專利名稱：鎂氯水泥中使用的復合改性劑及其應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及組合物改性劑領域，尤其涉及一種用在鎂氯水泥中的復合改性劑以及使用該復合改性劑的鎂氯水泥和制備該鎂氯水泥的方法。
背景技術：
鎂氯膠凝材料具備在空氣中固化快、高強度(高出普通硅酸鹽水泥幾十個Mpa)、隔音效果好、保溫效果好、防火效果好等有點，但由于耐水性差等缺點，嚴重限制了它的應用。在與水長期接觸的情況下，鎂氯膠凝材料的強度會大幅度下降，在常溫下其主要水化產物3Mg (OH)2 MgCl2 8H20，簡稱3相和5Mg (OH)2 MgCl2 8H20，簡稱5相，在水的作用下會發生水解反應的方程式如下
(Mg2 (OH) 3 (H2O)J + CF (4_x) H2O (3 相)+H2O — 2Mg (OH) 2 I +H++C1_+4H20(Mg3 (OH) 5 (H2O)J + CF (4_x) H2O (5 相)+H2O — 3Mg (OH) 2 I +H++C1_+4H20水解后的水泥石網狀結構轉變成了由層狀晶體Mg(OH)2堆積的松散結構。通常選用磷酸、粉煤灰等對鎂氯水泥進行改性。有實驗數據表明，幾乎所有的磷酸及可溶性磷酸鹽都可以高效改善鎂氯水泥的抗水性，磷酸能促進5 I 8晶體由針桿狀向柱狀晶體轉變，提高晶相在水中的穩定性，因此磷酸對于提高鎂氯膠凝材料的耐水性能具有顯著的作用，當摻量為1%時，水泥的軟化系數高達0.95。但磷酸的緩凝作用巨大，早期強度極低，I %摻量可使水泥3天的抗壓強度下降50%，水泥試件3天的抗壓強度下降31. IMpa0粉煤灰中的部分活性SiO2和Al2O3能與鎂氯體系中Mg2+、0H\ CF等離子反應形成部分凝膠相，粉煤灰以顆粒或凝膠的形式填充在水化產物之間，使孔洞及縫隙減少，從而提高結構的致密度。摻量在20%時，耐水性較好，其軟化系數達0. 71，且早期強度衰減不大，3天抗壓強度達54. IMpa0但粉煤灰改性抗水性能遠不及磷酸及磷酸鹽。其軟化系數0. 71遠小于磷酸改性的軟化系數0. 95。
發明內容
本發明針對現有技術中存在的不足之處，提供一種改進的復合改性劑組分，將其使用在鎂氯水泥中將顯著提高水泥的耐水性及早期強度，浸水28天后抗壓強度衰減極小，仍保持較高的水平。大大改變了磷酸改性早期強度低的缺陷，綜合改性效果顯著。為了實現上述目的，本發明提供一種鎂氯水泥的復合改性劑，包括以下各組分粉煤灰16-24份；磷酸0. 7-1. 3份；苯乙烯-丙烯酸酯乳液4-6. 5份；NF高效減水劑0. 4-0. 7份。在本發明提供的一個優選實施例中，其中所述粉煤灰的容重< 850kg/m3，粉煤灰0. 045mm的篩篩余量< 10. 0%。在本發明提供的一個優選實施例中，其中所述磷酸的含量> 85%。
在本發明提供的一個優選實施例中，其中所述苯乙烯-丙烯酸酯乳液的固含量為45-50%，玻璃化溫度50°C。在本發明提供的一個優選實施例中，其中所述NF高效減水劑的固體成分> 98%,pH值為7-9。本發明第二個目的在于提供一種使用上述復合改性劑的鎂氯水泥，包括以下各組分氧化鎂30-46份；氯化鎂12-18份；水14-21份；粉煤灰16-24份；磷酸0. 7-1. 3份；苯乙烯-丙烯酸酯乳液4-6. 5份；NF高效減水劑0. 4-0. 7份。本發明第三個目的在于提供制備上述鎂氯水泥的方法，包括以下順序步驟
步驟1，將鹵塊、磷酸溶于水中形成混合溶液。步驟2，將氧化鎂和粉煤灰混合均勻后加入上述混合溶液，充分均勻攪拌形成鎂氯水泥漿體。步驟3，將苯乙烯-丙烯酸酯乳液和NF高效減水劑加入鎂氯水泥漿體，并均勻攪拌。步驟4，將步驟3中攪拌均勻的水泥漿體澆注成型，初凝后脫模，在空氣中養護至齡期。在本發明提供的一個優選實施例中，其中所述氧化鎂的鎂粉活性含量> 70.0%,氧化鎂的細度為120目篩篩余量< 2%。在本發明提供的一個優選實施例中，其中所述鹵塊的波美度為Be25° -30°。在本發明提供的一個優選實施例中，其中步驟3中氯鎂水泥漿體在100-130轉/分攪拌速度下加入苯乙烯-丙烯酸酯乳液及減水劑。在本發明提供的一個優選實施例中，其中步驟3中加入苯乙烯-丙烯酸酯乳液及減水劑后攪拌速度保持100-130轉/分2-5分鐘，水泥凈漿的流動度控制在155-165mm。本發明提供的復合改性劑對鎂氯膠凝材料進行復合改性，使得水泥的耐水性及早期強度均顯著提高，軟化系數達到0. 90，浸水28天后抗壓強度衰減極小，仍保持64. 4Mpa的高水平，大大改變了磷酸改性早期強度低的缺陷，綜合改性效果顯著。
