一种镁系草酸盐水泥

摘要

本发明公开了一种镁系草酸盐水泥及其制备方法，属于建筑材料技术领域；该胶凝材料由下述重量份原料混合均匀后制成：酸性组分100份，氧化镁60‑150份，调凝材料7‑30份，水30‑75份以重量份计；本发明具有：凝结速度可控，凝结时间6min‑240min不等，硬化快，强度高，粘结力强，体积稳定性好，耐磨性、抗冻性好等优点；本发明制备过程操作简单，可施工性能良好，可以应用在高速公路、机场跑道、桥梁、主干道的快速修补，在固体废物处理与固化等方面也有广阔的应用前景。

权利要求

1.一种镁系草酸盐水泥，其特征在于，组成物及重量份为：酸性组分100份、氧化镁60-

150份、调凝材料7-30份；

所述酸性组分为二水合草酸、草酸氢钾、草酸钠中的任意比几种；

所述调凝材料为硼砂、硼酸、柠檬酸、氯化钠中的任意比几种。

2.根据权利要求1所述的镁系草酸盐水泥，其特征在于:氧化镁经过高温900℃-1500℃烧结、粉磨，然后过80目筛，筛余量小于5%。

说明书

一种镁系草酸盐水泥

技术领域

[0001] 本发明涉及一种镁系草酸盐水泥，属于建筑材料技术领域。

背景技术

[0002] 镁系酸碱水泥，是一种由氧化镁与酸或酸式盐进行酸碱反应形成以一种具有粘结性能的无机胶凝材料。目前研究较为成熟的是磷酸镁水泥。也称磷酸镁化学键合陶瓷胶凝材料。磷酸镁化学键合材料通过原料中的酸式磷酸盐与氧化镁发生化学反应形成鸟粪石而产生强度的胶凝材料。磷酸镁水泥在很多方面具有比传统水泥更好的性能，例如：快凝快硬，早期强度高，低温凝结速度快，与旧混凝土的粘接强度高；耐磨性及抗冻性好，干缩小。磷酸镁水泥具有独特的性能，在高速公路、机场跑道、主干道的快速修补，固体废物处理与固化等方面有着广阔的应用前景。

[0003] 但是磷酸镁水泥在高温下反应迅速，硬化过快，极低温度下又不够迅速，施工难度较高，氧化镁与磷酸氢胺反应会放出具有刺激性气味的氨气，限制了其在很多方面大规模的应用。同时，像氯氧镁水泥和硫氧镁水泥业会在反应过程中放出具有刺激性气味气体，造成二次污染。

发明内容

[0004] 本发明旨在提供一种镁系草酸盐水泥，其组成物及重量份为：酸性组分100份、氧化镁60-150份、调凝材料7-30份。

[0005] 使用时添加30-75份的水。

[0006] 镁系草酸盐水泥是由氧化镁和富含草酸根的酸性组分反应形成一种胶凝材料。对于原材料不仅通过高温重烧氧化镁降低氧化镁的活性，降低反应速度；还通过草酸氢盐、草酸和草酸盐的复配改变pH值来改变酸度，改变反应速度；添加不同剂量、不同配比的调凝剂改变反应速度；实现反应速度的可调性。同时反应过程中不会放出具有刺激性气味的气体，对环境比较环保，这样很大程度上拓宽了此材料的应用前景。

[0007] 本发明所述的氧化镁经过高温900℃-1500℃烧结、粉磨，然后过80目筛，筛余量小于5%。

[0008] 本发明所述的酸性组分为二水合草酸，草酸氢钾、草酸钠的一种或任意比几种。

[0009] 本发明所述的调凝材料为硼砂、硼酸、柠檬酸、氯化钠中的一种或任意比几种。

[0010] 上述镁系草酸盐水泥的使用步骤是：

[0011] 称取以下重量份的原料：酸性组分100份、氧化镁60-150份、调凝材料7-30份、水30-75份；将原料进行混合，制备成浆体。将所得的浆体迅速倒入六联模具中，并在振动台上振动成形，将上表面刮平，在自然环境中养护，制得草酸镁化学键合材料固化体；固化体成形后5小时脱模，采用自然养护方式养护到一定龄期即可使用。

[0012] 本发明可以在6min-240min灵活调节其凝固时间,改善镁系草酸盐胶凝材料的微观结构特性，大幅提高其强度和稳定性。本材料可以应用在高速公路、机场跑道、桥梁、主干道的快速修补，在固体废物处理与固化等方面也有广阔的应用前景。

[0013] 本发明优点和有益效果：

[0014] （1）本发明所述的镁系草酸盐水泥使用方法与水泥基材料类似，现场只需加水即可，操作简单；同时氧化镁和二水合草酸或其盐类发生酸碱中和反应生成草酸镁难溶盐，胶凝材料通过化学键合的方式连接在一起，使胶凝材料具有一定的强度；

