改进的氯氧镁水泥（MOC）及其制造方法技术

一种包含活性阳离子有机硅烷乳液的氯氧镁水泥(MOC)及其制造方法。镁水泥(MOC)及其制造方法。镁水泥(MOC)及其制造方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改进的氯氧镁水泥(MOC)及其制造方法


[0001]本专利技术涉及建筑材料制造领域。特别地，本专利技术涉及改进的氯氧镁水泥(MOC)、制造其的方法、由其生产制品的方法和由其制造的制品。

技术介绍

[0002]氯氧镁氢氧化物水泥(MOC)(也称为氧化镁水泥或索雷尔水泥(Sorel cement))是非水硬性水泥，由Stanislaus Sorel于1867年首次制得。此后，其在建筑行业中得到了应用。其包含轻烧氧化镁(MgO)和氯化镁(MgCl2)水溶液，MgO与MgCl2溶液的重量比为2.5:1至3.5:1。
[0003]与波特兰水泥(Portland cement)产品相比，MOC在高强度、耐火性和声音性能方面展现出优良的性能。然而，非水硬性氯氧镁水泥(MOC)由于其亲水行为和由其多孔结构所产生的“可透气特性”而展现出缺少防水性，所以在建筑行业中MOC的应用受到限制。当将MOC放置在富含水分的环境中时，它会在其整个生命周期中逐步封存(sequester)二氧化碳。
[0004]水分会破坏镁水泥相的链式连接(chain
‑
link)结构，结果产生氢氧化镁(水镁石(brucite))和游离氯离子(Cl
‑
)。水镁石会与空气中的二氧化碳发生反应，且游离氯离子会与金属反应，导致钢腐蚀。此外，水分导致氯化镁在常规MOC产品上潮解，产生导致与MOC接触的任意钢材腐蚀的电解质。这也是常规MOC在长时间降解中的关键问题之一。
[0005]通过在组合物中使用改性剂，诸如硬脂酸盐、醋酸盐和酸(如磷酸)，或在成品上施加防水剂，来进行若干改性以提高MOC的防水性。迄今为止，用于MOC防水性的最有效的改性剂是磷酸盐。
[0006]然而，碳封存仍然是一个问题，并且迄今为止还没有令人满意的途径来防止在富含水分的环境中MOC中的碳封存。现有技术仅建议在固化过程期间加速碳化以获得早期强度而非防止长时间的降解。
[0007]在MOC的水化过程中，形成不同相的针状晶体结构。所需的晶体构成是在室温下稳定的第5相(下面的等式1)和第3相(下面的等2)，而其它余的第2相(2Mg(OH)2·
MgCl2·
4H2O)和第9相(9Mg(OH)2·
MgCl2·
5H2O)恢复为氢氧化镁，因为这些晶体结构在低于100℃的温度下不稳定。因此，第5相和第3相在室温下为MOC提供了最佳强度。
[0008]第5相：5MgO+MgCl2·
6H2O+7H2O＝5Mg(OH)2·
MgCl2·
8H2O
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等式1
[0009]第3相：3MgO+MgCl2.6H2O+5H2O＝3Mg(OH)2·
MgCl2·
8H2O
ꢀꢀ
等式2
[0010]由于其亲水行为，MOC通过基质的孔和毛细结构吸收水分。尽管与所有+其它相相比，第5相具有优越的机械性能，但在室温下长时间与水接触后，其会转变为第3相。结果，产生水镁石(Mg(OH)2)。
[0011]水镁石与来自空气中的CO2反应，形成氯碳酸镁(菱镁矿)
‑
(Mg(OH)2·
2MgCO3·
MgCl2·
6H2O)表面层
‑
也称为风化。这被称为MOC的碳封存(下面的等式3)。在水化过程期间增强碳化提供了材料强度的改进。然而，碳封存是MOC长时间的降解的主要原因之一。
[0012][0013]此外，水分向MOC基质中的侵入倾向于通过释放较高浓度的水镁石和游离氯离子而导致氯化镁盐的浸出。根据吸附理论，水分向MOC基质中的侵入导致氯离子通过形成电解质膜层而吸附在吸收体的表面上。如果所述吸收体是金属(如钢)，则氯离子有助于向金属扩散并破坏钝化的氧化物层，从而导致金属的腐蚀。
[0014]据报道，常规索雷尔水泥的两种类型
‑
氯氧镁水泥和硫氧镁水泥
‑
在与钢接触时显示出腐蚀问题。
[0015]本专利技术的一个目的在于提供一种在防水性、碳封存和耐腐蚀性方面更耐用的MOC。

