一种高抗折硫氧镁基无机复合胶凝材料制造技术

本发明专利技术公开了一种高抗折硫氧镁基无机复合胶凝材料，由轻烧氧化镁粉、七水硫酸镁以及掺加的柠檬酸和硅灰组成，按重量份数计，该胶凝材料的组成为：轻烧氧化镁粉334～352份、七水硫酸镁146～154份、柠檬酸1.48～2.23份和硅灰19～37份；本发明专利技术硫氧镁基无机复合胶凝材料中掺加的柠檬酸起改性作用，硅灰起提高抗折强度和抗压强度作用；该硫氧镁基无机复合胶凝材料各个龄期具有优异的力学性能，其28天龄期的抗折强度达到了22～23MPa，比相同水灰比的普通硅酸盐水泥P.O425的抗折强度高出238%，而且所制备的标准胶砂试件的相应软化系数达到了0.85左右，这表明本发明专利技术高抗折硫氧镁基无机复合胶凝材料具有较高的耐水性，可完全适用于受水浸泡或处于潮湿环境的重要结构中。

High fracture resistant magnesium based inorganic composite cementing material

The invention discloses a high bending magnesium oxychloride based inorganic composite cementitious material, composed of light burned magnesia powder, seven Magnesium Sulfate water and adding citric acid and silica fume, by weight, the composition of the cementitious material: lightly-burned magnesia powder 334 - 352, seven Magnesium Sulfate water 146 - 154, citric acid 1.48 ~ 2.23 and 19 ~ 37 silica fume; the invention of magnesium oxysulfate based inorganic composite cementitious material in citric acid adding the modified effect of silica fume to increase the flexural strength and compressive strength; the magnesium oxychloride based inorganic composite cementitious materials of every age with excellent mechanical properties, the age of 28 day flexural strength reached 22 ~ 23MPa, the flexural strength of Portland cement P.O425 than the same water cement ratio is higher than 238%, the corresponding softening coefficient and the prepared standard mortar prepared specimens reached about 0.85, which indicates that the The high fracture resistant magnesium inorganic composite cement has high water resistance and can be applied to the water immersion or humid environment.

