MgO需要較高的煅燒溫度且很難控制，MgO太粗會影響磷酸鎂水泥硬化體的流動性和早期強度，在環境溫度較高時緩凝效果并不明顯。

(3)磷酸鎂水泥的主要組成材料是死燒氧化鎂和磷酸鹽，提高磷酸鹽的含量可適當延緩磷酸鎂水泥的凝結時間，但磷酸鹽摻入較多時會增加磷酸鎂水泥的成本和降低磷酸鎂水泥的強度及抗水性，且在環境溫度較高時緩凝效果不佳。

(4)冷卻拌與用水。國外對傳統磷酸鎂水泥設計了冬季和夏季兩種配方方案，已有采用低溫冷卻水拌和磷酸鎂水泥漿體延緩夏季高溫環境下漿體凝結時間的報道，但實際使用可操作性較差。

在國外，有關報道已有延緩磷酸鎂水泥漿體凝結時間的方法，但有一定的局限性，且有副作用，僅能延緩幾分鐘，可操作性差。在國內，科研機構和水泥企業的科技人員在不斷地研究探索磷酸鎂水泥制備技術，雖然取得一些成果，但在實際運用中仍然存在著尚未克服的技術難題。

發明內容

本發明在于克服以上不足，提供了一種磷酸鉀鎂水泥凝結時間和早期水化速度的控制方法，通過摻復合緩凝劑和調整復合緩凝劑中氯化物和十二水合磷酸氫二鈉的含量在10分鐘～6小時的范圍內有效調節磷酸鉀鎂水泥的凝結時間；摻復合緩凝劑的磷酸鉀鎂水泥有兩個水化放熱峰，水化初期的水化放熱量較小；摻復合緩凝劑還可改善磷酸鉀鎂水泥硬化體的微觀結構和后期強度，使磷酸鉀鎂水泥漿體達到早強快硬的同時又能保證足夠的施工可操作時間。

本發明解決其技術問題所采用的技術步驟是：(1)在干燥環境條件下，將硼砂、十二水合磷酸氫二鈉和氯化物按照一定比例混合均勻，制成復合緩凝劑；(2)將適當的復合緩凝劑加入定量水中，充分攪拌，得到均勻的混合溶液；(3)將一定量磷酸鉀鎂水泥的主要組成材料磷酸二氫鉀加入到上述混合溶液中，充分攪拌均勻，得到磷酸鉀鎂水泥反應溶液；(4)在磷酸鉀鎂水泥反應溶液中加入一定量磷酸鉀鎂水泥的主要組成材料死燒氧化鎂，充分攪拌均勻，得到可控制凝結時間和早期水化速度的磷酸鉀鎂水泥漿體。

一種磷酸鉀鎂水泥凝結時間和早期水化速度的控制方法的具體過程如下：

第一步驟：將25～50質量份的工業級硼砂晶體(40～80目)、0～75質量份的工業級十二水合磷酸氫二鈉(40～80目)、25～50質量份的工業級氯化物(40～80目)在干燥環境和一定的室溫下充分混合得到復合緩凝劑；

第二步驟：將3～13質量份的復合緩凝劑加入10～15質量份的水中，在一定的室溫下：用水泥凈漿攪拌機的手動控制程序，取慢速攪拌1～2分鐘，得到均勻的混合溶液，再將20～35質量份的磷酸二氫鉀慢慢的投入混合溶液中，在投放過程中使攪拌機慢速轉動，待磷酸二氫鉀投放完畢1～2分鐘，調到快速轉動檔攪拌1～2分鐘停止，制得磷酸鉀鎂水泥反應溶液；繼續調到慢速攪拌檔，慢慢投入35～80質量份的死燒氧化鎂，待投放完畢1～2分鐘后，調到快速攪拌3～5分鐘，可得到能控制磷酸鉀鎂水泥凝結時間和早期水化反應速度的水泥漿體；

第三步驟：通過調整復合緩凝劑中的氯化物和十二水合磷酸氫二鈉的含量可有效控制磷酸鉀鎂水泥漿體的凝結時間。

本發明的有益效果是：