一种耐水型磷酸镁水泥及其制备方法

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种耐水型磷酸镁水泥的制备方法。


背景技术：

磷酸镁水泥是一种由重烧氧化镁、可溶性磷酸盐和水等混合而成的新型胶凝材料，具有凝结速度快、早期强度高、粘结性能好、耐磨性好、抗冻性好等优点，主要应用于路面的快速修补、有害物质的固化以及制备涂层材料等，其中作为路面快速修补材料应用最为广泛。然而，浸水条件下磷酸镁水泥会发生强度倒缩现象。虽然磷酸镁水泥通常不在浸水条件下使用，但是作为路面快速修补材料在潮湿或者雨水充足地区使用必将对其耐久性造成不利影响，这从而在一定程度上限制了其应用与推广。而如何有效的处理福寿螺，解决福寿螺泛滥的问题，同时还能带来一定的应用价值，是迫切需要研究的。公开号为cn 104591570 a的发明专利，公开了一种耐水性磷酸镁水泥及其应用，其包括下列组分：重烧氧化镁、磷酸盐、矿渣，其采用矿渣细化水泥孔结构，降低孔隙率，增强耐水型，但是其仍未解决上述如何有效的解决福寿螺泛滥的问题。


技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种耐水型磷酸镁水泥的制备方法，以解决如何有效的解决福寿螺泛滥的问题，并且能改善浸水条件下磷酸镁水泥的强度倒缩现象。基于上述目的，本发明提供了一种耐水型磷酸镁水泥，包括如下重量百分比的各组分：重烧氧化镁46.6％～61.6％、可溶性磷酸盐18.1％～23.9％、硼砂1.7～2.2％、福寿螺壳粉0～20.2％和水12.3％～13.8％。所述重烧氧化镁是将菱镁矿经过1400～1800℃煅烧1～4小时制备而成。所述可溶性磷酸盐是纯度大于98％的工业级磷酸二氢铵和/或磷酸二氢钾。所述硼砂为纯度大于95％的工业级硼砂。所述福寿螺壳粉的比表面积是200～1000m2/kg。所述耐水型磷酸镁水泥的制备方法，包括如下步骤：(1)按配方量将可溶性磷酸盐和硼砂溶于水，搅拌至充分溶解，以形成混合液a；(2)按配方量将重烧氧化镁和福寿螺壳粉混合均匀以形成混合料b；(3)将混合液a和混合料b依次进行混合、搅拌、出料、振捣、脱模和养护；得到耐水型磷酸镁水泥。所述振捣的方法是振实台上模具里分两层振实，每层振实30次。所述养护的方法是空气环境养护28天，空气环境的温度为18-22℃，相对湿度为55-65％。所述搅拌的时间为3分钟，转速为57-67转/分钟。
所述制备方法还包括对耐水型磷酸镁水泥浸泡于水中的步骤。通过将硬化后的磷酸镁水泥浸泡在水中，进行浸水条件下磷酸镁水泥耐水性试验。本发明的有益效果：本发明通过合理利用福寿螺壳粉，解决了福寿螺泛滥的问题从而“变废为宝”，并且通过福寿螺壳粉与硬化的磷酸镁水泥中剩余的可溶性磷酸盐生成磷酸氢钙，减少可溶性磷酸盐的溶出及其填充效应，从而改善浸水条件下磷酸镁水泥的强度倒缩现象，提高了福寿螺壳粉的经济附加值，减小了福寿螺对生态环境的破坏。本发明中的福寿螺壳粉，既有效填充了磷酸镁水泥硬化过程中产生的孔隙抑制水分的侵入，也通过福寿螺粉与磷酸镁水泥中剩余的可溶性磷酸盐生成磷酸氢钙减少可溶性磷酸盐的溶出，从而提高浸水条件下磷酸镁水泥的耐水性。本发明是一种绿色、环保、可持续发展材料技术，从技术层面上提高磷酸镁水泥的耐水性，具有重要的社会价值和工程应用价值。本发明还能解决潮湿或者雨水充足地区磷酸镁水泥作为路面快速修补材料耐水性差的问题，对磷酸镁水泥的推广使用具有重要的科学价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明浸水条件下不同掺量福寿螺壳粉对磷酸镁水泥抗压强度的影响。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。实施例1一种耐水型磷酸镁水泥，按重量百分比计算，其组分为：重烧氧化镁60.5％、可溶性磷酸盐23.5％、硼砂2.2％、福寿螺壳粉0、水13.8％。本实施例的耐水型磷酸镁水泥的制备方法，包括如下步骤：(1)按耐水型磷酸镁水泥的重量百分比称量磷酸二氢钾、硼砂和水，并将磷酸二氢钾和硼砂溶于水，搅拌至充分溶解；(2)按耐水型磷酸镁水泥的重量百分比称量重烧氧化镁；(3)将步骤(1)制备的混合液和步骤(2)称量的重烧氧化镁混合、转速为62
