[发明专利]一种用于磷酸镁水泥的超细矿物掺合料

说明书

本发明公开了一种用于磷酸镁水泥的超细矿物掺合料，各组分及其所占质量百分比包括：磷渣粉50‑60％，超细粉煤灰微珠10‑30％，钢渣粉10‑20％，含氟矿渣粉5‑10％，膨胀剂3‑5％，分散剂1‑2％。本发明所述超细矿物掺合料可显著提高磷酸镁水性的流动性并延长凝结时间，表现出良好的工作性能，满足修补施工的要求；显著改善磷酸镁水泥的后期强度并可兼具优异的耐水性等其他耐久性能，有效保证磷酸镁水泥修补材料的使用性能及稳定性能；且涉及的原料来源广，成本低，可实现工业废渣的资源化利用，具有重要的经济和环境效益。

技术领域

本发明属于道路建筑材料技术领域，具体涉及一种用于磷酸镁水泥的超细矿物掺合料。

背景技术

磷酸镁水泥(MPC)是由氧化镁(MgO)、磷酸盐为主体，复合硼砂等缓凝组分按一定比例适配而成。与硅酸盐水泥相比，MPC具有凝结硬化速度极快、收缩小、养护简单等优点，使其更适用于混凝土工程快速修补领域，尤其是在混凝土路面小型修补。

然而，磷酸镁水泥在实际应用中还存在很多不足，主要体现在：1)磷酸镁水泥反应放热量大，反应速度快，凝结时间非常短，目前市场上主流的磷酸镁水泥修补材料可操作时间均小于30分钟，有些产品更低于10分钟，难以满足实际工程的需求；2)目前磷酸镁水泥的主要体系为MgO-NH₄H₂PO₄和MgO-KH₂PO₄，两个体系的水化产品均存在长期浸水溶出的问题，这使得磷酸镁水泥及修补材料普遍存在着耐水性差，在潮湿环境下强度倒缩的问题。

中国专利“一种超快硬道路修补材料”(公开号：CN1415573A)公开了一种采用氧化镁、磷酸二氢铵、粉煤灰、硼酸制备道路快速修补材料的方法。该方法制备出的修补材料早期强度高，凝结时间基本满足施工要求，但水化过程中磷酸二氢铵易释放刺激性氨气，污染环境，表面易形成气孔，不利于施工收平。中国专利“快硬早强磷酸镁混凝土及其制备方法”(公开号：CN101380518A)公开了采用氧化镁、磷酸盐、硼酸和粗细骨料加水配制道路快速修补混凝土的方法。该方法制备出的混凝土早强高强，体积稳定性能好，但具体施工中凝结过快，混合搅拌困难，施工难度大。中国专利“一种磷酸镁水泥基复合材料性能调节外加剂”(公开号：CN 105330197 B)公开了一种调节磷酸镁水泥性能的外加剂，其中采用氯盐作为调凝组分，但从其公开的实施例来看，初凝时间虽有所延长，但最长仅为15min，作为修补材料其操作时间仍然不足。

发明内容

本发明的主要目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于磷酸镁水泥的超细矿物掺合料，它以磷渣粉、含氟矿渣粉、钢渣粉和超细粉煤灰微珠为主要原料复配而成，可有效提高磷酸镁水性的流动性并延长凝结时间，并显著改善磷酸镁水泥的耐水性和后期强度等力学性能，且涉及的原料来源广，成本低，具有显著的经济和环境效益。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于磷酸镁水泥的超细矿物掺合料，各组分及其所占质量百分比包括：磷渣粉50-60％，超细粉煤灰微珠10-30％，钢渣粉10-20％，含氟矿渣粉5-10％，膨胀剂3-5％，分散剂1-2％。

上述方案中，所述磷渣粉是由电炉制取黄磷产生的工业废渣经粉磨制备而成，其P₂O₅含量不低于3wt％，可溶性氟化物含量不低于2wt％，表面积为500-600m²/kg。

上述方案中，所述超细粉煤灰微珠的平均粒径小于0.5μm，比表面积大于1000m²/kg，且不能采用通过粉磨技术制得的超细粉煤灰，以保持粉煤灰颗粒的球体形态，保证混凝土的流动性。

上述方案中，所述钢渣粉的比表面积为400-500m²/kg。