一种基于复合维生素的氧化镁缓凝剂、复合氧化镁及应用的制作方法

本发明属于水泥基材料外加剂技术领域，具体地说是一种基于复合型维生素的氧化镁缓凝剂、复合氧化镁及其应用。

背景技术：

轻烧氧化镁学名氧化镁，俗称菱苦土，是由菱镁矿在700～1000℃下煅烧得到，水化后体积会产生明显膨胀。在大体积水泥基材料中，水泥水化放热后期存在温度下降过程，产生收缩裂缝。掺入氧化镁能够有效补偿温降收缩，并使得整个体系产生微膨胀。轻烧氧化镁比表面积大、反应速度快，摆脱了重烧氧化镁活性低、反应慢的弊端，是补偿水泥收缩的理想材料。

但与此同时，轻烧氧化镁的反应速度受温度影响较大。在夏季高温的环境中，氧化镁水化速度较快，水化产生氢氧化镁在大体积水泥基材料内部未产生温降收缩时就会带来巨大的膨胀，使得水泥基材料产生裂缝。现有技术中，通常使用铺设冷凝管，预冷骨料等手段进行降温，需要额外的成本。缓凝剂是一种降低水化速度和水化热、延长凝结时间的外加剂。使用缓凝剂来调控氧化镁的水化速度，既可以保证工程的施工质量，又节约了成本。因此从实际工程中考虑，在高温的环境中，需要通过缓凝剂去减缓氧化镁的水化速度。目前常用缓凝剂按结构分主要有木质素磺酸盐类及其衍生物、纤维素衍生物、羟基羧酸及其盐类和无机类等，其中部分缓凝剂对水泥有缓凝作用，但是对于氧化镁的水化不起作用。

技术实现要素：

发明目的：本发明提供了一种基于复合维生素的氧化镁缓凝剂，能够显著延长氧化镁凝结时间，减缓氧化镁水化速度。本发明还提供了该缓凝剂与氧化镁合成的组合物。

技术方案：本发明所述的一种基于复合维生素的氧化镁缓凝剂，所述缓凝剂包含以下重量份组分：40～70份维生素c、10～20份维生素b1、10～20份维生素b2以及10～20份维生素b6。

优选地，所述缓凝剂包含以下重量份组分：40～55份维生素c、15～20份维生素b1、15～20份维生素b2以及15～20份维生素b6。

上述缓凝剂的制备方法为：将维生素c、维生素b1、维生素b2和维生素b6捣碎研磨成粉末，按照比例称取粉末，均匀混合，即得所需的氧化镁缓凝剂。

将上述缓凝剂用于制备氧化镁复合物，所述氧化镁复合物包含氧化镁以及上述缓凝剂，所述缓凝剂与氧化镁的质量百分比为0.1～0.2％。

优选地，所述氧化镁复合物由以下方法制备：将氧化镁以及缓凝剂与适量的水混合，得氧化镁复合物；所述氧化镁为轻烧氧化镁。

优选地，氧化镁、缓凝剂以及水混合的温度控制在0～50℃。

本发明的缓凝剂延缓氧化镁水化的作用机理为：维生素c和维生素b6的多羟基结构可显著地降低氧化镁的水化速度，起到缓凝效果；且维生素在碱性环境下易氧化分解，氧化生成羧基结构和亚硫酸盐等物质，同时具有羟基缓凝效果；复合维生素及其反应产物对氧化镁及氢氧化镁的吸附作用，改变了饱和溶液中晶胚生成的速度，从而减缓了氧化镁的水化速度，起到了很好地缓凝效果。

从以上的机理可看出，本发明的缓凝剂与氧化镁进行预混合，得到的氧化镁复合物能显著地降低氧化镁的水化速度，尤其是在高温环境下，在不加缓凝剂的情况下，轻烧氧化镁快速水化，水化产生氢氧化镁在大体积水泥基材料内部未产生温降收缩时就会带来巨大的膨胀，使得水泥基材料产生裂缝。

