[發明專利]適用于快凝快硬磷酸鎂水泥體系的緩凝劑及其使用方法

無效

• 申請號: 201210486644.7
• 申請日: 2012-11-26
• 公開（公告）號: CN102923986A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 陳惠蘇;郭巖巖;鮑步傳;周忠;劉琳
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C04B22/12
• 分類號: C04B22/12;C04B28/34;C04B103/22
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明屬于磷酸鎂水泥基復合材料的制備領域，具體來說涉及一種適用于磷酸鎂水泥體系的新型的緩凝劑的制備及其使用方法。

背景技術

20世紀80年代以來，經濟建設的高速發展，促進了交通運輸業的蓬勃發展，對于公路建設也提出了更高的要求。由于重交通荷載，環境條件和使用維護不當等，新修建的高等混凝土路面也出現了一定程度的損壞。為了減少傳統長期的修補施工所帶來的經濟損失，人們迫切的需要一種快硬早強型的修補材料。磷酸鎂水泥作為一種新型的膠凝材料，因為其快硬早強的特點在上個世紀80年代得到了美國等西方國家的普遍關注，被廣泛應用于于公路、橋面、飛機跑道等混凝土路面，及工業廠房地面等的快速修復上。但是磷酸鎂水泥體系中的主要作用相—氧化鎂和磷酸鹽遇水后反應非常劇烈，在不摻加緩凝劑或所摻緩凝劑緩凝時間較短時，磷酸鎂水泥從拌合到終凝時間極短，難以滿足施工操作和工藝要求。因此，針對這種情況，開發適用于磷酸鎂體系的緩凝劑，是發揮磷酸鎂水泥體系在修復施工中快硬早強優勢的先決條件。

目前，國內外許多學者針對磷酸鎂體系研究了不同類型的緩凝劑，其中以硼砂和硼酸的效果最佳。但是這兩種及其它現有的緩凝劑緩凝效果仍然十分有限，并且它們都存在一個通病，即現有的緩凝劑在很大程度上抑制了磷酸鎂水泥的早期強度發展，且在溫度較高時，緩凝劑基本喪失其緩凝效果。因此，我們需要一種緩凝效果更強，在較高溫度下仍能起到良好緩凝效果并且對早期強度發展抑制較小的新型緩凝劑。

發明內容

技術問題：本發明為解決磷酸鎂水泥修復體系凝結時間極短，不能滿足實際修復施工時對操作時間的要求等技術問題。一方面，該緩凝劑不但能在常溫下大大延長磷酸鎂修復體系的凝結時間，而且在高溫環境中仍有很強的緩凝作用；另一方面，該緩凝劑不僅能保證磷酸鎂水泥試樣的早期強度，還在一定程度上提高其后期強度。本發明還提供了該緩凝劑的四種使用方法，這四種使用方法用于制備磷酸鎂水泥修復材料時操作簡單、快捷，且不同的緩凝劑也具有不同的效果，改變了磷酸鎂體系長期使用固體緩凝劑的現狀。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

采用一種新型緩凝劑，該緩凝劑由一種或幾種氯鹽復合組成。

所述的氯鹽可以是六水氯化鎂MgCl₂·6H₂O、氯化鈉NaCl、氯化鉀KCl、氯化鈣CaCl₂、氯化銅CuCl₂、氯化鐵FeCl₃、氯化亞鐵FeCl₂、氯化鋇BaCl₂、四丁基氯化銨C₁₆H₃₆CIN等氯鹽中的一種或幾種的復合物，且不局限于上述氯鹽。

該緩凝劑的使用方法主要有四種：

第一種，現配溶液，根據實際施工要求，在施工前采用本發明緩凝劑與水配制成均勻澄清溶液，溶液質量濃度保持在5%-40%，然后直接用于磷酸鎂水泥體系中；

第二種，預配溶液，根據實際施工要求，采用本發明緩凝劑與水配制成均勻澄清溶液，溶液質量濃度保持在5%-40%，密封靜置，然后用于磷酸鎂水泥體系中；

第三種，現拌改性磷酸鎂水泥，根據實際施工要求，在施工前，采用本發明緩凝劑，以固態粉末形式摻加到磷酸鎂水泥中，緩凝劑摻量與氧化鎂質量比在2%-20%，混合均勻，然后加水使用；

第四種，預拌改性磷酸鎂水泥，在生產磷酸鎂水泥時，將本發明緩凝劑與氧化鎂和磷酸鹽一起混合均勻，緩凝劑摻量與氧化鎂質量比在2%-20%，制備成改性的磷酸鎂水泥，然后直接加水使用。

有益效果：與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下有益效果：

1.該發明緩凝劑用于磷酸鎂水泥體系時，緩凝效果優異。該緩凝劑不但能在常溫下大大延長磷酸鎂修復體系的凝結時間，而且在高溫環境中仍有很強的緩凝作用。

2.該發明緩凝劑用于磷酸鎂水泥體系時，緩凝時間最長可達到54分鐘，且緩凝時間在3到54分鐘時間內可任意調節。與相同條件下現有的傳統緩凝劑的緩凝效果相比，采用本發明緩凝劑，緩凝時間是已有緩凝劑的1.5-2倍以上。

3.該發明緩凝劑用于磷酸鎂水泥體系時，能提高磷酸鎂水泥的力學性能。該緩凝劑對磷酸鎂水泥體系的早期強度發展抑制作用小，且在一定程度上能促進磷酸鎂水泥凝結后期強度的發展。完全避免了現有的緩凝劑（如硼砂）抑制磷酸鎂水泥早期強度發展的重大缺陷。長期試驗還表明摻入適量的該發明緩凝劑的磷酸鎂水泥試樣的強度反而會提高。