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5转/分钟搅拌3分钟、出料倒入模具、振实台上模具里分两层振实且每层振实30次振捣、脱模和空气环境(温度20
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2℃，相对湿度60
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5％)养护28天；(4)将硬化后的磷酸镁水泥浸泡在水中，进行浸水条件下磷酸镁水泥耐水性试验，在0、3、7、28和90天进行抗压强度测试。图1包含浸水条件下不同龄期未掺入福寿螺壳粉的磷酸镁水泥的抗压强度(实施
例1)。实施例2一种耐水型磷酸镁水泥，按重量百分比计算，其组分为：重烧氧化镁55.0％、可溶性磷酸盐21.4％、硼砂2.0％、福寿螺壳粉7.8％、水13.8％。其中，福寿螺壳粉的比表面积是624m2/kg。一种耐水型磷酸镁水泥的制备方法，包括如下步骤：(1)按耐水型磷酸镁水泥的重量百分比称量磷酸二氢钾、硼砂和水，并将磷酸二氢钾和硼砂溶于水，搅拌至充分溶解；(2)按耐水型磷酸镁水泥的重量百分比称量重烧氧化镁和福寿螺壳粉，将重烧氧化镁和福寿螺壳粉混合均匀；(3)将步骤(1)制备的混合液和步骤(2)制备的混合料混合、转速为62
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5转/分钟搅拌3分钟、出料倒入模具、振实台上模具里分两层振实且每层振实30次振捣、脱模和空气环境(温度20
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2℃，相对湿度60
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5％)养护28天；(4)将硬化后的磷酸镁水泥浸泡在水中，进行浸水条件下磷酸镁水泥耐水性试验，在0、3、7、28和90天进行抗压强度测试。图1包含浸水条件下不同龄期7.8％福寿螺壳粉的磷酸镁水泥的抗压强度(实施例2)。实施例3一种耐水型磷酸镁水泥，按重量百分比计算，其组分为：重烧氧化镁50.4％、可溶性磷酸盐19.6％、硼砂1.8％、福寿螺壳粉14.4％、水13.8％。其中，福寿螺壳粉的比表面积是624m2/kg。一种耐水型磷酸镁水泥的制备方法，包括如下步骤：(1)按耐水型磷酸镁水泥的重量百分比称量磷酸二氢钾、硼砂和水，并将磷酸二氢钾和硼砂溶于水，搅拌至充分溶解；(2)按耐水型磷酸镁水泥的重量百分比称量重烧氧化镁和福寿螺壳粉，将重烧氧化镁和福寿螺壳粉混合均匀；(3)将步骤(1)制备的混合液和步骤(2)制备的混合料转速为62
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5转/分钟搅拌3分钟、出料倒入模具、振实台上模具里分两层振实且每层振实30次振捣、脱模和空气环境(温度20
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2℃，相对湿度60
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5％)养护28天；(4)将硬化后的磷酸镁水泥浸泡在水中，进行浸水条件下磷酸镁水泥耐水性试验，在0、3、7、28和90天进行抗压强度测试。
28.图1包含浸水条件下不同龄期14.4％福寿螺壳粉的磷酸镁水泥的抗压强度(实施例3)。实施例4一种耐水型磷酸镁水泥，按重量百分比计算，其组分为：重烧氧化镁46.6％、可溶性磷酸盐18.1％、硼砂1.6％、福寿螺壳粉19.9％、水13.8％。其中，福寿螺壳粉的比表面积是624m2/kg。一种耐水型磷酸镁水泥的制备方法，包括如下步骤：(1)按耐水型磷酸镁水泥的重量百分比称量磷酸二氢钾、硼砂和水，并将磷酸二氢
钾和硼砂溶于水，搅拌至充分溶解；(2)按耐水型磷酸镁水泥的重量百分比称量重烧氧化镁和福寿螺壳粉，将重烧氧化镁和福寿螺壳粉混合均匀；(3)将步骤(1)制备的混合液和步骤(2)制备的混合料转速为62
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5转/分钟搅拌3分钟、出料倒入模具、振实台上模具里分两层振实且每层振实30次振捣、脱模和空气环境(温度20