【技术实现步骤摘要】
一种高抗折硫氧镁基无机复合胶凝材料
本专利技术涉及一种建筑用胶凝材料，具体涉及一种高抗折硫氧镁基无机复合胶凝材料，该硫氧镁基无机复合胶凝材料各个龄期具有优异的力学性能，其28天龄期的抗折强度达到了22～23MPa，比相同水灰比的普通硅酸盐水泥P.O425的抗折强度高出238％，而且所制备的标准胶砂试件的相应软化系数达到了0.85左右，可完全适用于受水浸泡或处于潮湿环境的重要结构中。
技术介绍
硫氧镁水泥是用硫酸镁溶液作调和剂，由一定浓度的MgSO4溶液与轻烧MgO组成的MgO-MgSO4-H2O三元胶凝体系。该水泥具有凝结硬化快、早期强度高、粘结性好、不需要湿养护、导热性低、耐火性高、耐磨性好及耐腐蚀性优异等特点，且生产能耗低，制备工艺简单，可广泛应用于生产建筑轻质保温板、耐火材料、装饰装修材料及油井堵漏等工程，但由于其未改性前强度较低，制约了其在土木工程领域的推广与利用。硫氧镁基胶凝材料的力学强度稳定性及大小主要取决于其硬化后的水化产物的类型及其结晶相的相对含量。最早DemediukT等的研究指出在30°～120℃温度范围内硫氧镁基胶凝材料的硬化体中出现4种碱式硫氧镁晶体，其中常温下只有3Mg(OH)2·MgSO4·8H2O(318)相晶体稳定存在；KAHLEK等研究提出在饱和蒸汽养护条件下氧化镁粉与硫酸镁固定拌合比例5:1时，可以在硬化硫氧镁基胶凝材料内部才可以获得稳定存在的318相和5Mg(OH)2·MgSO4·3H2O(513)相。Urwongse,L,SorrellCA通过对硫氧镁水化体系中的晶体水化相进行的研究表明在常用的环境温度下水化体系中含有一定量的亚稳相115相、318相，含有不同结晶水的MgSO4晶体、Mg(OH)2及MgO，同时指出这种混合相的水化产物是造成硫氧镁基胶凝材料强度较低水稳定性差的主要原因。VincenzoMSglavo等研究发现在低温时，硫氧镁基胶凝材料体系中产生的物相是3相，而此时的硫氧镁基胶凝材料硬化后的力学性能较差，耐水性较好。罗建国等人曾对MgO-MgSO4-H2O胶凝体系进行过研究，XRD分析证明当初始原料中MgO-MgSO4-H2O＝6:1:12.3(摩尔比)，在25-40℃时，所形成的碱式盐水化物是3:1:8相。同时很多学者用水热合成法进行了硫氧镁水化物晶须的研究，在140-200℃的水蒸汽下，主要得到组成为2MgSO4·Mg(OH)2·2H2O和5Mg(OH)2·MgSO4.·3H2O或5Mg(OH)2·MgSO4·2H2O的长径比为10-40的晶须。邓德华提出了硫氧镁胶凝体系碱式盐生成机理，并提出了改性硫氧镁基胶凝材料体系的思路，并提出了磷酸及磷酸盐类外加剂可以促使硫氧镁水化体系中稳定的结晶相生成，从而可以显著提高其水稳性。可见，对硫氧镁基胶凝材料进行改性研究非常必要。邓德华等提出了硫氧镁胶凝体系碱式盐生成机理，并提出了改性硫氧镁基胶凝材料体系的思路；李振国等人研究表明当粉煤灰掺量从0％到50％时，硫氧镁基胶凝材料在养护一天后的抗压强度逐渐降低，并且粉煤灰影响硫氧镁基胶凝材料的抗压强度的效果还和水和硫酸镁的比例有关；吴成友研究得到当粉煤灰的掺量为40％时，硫氧镁水泥的抗压强度从56.89MPa下降到33.75MPa；姜黎黎等人表明粉煤灰颗粒的填充孔隙作用使得硫氧镁水泥硬化体更加密实，可提高硫氧镁水泥抗压强度。从以上研究可以看出，针对硫氧镁胶凝材料改性研究重点一直是其抗压强度，并将其与传统的硅酸盐水泥的抗压强度进行比较。而针对矿物掺和料对硫氧镁胶凝材料性能的影响的研究报道还十分有限。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种高抗折硫氧镁基无机复合胶凝材料，该硫氧镁基无机复合胶凝材料各个龄期具有优异的力学性能，其28天龄期的抗折强度达到了22～23MPa，比相同水灰比的普通硅酸盐水泥P.O425的抗折强度高出238％，而且所制备的标准胶砂试件的相应软化系数达到了0.85左右，这表明本专利技术高抗折硫氧镁基无机复合胶凝材料具有较高的耐水性，可完全适用于受水浸泡或处于潮湿环境的重要结构中。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种高抗折硫氧镁基无机复合胶凝材料，该胶凝材料由轻烧氧化镁粉、七水硫酸镁以及掺加的柠檬酸和硅灰组成，按重量份数计，该胶凝材料的组成为：轻烧氧化镁粉334～352份、七水硫酸镁146～154份、柠檬酸1.48～2.23份和硅灰19～37份。