[0015] （2）本发明所述的镁系草酸盐水泥的制备，草酸氢盐以及二水合草酸和草酸盐进行复配调节pH从而调节反应速度，使胶凝材料的凝结时间可以调节；凝结时间延长，施工难度降低，本发明的胶凝材料得到更广泛的应用；

[0016] （3）本发明所述的镁系草酸盐水泥在反应过程中较磷酸铵镁水泥放出氨气，氯氧镁水泥放出氯气，硫氧镁水泥放出二氧化硫气体相比，该材料不会放出具有刺激性气味的气体，绿色环保，不会造成二次环境污染；

[0017] （4）本发明所述的镁系草酸盐水泥不仅具备镁系磷酸盐胶凝材料强度高，粘结力强，体积稳定性好，与传统的无机陶瓷胶凝材料相比该材料具有在极低温度下可快速凝结，强度较高，与旧混凝土之间的相容性好、耐磨性好、抗冻性好等优点；而且实现了反应速度可调。

附图说明

[0018] 图1是实施例3镁系草酸盐化学键合材料SEM图；

[0019] 图2是实施例3镁系草酸盐化学键合材料XRD图。

具体实施方式

[0020] 以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容。

[0021] 实施例1：本镁系草酸盐水泥组成物为：酸性组分100g、氧化镁100g、调凝材料12g份；其中酸性组分为草酸氢钾；氧化镁经过1500℃烧结后，过80目筛，筛余量不大于5%；调凝材料为硼酸5g、氯化钠5g、柠檬酸钠2g，使用水40g；

[0022] 将上述原料混合搅拌均匀，快速浇筑入20mm*20mm*20mm的六联装模具中，在振动台上振动成型，将上部刮平，测定其凝固时间为15min，5小时后脱模并在空气中自然养护至一定的龄期，测试其力学性能：1d、3d、7d抗压强度分别为32.52Mpa、33.33Mp、33.87Mpa。

[0023] 实施例2：本镁系草酸盐水泥组成物为：酸性组分100g、氧化镁100g、调凝材料12g份；其中酸性组分为草酸氢钾；氧化镁经过900℃烧结后，过80目筛，筛余量不大于5%；调凝材料为硼酸5g、氯化钠5g、柠檬酸钠2g，使用水40g；

[0024] 将上述原料混合搅拌均匀，快速浇筑入20mm*20mm*20mm的六联装模具中，在振动台上振动成型，将上部刮平，测定其凝固时间为13min，5小时后脱模后并在空气中自然养护至一定的龄期，测试其力学性能：1d、3d、7d抗压强度分别为32.15Mpa、32.96Mp、33.02Mpa。

[0025] 实施例3：本镁系草酸盐水泥组成物为：酸性组分100g、氧化镁130g、调凝材料13g份；其中酸性组分为二水合草酸；调凝材料为硼砂10g，氯化钠3g，使用水55g；

[0026] 将上述原料混合搅拌均匀，快速浇注入20mm*20mm*20mm的六联装模具中，在振动台上振动成型，将上部刮平，测定其凝固时间为6min，5小时后脱模并在空气中自然养护至一定的龄期，测试其力学性能：1d、3d、7d抗压强度分别为31.52Mpa、32.06Mp、32.98Mpa。

[0027] 对该材料进行SEM形貌分析，结果见图1，从图中可以看到固化体结合较为紧密，相邻粒子之间彼此勾连从而形成具有一定强度的胶凝材料。固化体中还有部分针棒状未反应的氧化镁。对该材料进行XRD分析，结果见图2，可以看到反应主要生成了具有一定抗压强度的二水草酸镁、草酸镁，同时还有未反应的氧化镁。

[0028] 实施例4：本镁系草酸盐水泥组成物为：酸性组分100g、氧化镁100g、调凝材料12g份；其中酸性组分为草酸氢钾；氧化镁为未经处理过的化学纯试剂，调凝材料为硼酸5g、氯化钠5g、柠檬酸钠2g，使用水40g；

[0029] 将上述原料混合搅拌均匀，快速浇筑入20mm*20mm*20mm的六联装模具中，在振动台上振动成型，将上部刮平，测定其凝固时间为12min，5小时后脱模后并在空气中自然养护至一定的龄期，测试其力学性能：1d、3d、7d抗压强度分别为31.15Mpa、32.08Mp、32.63Mpa。

[0030] 实施例5：本镁系草酸盐水泥组成物为：酸性组分100g、氧化镁60g、调凝材料7g份；其中酸性组分为草酸氢钾；氧化镁经过1500℃烧结后，过80目筛，筛余量不大于5%；调凝材料为硼酸3g、氯化钠3g、柠檬酸钠1g，使用水30g；