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5％)养护28天；(4)将硬化后的磷酸镁水泥浸泡在水中，进行浸水条件下磷酸镁水泥耐水性试验，在0、3、7、28和90天进行抗压强度测试。图1包含浸水条件下不同龄期19.9％福寿螺壳粉的磷酸镁水泥的抗压强度(实施例4)。实施例5一种耐水型磷酸镁水泥，按重量百分比计算，其组分为：重烧氧化镁55.0％、可溶性磷酸盐21.4％、硼砂2.0％、福寿螺壳粉7.8％、水13.8％。其中，福寿螺壳粉的比表面积是419m2/kg。一种耐水型磷酸镁水泥的制备方法，包括如下步骤：(1)按耐水型磷酸镁水泥的重量百分比称量磷酸二氢钾、硼砂和水，并将磷酸二氢钾和硼砂溶于水，搅拌至充分溶解；(2)按耐水型磷酸镁水泥的重量百分比称量重烧氧化镁和福寿螺壳粉，将重烧氧化镁和福寿螺壳粉混合均匀；(3)将步骤(1)制备的混合液和步骤(2)制备的混合料混合、转速为62
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5转/分钟搅拌3分钟、出料倒入模具、振实台上模具里分两层振实且每层振实30次振捣、脱模和空气环境(温度20
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2℃，相对湿度60
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5％)养护28天；(4)将硬化后的磷酸镁水泥浸泡在水中，进行浸水条件下磷酸镁水泥耐水性试验，在0、3、7、28和90天进行抗压强度测试。图1包含浸水条件下不同龄期7.8％福寿螺壳粉的磷酸镁水泥的抗压强度(实施例5)。实施例6一种耐水型磷酸镁水泥，按重量百分比计算，其组分为：重烧氧化镁55.0％、可溶性磷酸盐21.4％、硼砂2.0％、福寿螺壳粉7.8％、水13.8％。其中，福寿螺壳粉的比表面积是852m2/kg。一种耐水型磷酸镁水泥的制备方法，包括如下步骤：(1)按耐水型磷酸镁水泥的重量百分比称量磷酸二氢钾、硼砂和水，并将磷酸二氢钾和硼砂溶于水，搅拌至充分溶解；(2)按耐水型磷酸镁水泥的重量百分比称量重烧氧化镁和福寿螺壳粉，将重烧氧化镁和福寿螺壳粉混合均匀；(3)将步骤(1)制备的混合液和步骤(2)制备的混合料混合、转速为62
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5转/分钟搅拌3分钟、出料倒入模具、振实台上模具里分两层振实且每层振实30次振捣、脱模和空气环境(温度20
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2℃，相对湿度60
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5％)养护28天；(4)将硬化后的磷酸镁水泥浸泡在水中，进行浸水条件下磷酸镁水泥耐水性试验，
在0、3、7、28和90天进行抗压强度测试。图1包含浸水条件下不同龄期7.8％福寿螺壳粉的磷酸镁水泥的抗压强度(实施例6)。从上述实施例浸水条件下掺入不同掺量福寿螺壳粉的磷酸镁水泥在0、3、7、28和90天的抗压强度变化，不难看出磷酸镁水泥中掺入福寿螺壳粉和调整其比表面积均能够提高磷酸镁水泥的耐水性能，本发明部分解决了浸水条件下磷酸镁水泥耐久性差的问题。实施例1～4中，90天时，浸水条件下掺入不同掺量福寿螺壳粉的磷酸镁水泥的抗压强度均大于未掺入福寿螺壳粉的磷酸镁水泥的抗压强度。实施例2、5和6中，90天时，浸水条件下掺入不同比表面积的福寿螺壳粉的磷酸镁水泥的抗压强度依次为624m2/kg》852m2/kg》419m2/kg。因此，在磷酸镁水泥中掺入合适比表面积和掺量的福寿螺壳粉是磷酸镁水泥耐水性的有效提升方法。以上图1说明了实施例1～6的有效性，也表明耐水型磷酸镁水泥的制备方法是可行的。所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。本发明旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。