一种碱式硫酸镁水泥混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种碱式硫酸镁水泥混凝土，述碱式硫酸镁水泥混凝土由包括以下质量份数的组分制备而成：碱式硫酸镁水泥300

【技术实现步骤摘要】
一种碱式硫酸镁水泥混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及混凝土的
，尤其是涉及一种碱式硫酸镁水泥混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]碱式硫酸镁水泥，简称BMSC，一种在硫氧镁水泥和氯氧镁水泥的研究基础上进一步发展的一种新型镁质胶凝材料。
[0003]BMSC的主要成分包括轻烧氧化镁、不同结晶水的硫酸镁和一定量的化学外加剂，当使用时加水搅拌即可。该种水泥在水化过程中，水分子会与氧化镁反应形成有机
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镁络合物层；之后，络合物层会与水泥中游离的镁离子、硫酸根离子和氢氧根离子相反应形成5Mg(OH)2
·
MgSO4
·
7H2O(5.1.7相晶核)。通过BMSC材料制得的混凝土具有快凝、低碱、耐磨、环保等诸多的优点。
[0004]氧化镁是BMSC中的重要组分，由于煅烧工艺的影响，氧化镁中多少会含有一定的过烧氧化镁。而过烧氧化镁的水化活性低、水化迟缓，因而容易造成混凝土初步固化后，过烧氧化镁持续水化，造成水泥膨胀，进而造成混凝土破裂。