[0031] 将上述原料混合搅拌均匀，快速浇筑入20mm*20mm*20mm的六联装模具中，在振动台上振动成型，将上部刮平，测定其凝固时间为13min，5小时后脱模并在空气中自然养护至一定的龄期，测试其力学性能：1d、3d、7d抗压强度分别为24.75Mpa、25.47Mpa、25.58Mpa。

[0032] 实施例6：本镁系草酸盐水泥组成物为：酸性组分100g、氧化镁150g、调凝材料18g份；其中酸性组分为草酸氢钾；氧化镁经过1500℃烧结后，过80目筛，筛余量不大于5%；调凝材料为硼酸7.5g、氯化钠7.5g、柠檬酸钠3g，使用水50g；

[0033] 将上述原料混合搅拌均匀，快速浇筑入20mm*20mm*20mm的六联装模具中，在振动台上振动成型，将上部刮平，测定其凝固时间为11min，5小时后脱模后并在空气中自然养护至一定的龄期，测试其力学性能：1d、3d、7d抗压强度分别为25.75Mpa、27.47Mpa、27.89Mpa。

[0034] 实施例7：本镁系草酸盐水泥组成物为：酸性组分100g、氧化镁100g、调凝材料12g份；其中酸性组分为草酸氢钾50g、二水合草酸50g；氧化镁经过1500℃烧结后，过80目筛，筛余量不大于5%；调凝材料为硼酸5g、氯化钠5g、柠檬酸钠2g，使用水40g；

[0035] 将上述原料混合搅拌均匀，快速浇筑入20mm*20mm*20mm的六联装模具中，在振动台上振动成型，将上部刮平，测定其凝固时间为10min，5小时后脱模后并在空气中自然养护至一定的龄期，测试其力学性能：1d、3d、7d抗压强度分别为29.52Mpa、30.35Mp、31.59Mpa。

[0036] 实施例8：本镁系草酸盐水泥组成物为：酸性组分100g、氧化镁100g、调凝材料12g份；其中酸性组分为草酸氢钾50g，草酸钠50g；氧化镁经过1500℃烧结后，过80目筛，筛余量不大于5%；调凝材料为硼酸5g、氯化钠5g、柠檬酸钠2g，使用水40g；

[0037] 将上述原料混合搅拌均匀，快速浇筑入20mm*20mm*20mm的六联装模具中，在振动台上振动成型，将上部刮平，测定其凝固时间为240min，5小时后脱模后并在空气中自然养护至一定的龄期，测试其力学性能：1d、3d、7d抗压强度分别为20.75Mpa、22.47Mpa、22.89Mpa。

[0038] 实施例9：本镁系草酸盐水泥组成物为：酸性组分100g、氧化镁100g、调凝材料12g份；其中酸性组分为草酸钠50g、二水合草酸50g；氧化镁经过1500℃烧结后，过80目筛，筛余量不大于5%；调凝材料为硼酸5g、氯化钠5g、柠檬酸钠2g，使用水40g；

[0039] 将上述原料混合搅拌均匀，快速浇筑入20mm*20mm*20mm的六联装模具中，在振动台上振动成型，将上部刮平，测定其凝固时间为150min，5小时后脱模后并在空气中自然养护至一定的龄期，测试其力学性能：1d、3d、7d抗压强度分别为22.45pa、23.33Mp、24.52Mpa。

[0040] 实施例10：本镁系草酸盐水泥组成物为：酸性组分100g、氧化镁150g、调凝材料30g份；其中酸性组分为草酸氢钾；氧化镁经过1500℃烧结后，过80目筛，筛余量不大于5%；调凝材料为硼砂；使用水50g

[0041] 将上述原料混合搅拌均匀，快速浇筑入20mm*20mm*20mm的六联装模具中，在振动台上振动成型，将上部刮平，测定其凝固时间为35min，5小时后脱模并在空气中自然养护至一定的龄期，测试其力学性能：1d、3d、7d抗压强度分别为24.57Mpa、25.12Mpa、25.54Mpa。

[0042] 实施例11：本镁系草酸盐水泥组成物为：酸性组分100g、氧化镁150g、调凝材料30g份；其中酸性组分为草酸氢钾；氧化镁经过1500℃烧结后，过80目筛，筛余量不大于5%；调凝材料为硼酸；使用水75g；

[0043] 将上述原料混合搅拌均匀，快速浇筑入20mm*20mm*20mm的六联装模具中，在振动台上振动成型，将上部刮平，测定其凝固时间为45min，5小时后脱模并在空气中自然养护至一定的龄期，测试其力学性能：1d、3d、7d抗压强度分别为22.45Mpa、23.79Mpa、23.68Mpa。

[0044] 以上所述的实例，只是本发明的部分较优选方案，本领域的技术员在本发明技术方案范围内进行的变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。