磷酸鈉鎂水泥基材料及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及水泥領域，具體地說，涉及一種磷酸鹽水泥基材料及其制備方法，所述水泥基材料包括混合干粉和水，所述的混合干粉和水的重量比為1000:130～220，所述的混合干粉包括磷酸二氫鈉、重燒氧化鎂、粉煤灰或同等物質、緩凝劑，混合干分中磷酸二氫鈉、重燒氧化鎂、粉煤灰或同等物質、緩凝劑的重量比為：250～340:300～450:200～600:10～45。本發明所述水泥基材料固化速度快，安全對人體無害，成本低。
【專利說明】磷酸鈉鎂水泥基材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及水泥領域，具體地說，涉及一種磷酸鹽水泥基材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 水泥基材料廣泛用于道路、橋梁、水池、墻、隧道和其他暴露于環境中、對強度有要 求的建筑。波特蘭水泥是傳統的水泥，由水、煅燒石灰和硅混合而成，生產簡單，易施工。但 是，原材料質量不穩定，具有高粘性，但難以實現泵送和噴射，且波特蘭水泥固化速率慢，凝 結時間可控性小。高固化速率材料在一些工程中的應用越來越多，快速固化水泥開始以磷 酸鹽多指磷酸二氫銨為主，在攪拌和成型過程中會釋放對身體有害的氨氣，給作業人員帶 來身體損害。
【發明內容】
[0003] 為解決上述問題，本發明提供一種成分安全環保、固化速度快的磷酸鈉鎂水泥基 材料及其制備方法。
[0004] 本發明所述的磷酸鈉鎂水泥基材料，包括混合干粉和水，所述的混合干粉和水的 重量比為1000:130?220,所述的混合干粉為磷酸二氫鈉、重燒氧化鎂、粉煤灰或同等物質 以及緩凝劑，混合干粉中磷酸二氫鈉、重燒氧化鎂、粉煤灰或同等物質、緩凝劑的重量比為： 250?340:300?450:200?600:10?45。其制備方法包括以下步驟：
[0005] 1)重燒氧化鎂、粉煤灰或同等物質與緩凝劑混合攪拌lmin ;
[0006] 2)加入磷酸二氫鈉繼續攪拌2min，
[0007] 3)加入水，攪拌2min ;
[0008] 4)將步驟3)得到的楽體倒入模具中，手動震動或振動臺震動60下，置于20±3°C 環境中，凝結30min后拆模；
[0009] 攪拌環境滿足：溫度為20 ± 3°C，相對濕度為（50 ± 5) % ;
[0010] 攪拌機器為NJ-160型水泥凈漿攪拌機。
[0011] 所述的磷酸鈉鎂水泥基材料還包括砂，所述混合干粉、砂和水的重量比為 1000:800?1000:130?220,其制備方法包括以下步驟：
[0012] 1)重燒氧化鎂、粉煤灰或同等物質與緩凝劑混合攪拌lmin ;
[0013] 2)加入砂繼續攪拌lmin ;
[0014] 3)加入磷酸二氫鈉繼續攪拌2min，
[0015] 4)加入水，繼續攪拌2min ;
[0016] 5)步驟4)得到的漿體倒入模具中，手動震動或振動臺震動60下，置于20±3°C環 境中，凝結30min后拆豐旲；
[0017] 攪拌環境滿足：溫度為20 ±3°C，相對濕度為（50 ±5) % ;
[0018] 攪拌機器為JJ-5行星式水泥膠砂攪拌機。
[0019] 所述砂為石英砂或普通河砂；石英砂的粒徑不大于0. 6_ ;普通河砂的細度模數 為2. 7,表觀密度為2630kg/m3。
[0020] 所述的粉煤灰或同等物質為顆粒狀物質，選自Si02、Ti02、A1203、Zr02、Cr203、滑 石、云母、高嶺土、偏高嶺土、白云石、鉻礦砂、渣塊、纖維素、硅灰和礦渣中的一種或多種。
[0021] 所述粉煤灰或同等物質的顆粒尺寸為納米級。
[0022] 所述的磷酸鈉鎂水泥基材料還包括添加劑，所述添加劑用量為混合干粉重量的 0. 1%?3. 0%，所述的添加劑為阻燃齊[J、纖維、乳化齊U、抗絮凝齊U、結合齊U、催化齊U、著色劑和 顏料、集料、硅質材料、氧化鐵、膠粘劑、塑化劑、修補聚合物，微硅灰、緩凝劑、表面軟化劑、 1?嶺土、養護劑、減水劑和引氣中的一種或多種。
[0023] 所述纖維選自下述材料中的一種或多種：聚丙烯纖維、聚酯纖維、聚乙烯醇纖維、 玻璃纖維、鋼纖維和碳纖維。
[0024] 與現有技術相比，本發明的有益效果是：（1)不釋放氨氣等有毒有害氣體，環保， 同時對人體無害，提高了作業環境中的安全指數；（2)固化速度快，所得到的水泥基材料質 量優良；（3)成本低，采用磷酸二氫鈉，成本相對降低；(4)所制備的材料的抗壓強度、粘結 度等性能優良。