技术实现思路

[0005]为了减小碱式硫酸镁水泥混凝土发生破裂的可能性，本申请提供一种碱式硫酸镁水泥混凝土及其制备方法:一种碱式硫酸镁水泥混凝土，其特征在于：所述碱式硫酸镁水泥混凝土由包括以下质量份数的组分制备而成：碱式硫酸镁水泥300
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400份；粗骨料900
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1150份；细骨料650
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750份；填料80
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200份；所述填料包括多孔颗粒，所述多孔颗粒的孔隙内填充有可降解组分,所述可降解组分包括质量比例为10：1的降解树脂和用于加速树脂降解的氧化剂。
[0006]通过采用上述技术方案，氧化镁在制备过程中由于煅烧工艺的影响，会不可避免的出现部分过烧氧化镁组分。过烧氧化镁与轻烧氧化镁相比，其晶粒更大、晶型更为圆润、晶型表面更为平整。因此，过烧氧化镁的水化活性远低于轻烧氧化镁，其水化反应的进行也较为迟缓，容易在混凝土固化后造成水泥组分膨胀，进而造成混凝土破裂。
[0007]通过在混凝土内添加有多孔颗粒，并在多孔颗粒内添加有可降解组分。由于混凝土在初期搅拌混合的过程中，水泥处于浆体状态，很容易流入多孔颗粒的孔隙内，造成孔隙堵塞。而设置有可降解的填料，可以避免混凝土早期混合过程中水泥浆体流入多孔颗粒的孔隙内。
[0008]当混凝土初步固化后，可降解组分会逐步降解，使得多孔颗粒的孔隙呈现空腔状
态。而此时过烧氧化镁也会逐渐水化，并导致水泥发生微小的膨胀形变。多孔颗粒此时所提供的空腔可以给水泥一定的膨胀空间，从而缓解水泥膨胀带给混凝土作用力，进而减小混凝土在后期凝结后发生破裂的可能性，保证了碱式硫酸镁水泥混凝土的结构强度。
[0009]降解树脂的在自然环境中降解速度大约在3
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6个月降解完成，并完全降解为二氧化碳和水，对环境无毒无害。由于降解树脂的降解原理主要是通过微生物降解和催化氧化完成的，通过在可降解组分中添加一定量的氧化剂，可以加速降解树脂的降解速度，使得多孔颗粒的孔隙可以更早的腾出用于水泥的形变。
[0010]优选的，所述降解填料内还混合有碳酸氢钠粉末或碱式碳酸铜粉末。
[0011]通过采用上述技术方案，由于混凝土的混合是一个放热的过程，碳酸氢钠粉末和碱式碳酸铜粉末都属于受热易分解的固体颗粒物。并且碳酸氢钠粉末和碱式碳酸铜粉末在分解过程中均会产生一定量的水和二氧化碳，一方面，腾出了部分多孔颗粒的孔隙空间；另一方面，二氧化碳的生成也可以使混凝土内出现少量的气泡。在混凝土固化凝结后，气泡也可以提供一定的膨胀空间，进一步减小了混凝土发生破裂的可能性。
[0012]优选的，所述多孔颗粒选自铝合金多孔颗粒、镁合金多孔颗粒、锌合金多孔颗粒的一种或多种。
[0013]通过采用上述技术方案，铝合金多孔颗粒、镁合金多孔颗粒、锌合金多孔颗粒，通过使用上述几种多孔颗粒可以实现可降解组分的吸附和运载，并在混凝土固化成形后提供给水泥一定的膨胀空间。
[0014]优选的，所述多孔颗粒粒径为1cm
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2cm，所述多孔颗粒孔隙度为60％
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90％，所述多孔颗粒的孔隙孔径为3mm
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5mm。
[0015]通过采用上述技术方案，将多孔颗粒的粒径设置在1cm
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2cm使得多孔颗粒的粒径大小与粗骨料的粒径相仿，更大的粒径可以保证多孔颗粒的吸附能力。而多孔颗粒的孔隙度设为60％
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90％，多孔颗粒的孔隙孔径设为3mm
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5mm，使得多孔颗粒的表面能够呈现更多的孔隙，进一步提升了多孔颗粒的吸附和运载能力，使得单个多孔颗粒能够提供更多的膨胀空间用于水泥的后期膨胀。
[0016]优选的，所述式硫酸镁水泥混凝土还包括质量份数为50
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100份的网状纤维，所述网状纤维选自钢纤维、植物纤维、玻璃纤维中的一种。
[0017]通过采用上述技术方案，加入网状纤维可以增强混凝土的整体强度。同时，由于多孔颗粒内填充有降解树脂、碳酸氢钠颗粒和碱式碳酸铜颗粒，三中物质在分解过程中都会产生气体，这会导致多孔颗粒容易在混凝土内发生运动。而运动活性高容易导致混凝土与多孔颗粒之间的连接强度降低，进而减小混凝土的整体强度。通过添加有网状纤维，网状纤维两端的纤维单丝会相互牵扣并与多孔颗粒形成较强的作用力，而网状纤维在混凝土内的三维立体分布又能将多孔颗粒固定在混凝土内，保证多孔颗粒在混凝土内的稳定性。
[0018]优选的，所述碱式硫酸镁水泥由包括以下的质量比例的组分制备而成：氧化镁45％
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55％；硫酸镁18
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22％；矿物掺合料20％
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24％；外加剂2％
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4％；所述氧化镁的制备工艺包括以下步骤：
S1、将煅烧所得的块状氧化镁物料进行初步粉碎；S2、向步骤S1初步粉碎后的氧化镁物料进行浓硫酸雾化喷淋处理，直至氧化镁物料表面出现凹陷。
[0019]S3、将步骤S2处理后的氧化镁物料清洗并干燥，最后进一步粉碎，得到氧化镁粉末成品。
[0020]通过采用上述技术方案，通过步骤S2中的浓硫酸喷淋的处理，使得氧化镁物料的表面受浓硫酸腐蚀出现凹陷。从而使得氧化镁物料的表面不平整，进而提升了氧化镁物料的比表面积和表面活性。过烧氧化镁与浓硫酸反应后，会提升其活性，尽早进行水化反应，减小因水化反应过于迟缓对混凝土造成的损伤。
[0021]同时，选用浓硫酸是考虑到碱式硫酸镁水泥组分中本身就含有硫酸镁，而氧化镁与浓硫酸的反应产物为硫酸镁，不会引入杂质影响水泥的质量。并且考虑到硫酸镁产物的生成，因此将氧化镁的组分占比略微提升，硫酸镁的组分占比略微下降，以维持各组分物料占比的平衡。
[0022]优选的，所述外加剂包括以下质量比例的组分：柠檬酸12％
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25％；磷酸35％
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碱式硫酸镁水泥混凝土，其特征在于：所述碱式硫酸镁水泥混凝土由包括以下质量份数的组分制备而成：碱式硫酸镁水泥300
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400份；粗骨料900
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1150份；细骨料650
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750份；填料80
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200份；所述填料包括多孔颗粒，所述多孔颗粒的孔隙内填充有可降解组分,所述可降解组分包括质量比例为10：1的降解树脂和用于加速树脂降解的氧化剂。2.根据权利要求1所述的一种碱式硫酸镁水泥混凝土，其特征在于：所述可降解组分还包括有碳酸氢钠粉末和碱式碳酸铜粉末。3.根据权利要求2所述的一种碱式硫酸镁水泥混凝土，其特征在于：所述多孔颗粒选自铝合金多孔颗粒、镁合金多孔颗粒、锌合金多孔颗粒的一种或多种。4.根据权利要求3所述的一种碱式硫酸镁水泥混凝土，其特征在于：所述多孔颗粒粒径为1cm
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2cm，所述多孔颗粒孔隙度为60%
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90%，所述多孔颗粒的孔隙孔径为3mm
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5mm。5.根据权利要求1所述的一种碱式硫酸镁水泥混凝土，其特征在于：所述碱式硫酸镁水泥混凝土还包括质量份数为50
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100份的网状纤维，所述网状纤维选自钢纤维、植物纤维、玻璃纤维中的一种或多种。6.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：高峰，朱华，高小军，
申请(专利权)人：杭州金鼎实业有限公司，
类型：发明
国别省市：