进一步地，上述的氧化镁复合物的应用于水泥基材料中，可显著地减少水泥基材料因为氧化镁水化速度较快而形成裂缝。

上述缓凝剂在水泥基材料中的具体应用步骤为：

(1)将缓凝剂和氧化镁加水进行预拌合，得到预拌合物；所述预拌合的加水量与氧化镁的质量比与水泥基材料中水泥的水灰比相同；

(2)将步骤(1)得到的预拌合物，掺入水泥基材料中。

优选地，步骤(1)中，所述预拌和的温度为0℃～50℃，预拌和后得到的预拌合物的储存温度为-10℃～30℃。

本发明所述的水泥基材料，该水泥基材料的原料包括上述缓凝剂以及氧化镁。

优选地，所述缓凝剂与氧化镁的质量百分比为0.1-0.2％，所述氧化镁为轻烧氧化镁。

有益效果：(1)本发明采用常用的维生素作为有效成分用作外加剂，维生素及其氧化产物和氧化镁反应后吸附在氧化镁表面，阻止了进一步水化，从而有效的降低了水化速度；(2)本发明缓凝剂能够显著延长轻烧氧化镁初终凝时间，适合在夏季高温的环境中使用；(3)本发明缓凝剂原料容易获取，制备工艺简单易行，安全无毒，思路创新，容易推广。

附图说明

图1为本发明缓凝剂对掺mgo水泥净浆60℃下的早期干燥收缩的影响。

具体实施方式

一、原料来源以及实验条件

1.1本发明中的“氧化镁”采用轻烧氧化镁，煅烧温度为700～1000℃。

1.2本发明中采用的维生素c、维生素b1、维生素b2以及维生素b6来源于维生素片，其中有效成分含量大于80％。

1.3实施例中的环境温度为25℃，水和氧化镁质量比为195：500。

二、样品制备

2.1缓凝剂的制备方法

将维生素c、维生素b1、维生素b2和维生素b6捣碎研磨成粉末，按照比例称取粉末，均匀混合，即得所需的氧化镁缓凝剂。

实施例1：按照2.1部分的方法，将维生素片碾碎研磨成粉末，按重量份计，取40份维生素c，20份维生素b1，20份维生素b2，20份维生素b6，均匀混合，得缓凝剂。

取氧化镁质量0.1％的缓凝剂和水溶解，加入氧化镁拌合，制成标准试件1，测得凝结时间，记录在表1。

实施例2：按照2.1部分的方法，将维生素片碾碎研磨成粉末，按重量份计，取55份维生素c，15份维生素b1，15份维生素b2，15份维生素b6，均匀混合，得缓凝剂。

取氧化镁质量0.1％的缓凝剂和水溶解，加入氧化镁拌合，制成标准试件2，测得凝结时间，记录在表1。

实施例3：按照2.1部分的方法，将维生素片碾碎研磨成粉末，按重量份计，取55份维生素c，15份维生素b1，15份维生素b2，15份维生素b6，均匀混合，得缓凝剂。

取氧化镁质量0.2％的缓凝剂和水溶解，加入氧化镁拌合，制成标准试件3，测得凝结时间，记录在表1。

对照1：不加入缓凝剂，氧化镁与水拌合，制成对照试件1，测得凝结时间，记录在表1。

本发明中氧化镁凝结时间测试方法参照gb/t1346-2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》的方法进行。

表1掺入本缓凝剂氧化镁试件和对照组的凝结时间对比

从表1的结果可以看出，当缓凝剂在氧化镁中的掺杂量为0.2％时，相比对照1，维生素缓凝剂能显著延长试样的凝结时间，初凝时间延长80.7％，终凝时间延长41.8％。本发明所制备的缓凝剂显著地延长了氧化镁初终凝时间，具有较好的缓凝效果，为需要延缓氧化镁水化速度的施工要求提供了保障。

三、在水泥基材料中的应用效果

实施例4：参照《jc_t603-2004水泥胶砂干缩试验方法》，取实施例2中的氧化镁缓凝剂，将配合比为水泥：水：氧化镁＝1：0.45：0.05的水泥净浆制成25mm×25mm×285mm的试件，其中一组掺入氧化镁质量的0.1％的实施例2制备的维生素缓凝剂，对氧化镁进行改性，另一组不做改性作为对照组，两端埋入铜头，脱模后放入20℃，95％相对湿度的养护箱中养护2d，而后放入60℃的干燥养护箱中养护，测得其早期干燥收缩，记录在图1。从图1可以看出，掺入了维生素缓凝剂的试件在1d时膨胀量较对照组小，2d时干燥收缩较对照组小，说明60℃下，维生素缓凝剂使得氧化镁的膨胀行为得到了延后，从而产生更多有效膨胀。