[發(fā)明專利]一種含C7A5M礦物的磷酸鎂水泥及制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202111194611.0 | 申請日： | 2021-10-13 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN113860775B | 公開（公告）日： | 2022-07-26 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 孫化強(qiáng);湯凡雄 | 申請（專利權(quán)）人： | 福州大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | C04B12/02 | 分類號(hào)： | C04B12/02 |
| 代理公司： | 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100 | 代理人： | 蔡學(xué)俊 |
| 地址： | 362200 福建省泉州市晉*** | 國省代碼： | 福建;35 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 c7a5m 礦物 磷酸 水泥 制備 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種含C7A5M礦物的磷酸鎂水泥及制備方法，包括以下重量份的原料：C7A5M 15~40份、MgO 30~50份、磷酸鹽15~20份、含硼物質(zhì)2~10份。本發(fā)明提出了磷酸鎂水泥最終礦相的組成范圍，可先單獨(dú)高溫?zé)艭7A5M礦相并與市售氧化鎂復(fù)合；也可先高溫?zé)艭7A5M和MgO的混合礦相，再與相應(yīng)的磷酸鹽、含硼物質(zhì)復(fù)配制成含C7A5M礦物的磷酸鎂水泥。本發(fā)明提出的組分范圍改變了原有的水化產(chǎn)物組成方式，形成新型水化產(chǎn)物，賦予磷酸鎂水泥優(yōu)異的水化硬化性能并大幅度提升耐水性能。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含C7A5M礦物的磷酸鎂水泥及制備方法。
背景技術(shù)
磷酸鎂水泥主要由重?zé)趸V、磷酸鹽組分、緩凝劑組分組成，其中重?zé)趸V和磷酸鹽占比通常在85%~95%之間。磷酸鹽類型為磷酸二氫銨、磷酸二氫鉀、磷酸二氫鈉等，其中的一種或兩種復(fù)合都是可行的。磷酸鎂水泥強(qiáng)度發(fā)展與磷酸鹽種類有一定的關(guān)系，通常而言采用磷酸二氫銨配制的磷酸鎂水泥強(qiáng)度相對較高。緩凝組分通常是硼砂、硼酸或以硼砂為主要組分的復(fù)合緩凝劑。磷酸鹽和硼砂都是化學(xué)工業(yè)原料，價(jià)格較高；一定煅燒溫度和活性要求使得氧化鎂制備也是高能耗的。因此，相對傳統(tǒng)建筑材料而言，磷酸鎂水泥材料成本相對較高，是制約其大規(guī)模應(yīng)用的主要原因。
與硅酸鹽水泥一樣，磷酸鎂水泥也可以相應(yīng)引入一些混合材或摻合料以降低水泥生產(chǎn)成本，改善水泥某些性能。現(xiàn)階段研究結(jié)果表明粉煤灰、礦渣、石灰石粉和其他工業(yè)固體廢棄物可以引入磷酸鎂水泥，一定的摻量下并不降低磷酸鎂水泥的強(qiáng)度，還能改善磷酸鎂水泥耐水性能和提高粘結(jié)性能。粉煤灰還可以使得磷酸鎂水泥混凝土的顏色接近普通水泥混凝土，避免色差的出現(xiàn)。關(guān)于粉煤灰、偏高嶺土和礦渣等鋁硅質(zhì)摻合料在磷酸鎂水泥中的作用，有相關(guān)研究做了闡述，主要涉及“形態(tài)效應(yīng)”、“活性效應(yīng)”、“微集料效應(yīng)”和“吸附效應(yīng)”等，肯定了鋁硅質(zhì)摻合料的積極作用。有研究采用的表征微觀分析方法，指出偏高嶺土或粉煤灰中鋁硅質(zhì)玻璃體會(huì)與磷酸鹽反應(yīng)，形成磷鋁酸鹽新物相，并與水泥宏觀性能相聯(lián)系，肯定了新型水化產(chǎn)物的形成對水泥耐水性能等宏觀性能都有一定的改善作用。但鋁硅質(zhì)摻合料中鋁硅物質(zhì)溶出相對較慢，對磷酸鎂水泥的改性作用往往在硬化后期才得以顯現(xiàn)。
磷酸鎂水泥的水化產(chǎn)物主要是鳥糞石，除鳥糞石外硬化水泥石中還存在大量的未反應(yīng)氧化鎂，一定程度上氧化鎂是浪費(fèi)的。從鋁硅質(zhì)摻合料的作用機(jī)制來看，磷鋁酸鹽新物相的形成是有利于水化硬化和耐水性能提升的。那么是否可以在磷酸鎂水泥中引入類似的新型水化產(chǎn)物，改變以鳥糞石為單一水化產(chǎn)物的純磷酸鎂水泥體系，磷酸鎂水泥耐水屬于鎂質(zhì)膠凝材料范疇，耐水性的問題一定程度制約磷酸鎂水泥的大規(guī)模運(yùn)用。有研究指出，磷酸鎂水泥體系中未反應(yīng)的磷酸鹽、鳥糞石的溶解度大，是磷酸鎂水泥耐水性差的主要原因，從這個(gè)角度看促進(jìn)磷酸鹽的反應(yīng)，引入新型水化產(chǎn)物，是迫切需要的。
由上述分析可知，磷酸鎂水泥應(yīng)用面臨的主要問題主要表現(xiàn)在，材料成本高昂、耐水性差、水化產(chǎn)物單一等。雖然認(rèn)識(shí)到鋁硅質(zhì)摻合料對磷酸鎂水泥的積極作用，但鋁硅質(zhì)摻合料的作用效果往往在硬化后期才能顯現(xiàn)，目前缺乏能在水化早期改善水泥水化產(chǎn)物組成和解決耐水性差的關(guān)鍵技術(shù)措施，本發(fā)明將針對以上問題，提出切實(shí)可行的技術(shù)路線。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種含C7A5M礦物的磷酸鎂水泥及制備方法，降低傳統(tǒng)磷酸鎂水泥中氧化鎂含量，調(diào)整磷酸鎂水泥的水化產(chǎn)物組成，賦予磷酸鎂水泥良好的水化硬化性能并解決耐水性差等問題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
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