技术实现思路

[0016]本专利技术提供了一种新型硅烷改性的氯氧镁水泥(SMMOC)，其目的在于防止MOC发生碳封存，使得在MOC的防水性、耐腐蚀性和抗碳封存上得到改善。
[0017]专利技术人已经发现，在水分存在下的化学反应也会在玻璃纤维网增强材料和MOC基质之间的界面处被激活。这导致结合的逐渐破坏和MOC基质强度的长时间的下降。
[0018]此外，本专利技术人的研究表明，由于水化放热，薄MOC面板会经历翘曲(cupping)和弯曲变形。本专利技术的目的之一在于在水化过程期间和产品的整个使用寿命期间控制薄面板的变形。
[0019]本专利技术的目的在于提供一种非降解水泥基质，其由于在高水分环境中降低碳封存和水分，以及防止与玻璃纤维增强材料的结合失效而具有相对长的有效寿命。因此，MOC的其它品质，诸如耐火性、耐腐蚀性、强度、吸水性等，通常会得到改善。
[0020]本专利技术人已经了解到，具有化学计量的精确比例的MgO和更高比例的水与MgCl2之比的组合物提供了更高的防水性。这些方法已经取得了一定程度的成功，但它们本身并不能解决与水分有关的所有问题。
[0021]本专利技术涉及防止MOC分子从潮湿环境中吸收水分后在连续反应中发生的离子交换，从而使MOC的降解在其使用寿命期间最小化。为此，可将一种新的水泥组合物，硅烷改性的氯氧镁水泥(SMMOC)，用于各种建筑和建设产品，在其使用寿命期间在耐久性、结构性能、尺寸稳定性、轻重量、耐火性、防水性和减少碳封存方面具有显著改进。
[0022]轻烧氧化镁和氯化镁水溶液的组合是常规索雷尔水泥的主要粘合剂。在本专利技术中，胶结材料用作附加粘合剂以增强水泥的胶结性质。选择低于45微米的附加胶结材料的粒径以在组合物中实现更好的微观结构构成。
[0023]进一步根据本专利技术，仔细计算MgO/MgCl2的摩尔比、其它固体材料的量和活性硅烷的量，以增强SMMOC基质免受水分侵入的保护。基于本专利技术之前的文献和实验数据，在SMMOC组合物中使用计算量的磷酸以降低水溶性，从而与现有技术MOC相比提高了防水性。
[0024]优选用于本专利技术的轻重量集料是具有本文指定的吸水范围和粒径的膨胀珍珠岩。所述膨胀珍珠岩提供了提高的SMMOC的耐火性和重量控制。
[0025]在本专利技术中，有机纤维，诸如稻壳，可以优选用于提高SMMOC的桥接强度。其还可以作为SMMOC的轻重量填料。膨胀蛭石(exfoliated vermiculite)(优选具有特定粒径和吸水
率)也可优选与稻壳结合使用以增强水泥的耐火性和降低比重。
[0026]由于膨胀珍珠岩和膨胀蛭石的多孔性质，其的吸水能力相对较高。这可以通过减少组合物中的水而影响SMMOC浆料的流动性。因此，优选非常仔细地指定膨胀珍珠岩和膨胀蛭石的吸水率的一致性，以实现可控的组合物。此外，当本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种氯氧镁水泥MOC，其含有活性阳离子有机硅烷乳液。2.根据权利要求1所述的MOC，还包括以下中的一种以上：轻烧氧化镁；六水合氯化镁；水泥工业副产品；和水。3.根据权利要求2所述的MOC，其中，轻烧氧化镁和六水合氯化镁的重量比在1.5至2.2的范围内。4.根据权利要求2所述的MOC，其中，MgO/MgCl2的摩尔比在8.0至11.0的范围内。5.根据前述权利要求中任一项所述的MOC，其中，所述轻烧氧化镁的MgO纯度为80％至98％，活性为60％至68％，并且比表面积为120m2/kg至150m2/kg。6.根据前述权利要求中任一项所述的MOC组合物，其中，基于干固体，所述轻烧氧化镁占所述MOC的40质量％至50质量％。7.根据前述权利要求中任一项所述的MOC组合物，其中，所述六水合氯化镁为晶体形式，具有97％至99％的纯度，并且基于干固体占所述MOC的18重量％至25重量％。8.根据前述权利要求中任一项所述的MOC，其中，所述MOC中所述硅烷乳液的质量(Msi)符合以下等式：其中，M
mo
为MgO的质量，M
mcl
为MgCl2晶体的质量，M
固体
为除MgO、MgCl2和水之外的MOC组合物的质量，ω为硅烷乳液中硅烷的固体浓度，以百分比表示。9.根据前述权利要求中任一项所述的MOC，其中，水以所述MOC组合物中总胶结材料的量的0.40至0.50倍的量存在。10.根据权利要求2所述的MOC，其中，所述工业副产品胶结材料是选自以下中的一种以上的材料：飞灰、硅灰、磨碎的粒化高炉渣。11.根据前述权利要求中任一项所述的MOC组合物，还包含膨胀珍珠岩。12.根据权利要求11所述的MOC组合...

【专利技术属性】
技术研发人员：钦，
申请(专利权)人：御壁科技有限公司，
类型：发明
国别省市：