本专利技术硫氧镁基无机复合胶凝材料，在轻烧氧化镁粉和七水硫酸镁中掺加有特定含量的柠檬酸和硅灰，柠檬酸起改性作用，硅灰起提高抗折强度和抗压强度作用，赋予本专利技术硫氧镁基无机复合胶凝材料优异的力学性能。实验检测表明，硅灰的加入并没有生成新的物相，也没有促进某一物相的增多，而是提高了本专利技术柠檬酸改性硫氧镁基无机复合胶凝材料微细观结构的致密性，从而使其抗折强度和抗压强度大幅提高，并且使所制备的材料的耐水性得到了一定程度的提高。本专利技术硫氧镁基无机复合胶凝材料各个龄期具有优异的力学性能，其28天龄期的抗折强度达到了22～23MPa，比相同水灰比的普通硅酸盐水泥P.O425的抗折强度高出238％，而且所制备的标准胶砂试件的相应软化系数达到了0.85左右，这表明本专利技术高抗折硫氧镁基无机复合胶凝材料具有较高的耐水性，可完全适用于受水浸泡或处于潮湿环境的重要结构中。作为优选，所述的轻烧氧化镁粉与所述的七水硫酸镁的摩尔比为14:1。轻烧氧化镁粉与七水硫酸镁的摩尔比特定的摩尔比，可保证本专利技术硫氧镁基无机复合胶凝材料优异力学性能的实现。作为优选，所述的硅灰的掺加量为所述的轻烧氧化镁粉的重量的5.2～11.5wt％，所述的柠檬酸的掺杂量为所述的轻烧氧化镁粉和所述的硅灰的总重量的0.4～0.6wt％。硅灰和柠檬酸的掺加量直接影响了柠檬酸改性硫氧镁基无机复合胶凝材料的力学性能和耐水性，上述掺加量是优选的掺加量。作为优选，按重量份数计，该胶凝材料的组成为：轻烧氧化镁粉352份、七水硫酸镁154份、柠檬酸1.9份和硅灰19份。作为优选，按重量份数计，该胶凝材料的组成为：轻烧氧化镁粉334份、七水硫酸镁146份、柠檬酸1.9份和硅灰37份。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术涉及一种柠檬酸改性硫氧镁基无机复合胶凝材料，该硫氧镁基无机复合胶凝材料，在轻烧氧化镁粉和七水硫酸镁中掺加有特定含量的柠檬酸和硅灰，柠檬酸起改性作用，硅灰起提高抗折强度和抗压强度作用。微观物相分析表明，硅灰的加入并没有生成新的物相，也没有促进某一物相的增多，而是提高了本专利技术柠檬酸改性硫氧镁基无机复合胶凝材料微细观结构的致密性，从而使其抗折强度和抗压强度大幅提高，并且使所制备的材料的耐水性得到了一定程度的提高。本专利技术硫氧镁基无机复合胶凝材料各个龄期具有优异的力学性能，其28天龄期的抗折强度达到了22～23MPa，比相同水灰比的普通硅酸盐水泥P.O425的抗折强度高出238％，而且所制备的标准胶砂试件的相应软化系数达到了0.85左右，这表明本专利技术高抗折硫氧镁基无机复合胶凝材料具有较高的耐水性，可完全适用于受水浸泡或处于潮湿环境的重要结构中。附图说明图1为所用轻烧氧化镁粉的XRD物相图谱；图2为所用轻烧氧化镁粉的颗粒级配分布图；图3为在标准养本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高抗折硫氧镁基无机复合胶凝材料，其特征在于该胶凝材料由轻烧氧化镁粉、七水硫酸镁以及掺加的柠檬酸和硅灰组成，按重量份数计，该胶凝材料的组成为：轻烧氧化镁粉334～352份、七水硫酸镁146～154份、柠檬酸1.48～2.23份和硅灰19～37份。

【技术特征摘要】
1.一种高抗折硫氧镁基无机复合胶凝材料，其特征在于该胶凝材料由轻烧氧化镁粉、七水硫酸镁以及掺加的柠檬酸和硅灰组成，按重量份数计，该胶凝材料的组成为：轻烧氧化镁粉334～352份、七水硫酸镁146～154份、柠檬酸1.48～2.23份和硅灰19～37份。2.根据权利要求1所述的一种高抗折硫氧镁基无机复合胶凝材料，其特征在于所述的轻烧氧化镁粉与所述的七水硫酸镁的摩尔比为14:1。3.根据权利要求1所述的一种高抗折硫氧镁基无机复合胶凝材料，其特征在于所述的硅灰的掺加量为所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱杰兆，巴明芳，薛涛，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33