[發明專利]一種礦物改性硫氧鎂基復合膠凝材料

在審

• 申請號: 201811294200.7
• 申請日: 2018-11-01
• 公開（公告）號: CN109437626A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 巴明芳;黃國陽;柳俊哲;賀智敏
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: C04B9/04
• 分類號: C04B9/04;C04B9/11
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙) 33226
• 代理人: 謝瀟

本發明公開的礦物改性硫氧鎂基復合膠凝材料由輕燒氧化鎂粉、七水硫酸鎂、水、檸檬酸改性劑和礦物改性劑組成，其中，輕燒氧化鎂粉與礦物改性劑的重量份數之和、七水硫酸鎂的重量份數和水的重量份數的比值為532:246:216；輕燒氧化鎂粉的重量份數x、檸檬酸改性劑的重量份數y、礦物改性劑的重量份數z滿足關系式：y/(x+y)=0.004～0.01，z/(x+z)=0.05～0.1。礦物改性劑可減少堿式硫酸鹽相和Mg(OH)₂的形成，同時具有微集料效應，使微觀結構更加致密，并且可明顯延遲檸檬酸改性硫氧鎂基膠凝材料的水化進程，降低體系水化熱，減少其早期水化導致內部溫度應力。該膠凝材料具有較好的力學性能和耐水性，其早期抗折強度最大可達9.9MPa，耐水性最高可達0.91。

技術領域

本發明涉及一種建筑用膠凝材料，具體是一種礦物改性硫氧鎂基復合膠凝材料。

背景技術

硫氧鎂膠凝材料具有凝結硬化快、早期強度高、粘結性好、不需要濕養護、導熱性低、耐火性高、耐磨性好及耐腐蝕性優異等特點，且生產能耗低，制備工藝簡單，可廣泛應用于生產建筑輕質保溫板、耐火材料、裝飾裝修材料及油井堵漏等工程中。但由于其耐水性差、強度不穩定等缺陷制約了其在土木工程領域的大量推廣與應用。

Demediuk T等研究指出硫氧鎂復合膠凝材料的硬化體中出現4種堿式硫氧鎂晶體，其中常溫下只有3Mg(OH)₂.MgSO₄.8H₂O晶體穩定存在。吳成友等研究一種氧化鋁浸泡下的粉煤灰(ACFAR)能減少硫氧鎂水泥中的孔隙并且促進其518相的形成，并沒有開展研究粉煤灰對硫氧鎂基體的影響機理。李振國和姜黎黎等人研究了粉煤灰摻量對硫氧鎂膠凝材料抗壓強度的影響，但并沒有對其影響機理進行分析。吳成友等人研究表明，磷酸和磷酸鹽及酒石酸均可以延長硫氧鎂膠凝材料的凝結時間，提高其抗壓強度。鄭直等人研究也表明檸檬酸可延緩硫氧鎂水泥的凝結時間，有效抑制硫氧鎂水泥的收縮。劉歡顏等人研究表明隨著檸檬酸質量分數的增加，硫氧鎂膠凝材料的抗折抗壓強度均有所增加。

綜上可以看出，當前針對硫氧鎂膠凝材料力學性能穩定性提高和耐水性改善及提高的研究還鮮有報道。鑒于此，本發明提出一種礦物改性硫氧鎂基復合膠凝材料。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對現有技術的不足，提供一種具有較好的力學性能和耐水性的礦物改性硫氧鎂基復合膠凝材料。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種礦物改性硫氧鎂基復合膠凝材料，該膠凝材料由輕燒氧化鎂粉、七水硫酸鎂、水、檸檬酸改性劑和礦物改性劑組成，其中，輕燒氧化鎂粉與礦物改性劑的重量份數之和、七水硫酸鎂的重量份數和水的重量份數的比值為532:246:216；將該膠凝材料中輕燒氧化鎂粉的重量份數記為x，檸檬酸改性劑的重量份數記為y，礦物改性劑的重量份數記為z，則x、y和z滿足關系式：y/(x+y)＝0.004～0.01，z/(x+z)＝0.05～0.1。

作為優選，所述的檸檬酸改性劑為檸檬酸或檸檬酸與水玻璃的混合物。

進一步地，所述的檸檬酸與水玻璃的混合物中，檸檬酸與水玻璃的重量比為1:2。

作為優選，所述的礦物改性劑為粉煤灰或礦粉。

進一步地，所述的粉煤灰為II級粉煤灰，所述的礦粉為S95礦粉。

與現有技術相比，本發明的優點在于：本發明公開的礦物改性硫氧鎂基復合膠凝材料中摻加有礦物改性劑，礦物改性劑可減少改性硫氧鎂體系中堿式硫酸鹽相和Mg(OH)₂的形成，同時具有微集料效應，從而使微觀結構更加致密，并且可明顯地延遲檸檬酸改性硫氧鎂基膠凝材料(即CMOS膠凝材料)的水化進程，降低體系水化熱，從而減少其早期水化導致內部溫度應力。該礦物改性硫氧鎂基復合膠凝材料具有較好的力學性能穩定性和耐水性，其早期抗折強度最大可達9.9MPa，耐水性最高可達0.91。