圖I是使用本發明提供的復合改性劑鎂氯水泥的斷面結構SEM圖。圖2是使用本發明提供的復合改性劑鎂氯水泥的柱狀晶體SEM圖。圖3是使用本發明提供的復合改性劑鎂氯水泥經鹽酸溶液浸泡后的SEM圖。
具體實施例方式本發明提供一種改進的復合改性劑及使用該復合改性劑的鎂氯水泥和制備該鎂氯水泥的方法。以下通過實施例對本發明提供的技術作進一步詳細說明，以便更好理解本發明創造的內容，但實施例的內容并不限制本發明創造的保護范圍。實施例I將12-18份波美度為Be25° -30°氯化鎂溶于14_21份水中形成混合溶液，后將30-46份氧化鎂加入上述混合溶液，充分均勻攪拌后形成鎂氯水泥漿體。將攪拌均勻的水泥漿體澆注成型，初凝后脫模，在空氣中養護至齡期。其中，使用氧化鎂的的鎂粉活性含量^ 70.0%，氧化鎂的細度為120目篩篩余量< 2%。對制備出的鎂氯水泥樣品進行相應的檢測，并將檢測結果列于表I中。實施例2將12-18份波美度為Be25° -30°氯化鎂溶于14-21份水中形成混合溶液，將30-46份氧化鎂和16-24份粉煤灰混合均勻后加入上述混合溶液，充分均勻攪拌形成鎂氯水泥漿體。攪拌均勻的水泥漿體澆注成型，初凝后脫模，在空氣中養護至齡期。其中，使用氧化鎂的的鎂粉活性含量> 70.0%，氧化鎂的細度為120目篩篩余量< 2%。對制備出的鎂氯水泥樣品進行相應的檢測，并將檢測結果列于表I中。實施例3將12-18份波美度為Be25° -30°氯化鎂、0. 7-1. 3份磷酸溶于14-21份水中形成混合溶液，將30-46份氧化鎂加入上述混合溶液，充分均勻攪拌形成鎂氯水泥漿體。將攪拌均勻的水泥漿體澆注成型，初凝后脫模，在空氣中養護至齡期。其中，使用氧化鎂的的鎂粉活性含量>70.0%，氧化鎂的細度為120目篩篩余量<2%。對制備出的鎂氯水泥樣品進行相應的檢測，并將檢測結果列于表I中。實施例4將12-18份波美度為Be25° -30°氯化鎂、0. 7-1. 3份磷酸溶于14-21份水中形成混合溶液，將30-46份氧化鎂和16-24份粉煤灰混合均勻后加入上述混合溶液，充分均勻攪拌形成鎂氯水泥漿體。其中，使用氧化鎂的的鎂粉活性含量> 70. 0%，氧化鎂的細度為120目篩篩余量< 2%。將4-6. 5份苯乙烯-丙烯酸酯乳液和0. 4-0. 7份NF高效減水劑加入以100-130轉/分攪拌速度的鎂氯水泥漿體中，并均勻攪拌。加入苯乙烯-丙烯酸酯乳液及減水劑后攪拌速度保持100-130轉/分2-5分鐘，水泥凈漿的流動度控制在155-165_。將攪拌均勻的水泥漿體澆注成型，初凝后脫模，在空氣中養護至齡期。對制備出的鎂氯水泥樣品進行相應的檢測，并將檢測結果列于表I中。表I
添加劑浸水28小時軟化系數
實施例 1058.587.247.90.55
實施例2粉煤灰54.176.554.30.71
實施例 3磷酸27.459.356.30.95
實施例4復合改性劑48.6_715_64A_0.90從表I中可以看出，經復合改性的鎂氯水泥3天強度(48.6Mpa)與單摻磷酸(27. 4Mpa)有了大幅提高，高出21. 2MPa，接近摻20%粉煤灰的水泥強度，從而大大改變了磷酸改性早期強度低的缺陷；復合改性28天抗壓強度達71. 5Mpa，僅低于未改性水泥(85. 2Mpa) 13. 7Mpa，與摻20%粉煤灰的28天強度相當。最為重要的是復合改性的水泥石耐水性得到較大提高，其軟化系數達到0. 90，浸水28天后強度衰減極小，仍保持64. 4Mpa的高水平，遠高于單摻磷酸或粉煤灰的數值，綜合改性顯著。