本發明涉及一種改性磷酸鎂水泥,屬于建筑材料技術領域,可用于結構修補及加固技術領域。
背景技術:
磷酸鎂水泥(MPC)是一種新型的無機膠凝材料,它兼具水泥和陶瓷的各種優異性能。磷酸鎂水泥凝結快,早期強度高,粘結性能好、收縮小、耐高溫性能及抗凍融性能好,被廣泛應用于混凝土結構加固修補方面。同時,磷酸鎂水泥因其抗菌性好和可降解等性能,也被廣泛應用于生物醫學領域。磷酸鎂水泥優異的性能源于內部物質之間酸堿中和反應后生成鳥糞石結構的產物,它放熱量高,釋放的熱能又進一步加速反應的進行,凝結時間很短。因此,磷酸鎂水泥早期強度增進率極高,能夠很好的用于應急修補及加固工程。然而,磷酸鎂水泥在實際應用中還存在很大弊端,主要因素有:(1)磷酸鎂水泥反應放熱量大,反應速度快,凝結時間短等因素很大程度上限制了其在工程領域的廣泛應用。(2)磷酸鎂水泥的水化反應屬于酸堿中和反應,早期強度增進率快,3d之內反應已基本完全,后期強度增進率小,在一些嚴酷環境下甚至出現強度降低的現象。因此,本發明提出了一種改性磷酸鎂水泥的制備方法,該方法能夠很好的控制磷酸鎂水泥的凝結時間,改善其后期強度增進率小的問題,能夠使磷酸鎂水泥更好的服務于修補加固等建筑工程,為磷酸鎂水泥的廣泛應用奠定基礎。
技術實現要素:
本發明要解決的技術問題是:針對磷酸鎂水泥凝結時間短和后期強度增進率低的問題,公布了一種改性磷酸鎂水泥。一種改性磷酸鎂水泥,包括主要組分和輔助組分。(一)主要組分(以質量百分比計量如下):(1)磷酸鎂水泥:70%-85%;(2)石膏:5%-10%;(3)粉煤灰:10%-20%(二)輔助組分(與主要組分質量之和的百分比)(1)醚化醇類改性劑:1%-5%;(2)緩凝劑:2%-5%;(3)保水劑:1%-3%;所述的磷酸鎂水泥為1600℃煅燒鎂砂與工業級磷酸二氫鉀的摩爾比為4.5/1的均勻混合物。所述石膏為磷石膏,比表面積250~350m2/kg。所述粉煤灰為循環流化床粉煤灰,比表面積700m2/kg以上。所述的醚化醇類改性劑為醚化甘油。所述緩凝劑為硼砂緩凝劑。所述保水劑為羥丙基甲基纖維素醚。所述的改性磷酸鎂水泥的制備方法,其制備步驟如下:①稱料:根據各組分的質量配比,精確稱取各組分,并在主要組份中加入輔助組分中的醚化醇類改性劑。②粉磨:將步驟①得到的物料置于球磨機中粉磨,至比表面積為500m2/kg-700m2/kg。③混料:將步驟②得到的混合物置于混料器中,按輔助組分中的質量百分比分別加入緩凝劑和保水劑,混合攪拌15min,得到所述改性磷酸鎂水泥。一種改性磷酸鎂水泥的制備工藝,其技術特點在于:該工藝以磷酸鎂水泥為基礎,并輔助醚化醇類改性劑對磷酸鎂水泥進行粉磨,從而改變磷酸鎂的顆粒級配,提高磷酸鎂顆粒表面能,增加顆粒表面的活性吸附點,使緩凝劑在磷酸鎂顆粒表面一層或多層的包裹膜,減緩水分子及氫離子向磷酸鎂顆粒內部的擴散速率,進而達到控制磷酸鎂水泥緩凝時間的問題。同時,保水劑的加入降低了反應過程中磷酸鎂水泥內部水分的流失,為體系內離子的持續擴散提供保障;它也可以增加體系中液體的粘度,降低內部離子的移動速度,降低反應速率。該方法得到的改性磷酸鎂水泥凝結時間可控,后期強度發展良好,具有廣泛的實用價值。具體實施方式為進一步體現出本發明所帶來的功效,下面結合具體應用案例對本發明進一步詳細說明。所述的磷酸鎂水泥為1600℃煅燒鎂砂與工業級磷酸二氫鉀的摩爾比為4.5/1的均勻混合物。所述石膏為磷石膏,比表面積250~350m2/kg。所述粉煤灰為循環流化床粉煤灰,比表面積700m2/kg以上。所述的醚化醇類改性劑為醚化甘油。所述緩凝劑硼砂緩凝劑。所述保水劑為羥丙基甲基纖維素醚。但不局限于上述限定。實例1:一種改性磷酸鎂水泥的制備,包括主要組分和輔助組分,以質量百分比計量如下:(一)主要組分(1)磷酸鎂水泥:70%;(2)磷石膏:10%;(3)粉煤灰:20%(二)輔助組分(與主要組分質量之和的百分比)(1)醚化醇類改性劑:1%;(2)緩凝劑:3%;(3)保水劑:1%;根據本方法制備的磷酸鎂水泥,制備步驟如下:①稱料:根據各組分的質量配比,精確稱取各組分,總量控制在5kg...