[發明專利]一種控制磷酸鎂水泥凝結和硬化過程的方法

有效

• 申請號: 201310295608.7
• 申請日: 2013-07-15
• 公開（公告）號: CN103332960A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 錢覺時;王慶珍;尤超;秦繼輝;何兵
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: C04B40/06
• 分類號: C04B40/06
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 伍倫辰

技術領域

本發明涉及磷酸鎂水泥領域，尤其是一種控制磷酸鎂水泥施工中凝結和硬化過程的方法。

??

背景技術

磷酸鎂水泥具有快硬、早強等特點，特別適合于混凝土路面及工業廠房等結構的快速修補。由于磷酸鎂水泥凝結非常快，為了滿足不同施工條件所需的操作時間，常在磷酸鎂體系中摻入緩凝劑，如硼砂、硼酸等；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15分鐘；而緩凝劑摻量大時，磷酸鎂水泥漿體早期強度發展緩慢，如緩凝劑硼砂摻量超過10%后，磷酸鎂水泥在1小時幾乎沒有強度，3小時強度約為10MPa，甚至后期強度也有一定降低。磷酸鎂水泥作為一種修補材料，必然會面臨著不同環境因素的影響，其中環境溫度影響最為廣泛。目前的研究和應用現狀表明，磷酸鎂水泥漿體的凝結硬化受環境溫度(或漿體內部溫度)的影響顯著。如恒定緩凝劑硼砂摻量為5%，當環境溫度為5℃時，磷酸鎂水泥漿體凝結時間大于15分鐘，但3小時強度不足5MPa；當環境溫度升高至35℃時，雖然1小時強度能達40MPa，但磷酸鎂水泥漿體初凝時間不足5分鐘。此外，氧化鎂的活性和細度、磷酸鹽與氧化鎂的質量比等因素都很大程度影響著磷酸鎂水泥體系的凝結硬化特性。

在實際的快速修補工程中，小面積的修補一般要求磷酸鎂水泥的初凝時間不要早于15分鐘，稍大面積的修補磷酸鎂水泥凝結時間如果能控制在20分鐘則比較理想，更大面積或體積的修補可能需要磷酸鎂水泥初凝時間更長。顯然地，由于低緩凝劑摻量磷酸鎂水泥體系凝結很快，是很難滿足實際施工要求的。雖然開發了一些新的緩凝劑和采用冷卻拌合用水等技術方法，但對延緩磷酸鎂水泥漿體凝結時間的效果不甚明顯。

磷酸鎂水泥最突出的優點是施工完成后最初1小時甚至更短時間內達到的高強度，一般修補工程1小時抗壓強度應能達到20MPa，甚至超過25MPa，3小時強度不低于40MPa。當施工過程處于低溫條件下或為了給施工過程提供適當的準備時間而采用提高緩凝劑摻量時，磷酸鎂水泥體系早期強度將大幅下降，因而無法滿足修補工程對強度的要求。

現有的技術措施已經可以保證磷酸鎂水泥體系能夠單純地滿足施工所需準備時間或小時強度的要求，但對于如何協調快速修補工程中磷酸鎂水泥體系的凝結時間與早期強度間的矛盾，目前還沒出現相關的有效技術方法。

?

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明要解決的技術問題是：提供一種能夠延長磷酸鎂水泥的凝結時間，同時不降低早期強度的方法，以滿足快速修補工程的要求；本發明能夠使磷酸鎂水泥體系的凝結時間處于較寬的調控范圍內，1小時強度快速形成，同時后期強度無明顯倒縮。

為了解決上述的技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種控制磷酸鎂水泥凝結和硬化過程的方法，包括如下步驟：

a.磷酸鎂水泥漿體的制備

在15～40℃下，按照重燒氧化鎂和磷酸鹽的質量比為2:1～5:1的比例進行配料，再加入重燒氧化鎂質量5～30%的硼砂緩凝劑，混合均勻后，再加入上述三種粉狀物料總質量的10～18%的水攪拌，得到磷酸鎂水泥漿體；

b.澆筑

在15～40℃下，將步驟a制得的磷酸鎂水泥漿體進行澆筑，振搗密實，得到水泥澆筑體，在該溫度下養護5～60分鐘；

?c.高溫養護

把經過步驟b處理后的水泥澆筑體進行高溫養護，即采用熱敷或者輻照等方法控制水泥澆筑體處于40～60℃范圍內養護10～60分鐘，或者處于60～85℃范圍內養護5～30分鐘，使得養護完成后水泥澆筑體最高溫度達到50～85℃；

?d.自然養護

移除c步驟的熱敷或輻照熱源，將經過c步驟高溫養護后的水泥澆筑體置于自然溫度下繼續養護。

所述步驟a中，按照重燒氧化鎂和磷酸鹽的質量比為4:1的比例進行配料，再加入重燒氧化鎂質量10～15%的硼砂緩凝劑，混合均勻后，再加入上述三種粉狀物料總質量的13%的水攪拌，得到的磷酸鎂水泥漿體的性能較好。

所述步驟a中，磷酸鹽為磷酸鉀、磷酸二氫銨、磷酸二氫鈉、磷酸二氫鉀中的一種；作為優選磷酸鹽采用磷酸二氫銨，該材料具有高酸度、低成本、性能優異等特點。