本發(fā)明屬于氯氧鎂水泥改性技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種有利于早期強(qiáng)度提高的含磷氯氧化鎂水泥的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)節(jié)能環(huán)保的要求越來越高，在國(guó)際衛(wèi)生組織公布了石棉為第一類名列榜首的致癌物質(zhì)后，石棉以及含有石棉的板材在建筑工程中被逐漸禁止使用，另外我國(guó)的森林覆蓋率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界平均水平，木材的消耗問題也是不容樂觀的存在，同時(shí)很多工業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)物和廢料如不能得到妥善的處理也會(huì)造成材料浪費(fèi)并可能導(dǎo)致環(huán)境問題，例如電廠廢料粉煤灰，工程廢料鋸木屑等。
而氯氧鎂水泥作為一種新型氣硬性凝膠材料無疑是一個(gè)很好的選擇，它既有優(yōu)良的性能，也對(duì)那些廢料有很強(qiáng)的包容性。氯氧鎂水泥是一種與傳統(tǒng)水硬性硅酸鹽水泥不同的氣硬性凝膠材料，是由瑞典學(xué)者Sorel于1867年發(fā)明的，由于其相對(duì)于傳統(tǒng)的硅酸鹽水泥而言具有更加優(yōu)良的性能而廣受關(guān)注，氯氧鎂水泥具有快凝、早強(qiáng)、高強(qiáng)、耐腐蝕、耐磨、導(dǎo)熱系數(shù)低、防火等優(yōu)良工程性能，并且氯氧鎂水泥制品無需潮濕養(yǎng)護(hù)，也無需蒸養(yǎng)，干燥等一些熱工設(shè)備，可以大大降低能耗。
但是氯氧鎂水泥的一些明顯的吸潮返鹵、抗水性差等缺陷很大程度上阻礙了其進(jìn)一步的發(fā)展，為了解決這些弊端，國(guó)內(nèi)外學(xué)者做了很多研究，也取得了巨大的進(jìn)展，一般通過改變?cè)吓浔龋刂粕a(chǎn)工藝過程以及添加外加添加劑來解決這些問題，在解決氯氧鎂水泥抗水性差的方面，目前認(rèn)為較為有效的方式是加入磷酸或者可溶性磷酸鹽，可以明顯提升氯氧鎂水泥的抗水性，但是大多數(shù)抗水劑加入的同時(shí)也會(huì)減緩氯氧鎂水泥的凝結(jié)速度，導(dǎo)致氯氧鎂水泥早期強(qiáng)度的降低，而由于氯氧鎂水泥的早期強(qiáng)度對(duì)其凝結(jié)完全后的強(qiáng)度也有影響，因此早期強(qiáng)度低的氯氧鎂水泥終凝強(qiáng)度也會(huì)相對(duì)較低；另外，當(dāng)氯氧鎂水泥應(yīng)用到一些需要快速修復(fù)的工程中時(shí)，便要求其快速凝結(jié)并提供強(qiáng)度，因此若水泥凝結(jié)速度緩慢、早期強(qiáng)度較低，便無法應(yīng)用，影響工程使用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中氯氧鎂水泥，特別是含有磷酸或者可溶性磷酸鹽的抗水性氯氧鎂水泥凝結(jié)速度慢、早期強(qiáng)度低的問題，提供了一種有利于早期強(qiáng)度提高的含磷氯氧化鎂水泥的制備方法：通過在氯氧鎂水泥體系中加入晶種，加快氯氧鎂水泥早期水化結(jié)晶速度，促進(jìn)主要強(qiáng)度相5相晶體“5Mg(OH)2·MgCl2·8H2O”的形成，該5相晶體是一種針棒狀的晶體，在氯氧鎂水泥體系中相互交織穿插來提供強(qiáng)度，從而提高了氯氧鎂水泥早期強(qiáng)度，
制備方法的主要步驟如下：
(1)將活性氧化鎂、氯化鎂、水按摩爾比0.32：1：13混合均勻后于80℃下反應(yīng)3天，冷卻后抽濾并洗滌，干燥得到晶種，
