[发明专利]一种提高磷酸镁水泥基材料抗水性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磷酸镁水泥，特别涉及一种提高磷酸镁水泥基材料抗水性能的方法。

背景技术

磷酸镁水泥(MPC)是一种早强快硬的新型磷酸盐修补材料.与普通硅酸盐水泥相比,MPC具有低温凝结快、黏结强度高、干缩小、耐磨性和抗冻性良好等优点,被广泛应用于道路、桥梁、机场跑道的快速修补,以及有害和放射性物质的固化等,有着重要的民用和军事用途。磷酸镁水泥，主要由MgO、磷酸盐和缓凝剂按一定比例配制而成，具有凝结硬化快、早强高、热膨胀低及粘结性好等优点。作为性能优越的胶结材料，抗水性能是其应用推广的关键。但MPC抗水性能不足，在潮湿环境下，水泥石中的可溶性磷酸盐易溶出，留下疏松的孔隙结构，强度下降很快。此外，可能还存在磷酸镁氨(鸟粪石)相转变引起结构变化。抗水性能差、吸水后材料强度损失，使得MPC在工程应用中受到很大限制。已有多种提高MPC基材料抗水性能的尝试，如掺有机添加剂纤维素、HEA防水剂和聚合物乳液，无机添加剂硅溶胶、水玻璃、硅灰等。上述措施或者会降低MPC基材料的早期和后期强度、或者对MPC基材料抗水性能的改善效果有限。材料的抗水性能是其耐久性的根本，需要更有效的措施提高MPC基材料的抗水性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高磷酸镁水泥基材料抗水性能的方法，解决了现有技术中磷酸镁水泥基材料凝结快、水化热早期集中释放、早期水养护强度损失严重等技术问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种提高磷酸镁水泥基材料抗水性能的方法，包括以下步骤：

步骤一、取重烧氧化镁粉作为碱性组份，磷酸一铵作为酸性组份，并掺入多元复合缓凝剂，配制成磷酸镁水泥基材料粉料，其中，所述重烧氧化镁粉、磷酸一铵和多元复合缓凝剂的质量比依次为70～90:15～35:16～26；

步骤二、取所述步骤一制得的磷酸镁水泥基材料粉料，外掺化学添加剂制成磷酸镁水泥基材料浆体，所述化学添加剂包括硫酸镁和水，所述磷酸镁水泥基材料粉料、硫酸镁和水的质量比依次为100:1～2:12～18。

依照本申请较佳实施例所述的一种提高磷酸镁水泥基材料抗水性能的方法，所述化学添加剂还包括细骨料，所述磷酸镁水泥基材料粉料、硫酸镁、细骨料和水的质量比依次为100:1～2:100～150:12～18。

依照本申请较佳实施例所述的一种提高磷酸镁水泥基材料抗水性能的方法，在所述步骤一中，所述多元复合缓凝剂由冰醋酸和硼砂组成。

依照本申请较佳实施例所述的一种提高磷酸镁水泥基材料抗水性能的方法，在所述步骤一中，所述重烧氧化镁粉中MgO的质量分数≥95％，重烧氧化镁粉的比表面积为200～210m2/kg。

依照本申请较佳实施例所述的一种提高磷酸镁水泥基材料抗水性能的方法，在所述步骤一中，所述磷酸一铵为工业级磷酸一铵，该磷酸一铵的主粒度为70/4000～50/280目/μm。

依照本申请较佳实施例所述的一种提高磷酸镁水泥基材料抗水性能的方法，在所述步骤二中，所述硫酸镁为工业级硫酸镁。

依照本申请较佳实施例所述的一种提高磷酸镁水泥基材料抗水性能的方法，所述细骨料由1/3～1/2河砂组成。

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：

本发明提供一种提高磷酸镁水泥基材料抗水性能的方法，本方法制备的磷酸镁水泥基材料凝结时间可控、水化热分阶段释放、标准养护硬化体强度高和早期水养护硬化体强度损失小，该发明制备工艺简单、使用方便、节能环保、成本较低，具体内容如下：

1.本发明通过合理调节多元复合缓凝剂的组成结构和掺量，可调控磷酸镁水泥基材料的凝结时间在20～60min，水化热分阶段释放，解决了磷酸镁水泥基材料凝结快和施工可操作性差等问题。

2.本发明通过掺适量化学添加剂硫酸镁，提高磷酸镁水泥的早期水化程度，使磷酸镁水泥基材料硬化体的1d抗压强度较未掺硫酸镁的磷酸镁水泥基材料硬化体提高15～20％、90d浸水养护保留强度率提高5～10％。