圖I和圖2分別是使用本發明提供的復合改性劑鎂氯水泥的斷面結構SEM圖和柱狀晶體SEM圖，從圖上所顯示復合改性水泥的斷面形貌，可以看出經復合改性后的氯氧鎂水泥結構更細密，洞隙更少，結構更加密實。粉煤灰的微集料和火山灰效應使得膠凝材料細化和密實，減少了水分子和鎂離子的擴散通道。磷酸的加入進一步促進了 5 I 8晶體由針桿狀向柱狀晶體轉變，改變了結晶接觸點的形態，提聞了晶相在水中的穩定性。圖3是使用本發明提供的復合改性劑鎂氯水泥經鹽酸溶液浸泡后的SEM圖。將復合改性樣品放在1%的鹽酸溶液中浸泡3個小時，在掃描電鏡下進行斷面觀察，發現聚合物苯丙乳液在鎂氯水泥中氣硬交聯聚合，它們在參與硬化的反應過程中，能對水化產物形成一定的膜防水層，對主晶相產生一定的包覆作用，同時在水泥石內部孔隙及毛細管內表面形成憎水薄膜，從而減少了水分子侵蝕，提高了主晶相的穩定性。以上對本發明的具體實施例進行了詳細描述，但其只是作為范例，本發明并不限制于以上描述的具體實施例。對于本領域技術人員而言，任何對本發明進行的等同修改和替代也都在本發明的范疇之中。因此，在不脫離本發明的精神和 范圍下所作的均等變換和修改，都應涵蓋在本發明的范圍內。
權利要求
1.一種鎂氯水泥中使用的復合改性劑，其特征在，包括以下各組分 粉煤灰16-24份；磷酸0. 7-1. 3份；苯こ烯-丙烯酸酯乳液4-6. 5份；NF高效減水劑0.4-0. 7 份。
2.根據權利要求I所述的復合改性劑，其特征在于，所述粉煤灰的容重<850kg/m3，粉煤灰0. 045mm的篩篩余量< 10. 0%。
3.根據權利要求I所述的復合改性劑，其特征在于，所述磷酸的含量>85%。
4.根據權利要求I所述的復合改性劑，其特征在于，所述苯こ烯-丙烯酸酯乳液的固含量為45-50%，玻璃化溫度50°C。
5.根據權利要求I所述的復合改性劑，其特征在于，所述NF高效減水劑的固體成分≥ 98%，pH 值為 7-9。
6.ー種使用上述任意權利要求所述復合改性劑的鎂氯水泥，其特征在于，包括以下各組分 氧化鎂30-46份；氯化鎂12-18份；水14-21份；粉煤灰16-24份；磷酸0. 7-1. 3份；苯こ烯-丙烯酸酯乳液4-6. 5份；NF高效減水劑0. 4-0. 7份。
7.一種制備如權利要求6所述鎂氯水泥的方法，其特征在于，包括以下順序步驟 步驟1，將氯化鎂、磷酸溶于水中形成混合溶液； 步驟2，將氧化鎂和粉煤灰混合均勻后加入上述混合溶液，充分均勻攪拌形成鎂氯水泥漿體； 步驟3，將苯こ烯-丙烯酸酯乳液和NF高效減水劑加入鎂氯水泥漿體，并均勻攪拌； 步驟4，將步驟3中攪拌均勻的水泥漿體澆注成型，初凝后脫模，在空氣中養護至齡期。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述氧化鎂的鎂粉活性含量>70. 0%，氧化鎂的細度為120目篩篩余量彡2%。
9.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述氯化鎂的波美度為Be25°-30°。
10.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，步驟3中氯鎂水泥漿體在100-130轉/分攪拌速度下加入苯こ烯-丙烯酸酯乳液及減水劑。
11.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，步驟3中加入苯こ烯-丙烯酸酯乳液及減水劑后攪拌速度保持100-130轉/分2-5分鐘，水泥凈漿的流動度控制在155-165mm。
全文摘要
本發明提供一種鎂氯水泥中使用的復合改性劑及使用該復合改性劑的鎂氯水泥和制備該鎂氯水泥的方法。本發明提供的復合改性劑對鎂氯膠凝材料進行復合改性，使得水泥的耐水性及早期強度均顯著提高，軟化系數達到0.90，浸水28天后抗壓強度衰減極小，仍保持64.4MPa的高水平，大大改變了磷酸改性早期強度低的缺陷，綜合改性效果顯著。
文檔編號C04B28/32GK102795803SQ20121021675
公開日2012年11月28日 申請日期2012年6月28日 優先權日2012年6月28日
發明者王路明 申請人:鹽城工學院