【專利附圖】
【附圖說明】 圖1為實施例2中磷酸鈉鎂水泥基復合材料的干燥收縮性能圖； 其中，橫坐標為以天為單位的齡期，縱坐標是對應的應變值。
【具體實施方式】
[0025] 線面結合實施例對本發明做進一步解釋。
[0026] 實施例1
[0027] 本發明所述的磷酸鈉鎂水泥基材料，包括重燒氧化鎂、磷酸二氫鈉、粉煤灰、緩 凝劑組成的混合干粉，其中重燒氧化鎂、磷酸二氫鈉、粉煤灰、緩凝劑的重量分別為332g、 258g、400g、10g，混合干粉中加入水，混合干粉與水按照重量比1000:150混合。
[0028] 磷酸鹽為水化反應提供酸性環境和磷酸根離子，采用分析純磷酸二氫 鈉（NaH2P04);緩凝劑用于調整磷酸鈉鎂水泥的凝結時間，采用分析純四硼酸鈉 (Na2B407 · 10H20)。所述重燒氧化鎂重是由菱鎂礦（MgC03)經1500°C高溫煅燒而成，其主 要化學組成如表1所示。
[0029] 表1重燒MgO的主要化學組成（wt% )
[0030]
【權利要求】
1. 一種磷酸鈉鎂水泥基材料，包括混合干粉和水，其特征在于，所述的混合干粉和水的 重量比為1000:130?220,所述的混合干粉為磷酸二氫鈉、重燒氧化鎂、粉煤灰或同等物質 以及緩凝劑，混合干粉中磷酸二氫鈉、重燒氧化鎂、粉煤灰或同等物質、緩凝劑的重量比為： 250 ?340:300 ?450:200 ?600:10 ?45。
2. 根據權利要求1所述的磷酸鈉鎂水泥基材料，其特征在于，所述的磷酸鈉鎂水泥基 材料還包括砂，所述混合干粉、砂和水的重量比為1000:800?1000:130?220。
3. 根據權利要求2所述的磷酸鈉鎂水泥基材料，其特征在于，所述砂為石英砂或普通 河砂；石英砂的粒徑不大于〇. 6mm ;普通河砂的細度模數為2. 7,表觀密度為2630kg/m3。
4. 根據權利要求1或2所述的磷酸鈉鎂水泥基材料，其特征在于，所述的粉煤灰或同等 物質為顆粒狀物質，選自Si02、Ti02、A1203、Zr02、Cr203、滑石、云母、高嶺土、偏高嶺土、白 云石、鉻礦砂、漁塊、纖維素、娃灰和礦漁中的一種或多種。
5. 根據權利要求4所述的磷酸鈉鎂水泥基材料，其特征在于，所述粉煤灰或同等物質 的顆粒尺寸為納米級。
6. 根據權利要求1或2所述的磷酸鈉鎂水泥基材料，其特征在于，所述的磷酸鈉鎂水泥 基材料還包括添加劑，所述添加劑用量為混合干粉重量的0. 1 %?3. 0%，所述的添加劑為 阻燃劑、纖維、乳化劑、抗絮凝劑、結合劑、催化劑、著色劑和顏料、集料、硅質材料、氧化鐵、 膠粘劑、塑化劑、修補聚合物，微硅灰、緩凝劑、表面軟化劑、高嶺土、養護劑、減水劑和引氣 中的一種或多種。
7. 根據權利要求6所述的磷酸鈉鎂水泥基材料，其特征在于，所述纖維選自下述材料 中的一種或多種：聚丙烯纖維、聚酯纖維、聚乙烯醇纖維、玻璃纖維、鋼纖維和碳纖維。
8. 根據權利要求1所述的磷酸鈉鎂水泥基材料，其制備方法包括以下步驟： 1) 重燒氧化鎂、粉煤灰或同等物質與緩凝劑混合攪拌lmin ; 2) 加入磷酸二氫鈉繼續攪拌2min， 3) 加入水，攪拌2min ; 4) 將步驟3)得到的漿體倒入模具中，手動震動或振動臺震動60下，置于20±3°C環境 中，凝結30min后拆豐旲； 攪拌環境滿足：溫度為20 ±3°C，相對濕度為（50 ±5) % ; 攪拌機器為NJ-160型水泥凈漿攪拌機。
9. 根據權利要求2所述的磷酸鈉鎂水泥基材料，其制備方法包括以下步驟： 1) 重燒氧化鎂、粉煤灰或同等物質與緩凝劑混合攪拌lmin ; 2) 加入砂繼續攪拌lmin ; 3) 加入磷酸二氫鈉繼續攪拌2min， 4) 加入水，繼續攪拌2min ; 5) 步驟4)得到的漿體倒入模具中，手動震動或振動臺震動60下，置于20±3°C環境 中，凝結30min后拆豐旲； 攪拌環境滿足：溫度為20 ±3 °C，相對濕度為（50 ±5) % ; 攪拌機器為JJ-5行星式水泥膠砂攪拌機。
【文檔編號】C04B28/34GK104150858SQ201410346276
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月18日 優先權日:2014年7月18日
【發明者】蔣金洋, 孫偉, 金祖權, 張巧芬, 李政, 武勝萍 申請人:東南大學