[發明專利]一種磷酸鎂水泥

在審

• 申請號: 201810107470.6
• 申請日: 2018-02-02
• 公開（公告）號: CN108249795A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 錢覺時;余金城;唐江昱;秦繼輝;岳燕飛;范英儒;尤超
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: C04B12/02
• 分類號: C04B12/02
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 張先蕓

本發明公開了一種磷酸鎂水泥，包括以下質量份的組分：氧化鎂混合物45~75份，磷酸二氫鹽15~50份，緩凝劑2~10份；其中，所述氧化鎂混合物包括煅燒白云石粉，所述煅燒白云石粉的制備方法為：將粉碎的白云石與含硅組分混合均勻后于1100~1800℃煅燒，再將煅燒產物粉磨后，即得到所述的煅燒白云石粉。本發明制備的磷酸鎂水泥和傳統磷酸鎂水泥相比，性能相近且顏色較白，同時擴大了磷酸鎂水泥中氧化鎂原料選擇的范圍，顯著降低磷酸鎂水泥的成本，具有良好的市場前景。

技術領域

本發明屬于建筑材料領域，尤其涉及磷酸鎂水泥。

背景技術

磷酸鎂水泥具有早強快硬、粘結強度高及體積穩定性好等優異性能，已在混凝土結構快速修補與加固等領域得到良好應用，同時在生物假體、危險廢物的固化處理等方面也展現出廣泛的應用前景。

磷酸鎂水泥是由重燒氧化鎂、磷酸鹽及緩凝劑等按一定比例配制而成。其中，重燒氧化鎂在磷酸鎂水泥中的占比可達50-80％，它主要是由菱鎂礦經1600℃以上高溫煅燒后磨細而得，其品質對磷酸鎂水泥性能有著至關重要的影響。目前，我國已探明的菱鎂礦礦區主要分布在遼寧、山東等地，來源和儲量有限，因此煅燒后得到的氧化鎂價格偏高，不利于磷酸鎂水泥的應用和推廣。除菱鎂礦礦外，白云石[CaMg(CO₃)₂]是自然界中另一種儲量更為豐富的鎂礦資源。我國各地已勘明的礦區多達208處，保有儲量為82.2億噸，各礦床多已開發利用。在全國范圍內白云石的分布比菱鎂礦更廣，儲量更為豐富。若將白云石中的氧化鎂應用于磷酸鎂水泥的制備，可顯著擴大磷酸鎂水泥原材料中氧化鎂原材料的選擇范圍。

雖然白云石含有較多MgO，卻不能通過直接煅燒后應用于磷酸鎂水泥的制備。當白云石經低溫煅燒后，煅燒產物為MgO和CaCO₃混合物，該混合物中MgO的活性非常高，無法利用其配制出凝結時間可控的磷酸鎂水泥。而白云石高溫煅燒后產物通常為MgO和CaO混合物，且混合物中CaO含量比較高，由于CaO的活性很高，會迅速與磷酸鹽反應生成無定型的磷酸鈣，同樣使得磷酸鎂水泥的凝結時間難以控制，當采用MgO含量高的白云石煅燒后粉體配制的磷酸鎂水泥也有一定的強度，但殘余的游離CaO極易導致磷酸鎂水泥制品后期膨脹粉化。

發明內容

針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的是提供一種磷酸鎂水泥，以煅燒白云石作為磷酸鎂水泥的主要原料，顯著降低磷酸鎂水泥的成本和擴大磷酸鎂水泥中原材料的選擇范圍。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種磷酸鎂水泥，包括以下質量份的組分：氧化鎂混合物45～75份，磷酸二氫鹽15～50份，緩凝劑0～10份；

其中，所述氧化鎂混合物包括煅燒白云石粉，所述煅燒白云石粉的制備方法為：將粉碎的白云石與含硅組分混合均勻后于1100～1800℃煅燒，再將煅燒產物粉磨后，即得到所述的煅燒白云石粉。

本發明通過外摻適量的含硅組分，與白云石混合后在1100～1800℃直接煅燒，由于含硅組分可以和煅燒產物中的CaO結合形成C₂S、鈣鎂黃長石和透輝石等礦物，消除了白云石中的游離CaO，從而有效避免了白云石高溫煅燒產物中，因游離的CaO活性高而不適于直接制備磷酸鎂水泥的問題。為了控制凝結時間，使用的緩凝劑可優選為3～10份，為便于煅燒，可將白云石粉碎至1mm以下。

作為優選，所述含硅組分的SiO₂含量在50％以上。

作為優選，所述含硅組分為硅石粉、硅灰、硅藻土和黏土中的至少一種。

作為優選，所述含硅組分與白云石的質量比為0.5:1～4:1。此比例和白云石中鈣含量有關，鈣含量越高，摻加的含硅組分的比例則越高。否則，煅燒產物中可能會含有大量游離CaO，或煅燒產物中MgO含量偏低，而不適于制備磷酸鎂水泥。