[发明专利]一种矿物改性硫氧镁基复合胶凝材料

说明书

本发明公开的矿物改性硫氧镁基复合胶凝材料由轻烧氧化镁粉、七水硫酸镁、水、柠檬酸改性剂和矿物改性剂组成，其中，轻烧氧化镁粉与矿物改性剂的重量份数之和、七水硫酸镁的重量份数和水的重量份数的比值为532:246:216；轻烧氧化镁粉的重量份数x、柠檬酸改性剂的重量份数y、矿物改性剂的重量份数z满足关系式：y/(x+y)=0.004～0.01，z/(x+z)=0.05～0.1。矿物改性剂可减少碱式硫酸盐相和Mg(OH)₂的形成，同时具有微集料效应，使微观结构更加致密，并且可明显延迟柠檬酸改性硫氧镁基胶凝材料的水化进程，降低体系水化热，减少其早期水化导致内部温度应力。该胶凝材料具有较好的力学性能和耐水性，其早期抗折强度最大可达9.9MPa，耐水性最高可达0.91。

技术领域

本发明涉及一种建筑用胶凝材料，具体是一种矿物改性硫氧镁基复合胶凝材料。

背景技术

硫氧镁胶凝材料具有凝结硬化快、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中。但由于其耐水性差、强度不稳定等缺陷制约了其在土木工程领域的大量推广与应用。

Demediuk T等研究指出硫氧镁复合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晶体稳定存在。吴成友等研究一种氧化铝浸泡下的粉煤灰(ACFAR)能减少硫氧镁水泥中的孔隙并且促进其518相的形成，并没有开展研究粉煤灰对硫氧镁基体的影响机理。李振国和姜黎黎等人研究了粉煤灰掺量对硫氧镁胶凝材料抗压强度的影响，但并没有对其影响机理进行分析。吴成友等人研究表明，磷酸和磷酸盐及酒石酸均可以延长硫氧镁胶凝材料的凝结时间，提高其抗压强度。郑直等人研究也表明柠檬酸可延缓硫氧镁水泥的凝结时间，有效抑制硫氧镁水泥的收缩。刘欢颜等人研究表明随着柠檬酸质量分数的增加，硫氧镁胶凝材料的抗折抗压强度均有所增加。

综上可以看出，当前针对硫氧镁胶凝材料力学性能稳定性提高和耐水性改善及提高的研究还鲜有报道。鉴于此，本发明提出一种矿物改性硫氧镁基复合胶凝材料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种具有较好的力学性能和耐水性的矿物改性硫氧镁基复合胶凝材料。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种矿物改性硫氧镁基复合胶凝材料，该胶凝材料由轻烧氧化镁粉、七水硫酸镁、水、柠檬酸改性剂和矿物改性剂组成，其中，轻烧氧化镁粉与矿物改性剂的重量份数之和、七水硫酸镁的重量份数和水的重量份数的比值为532:246:216；将该胶凝材料中轻烧氧化镁粉的重量份数记为x，柠檬酸改性剂的重量份数记为y，矿物改性剂的重量份数记为z，则x、y和z满足关系式：y/(x+y)＝0.004～0.01，z/(x+z)＝0.05～0.1。

作为优选，所述的柠檬酸改性剂为柠檬酸或柠檬酸与水玻璃的混合物。

进一步地，所述的柠檬酸与水玻璃的混合物中，柠檬酸与水玻璃的重量比为1:2。

作为优选，所述的矿物改性剂为粉煤灰或矿粉。

进一步地，所述的粉煤灰为II级粉煤灰，所述的矿粉为S95矿粉。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明公开的矿物改性硫氧镁基复合胶凝材料中掺加有矿物改性剂，矿物改性剂可减少改性硫氧镁体系中碱式硫酸盐相和Mg(OH)₂的形成，同时具有微集料效应，从而使微观结构更加致密，并且可明显地延迟柠檬酸改性硫氧镁基胶凝材料(即CMOS胶凝材料)的水化进程，降低体系水化热，从而减少其早期水化导致内部温度应力。该矿物改性硫氧镁基复合胶凝材料具有较好的力学性能稳定性和耐水性，其早期抗折强度最大可达9.9MPa，耐水性最高可达0.91。