其中，活性氧化鎂為堿式碳酸鎂在600℃下煅燒2小時(shí)所得，
反應(yīng)在水熱釜中進(jìn)行，抽濾后采用無水乙醇洗滌，于30～50℃下干燥；
(2)將步驟(1)中得到的晶種、含磷抗水劑、氯化鎂、輕燒氧化鎂粉末和水混合制備成氯氧鎂水泥，
其中，輕燒氧化鎂粉末中MgO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥50％，且活性氧化鎂的質(zhì)量含量≥50％，輕燒氧化鎂粉末可由白云石、菱鎂礦或菱苦土煅燒制得，也可采用鹽湖副產(chǎn)的氧化鎂產(chǎn)品，
MgO、氯化鎂、水的摩爾比為5～8:1:13～20，含磷抗水劑的用量為MgO質(zhì)量的0.1～1.5％，晶種的用量為MgO質(zhì)量的0.5～2％，
含磷抗水劑為磷酸、磷酸二氫鈉或磷酸二氫銨，
作為優(yōu)選，操作時(shí)先將步驟(1)中得到的晶種和輕燒氧化鎂粉末混合均勻，并將氯化鎂溶解于水中再加入含磷抗水劑混合均勻，最后將混合好的粉末和溶液混合攪拌均勻制成氯氧鎂水泥漿體，放置于空氣中養(yǎng)護(hù)。
本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明將步驟(1)制備的晶種加入到氯氧鎂水泥體系中，降低了氯氧鎂水泥體系中5相的成核勢(shì)壘，從而促進(jìn)了5相的生長(zhǎng)，可以大幅提高反應(yīng)速度，即在氯氧化鎂水泥固化過程中，提高5相生成的速度和產(chǎn)量，明顯提高了水泥的早期強(qiáng)度，具有顯著的工程意義。
附圖說明
圖1為實(shí)施例1步驟(1)中所制備的晶種的X射線粉末衍射圖譜。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
(1)將堿式碳酸鎂在600℃下煅燒2小時(shí)獲得高活性氧化鎂粉末，將該氧化鎂粉末與氯化鎂、水按摩爾比0.32：1：13混合均勻后裝入水熱反應(yīng)釜中80℃下反應(yīng)3天，冷卻后抽濾，并用無水乙醇洗滌，抽干后放入45℃烘箱中干燥，獲得晶種粉末；
(2)本實(shí)施例所使用的輕燒氧化鎂粉末中活性氧化鎂的質(zhì)量含量為63％，氧化鎂的質(zhì)量含量為84.27％，
按照MgO、氯化鎂、水的摩爾比為6:1:13、抗水劑磷酸的用量為MgO質(zhì)量的1％，晶種的用量為MgO質(zhì)量的1％，先將步驟(1)中得到的晶種和上述輕燒氧化鎂粉末混合均勻，并將氯化鎂溶解于水中再加入磷酸混合均勻，最后將混合好的粉末和溶液混合攪拌均勻制成氯氧鎂水泥漿體，將該氯氧鎂水泥漿體注入到40mm×40mm×160mm的不銹鋼模具中，1天后脫模養(yǎng)護(hù)，在空氣中養(yǎng)護(hù)3天時(shí)的抗壓強(qiáng)度為70MPa；并且在此過程中檢測(cè)到體系中游離的氯化鎂大量減少，這也印證了加入晶種后促進(jìn)了5相的生成。
實(shí)施例2
(1)晶種粉末的制備同實(shí)施例1；
(2)按照MgO、氯化鎂、水的摩爾比為6:1:15、抗水劑磷酸二氫鈉的用量為MgO質(zhì)量的1％，晶種的用量為MgO質(zhì)量的1％，先將步驟(1)中得到的晶種和與實(shí)施例1中相同的輕燒氧化鎂粉末混合均勻，并將氯化鎂溶解于水中再加入磷酸二氫鈉混合均勻，最后將混合好的粉末和溶液混合攪拌均勻制成氯氧鎂水泥漿體，將該氯氧鎂水泥漿體注入到40mm×40mm×160mm的不銹鋼模具中，1天后脫模養(yǎng)護(hù)，在空氣中養(yǎng)護(hù)3天時(shí)的抗壓強(qiáng)度為75MPa；并且在此過程中檢測(cè)到體系中游離的氯化鎂大量減少，這也印證了加入晶種后促進(jìn)了5相的生成。
實(shí)施例3
(1)晶種粉末的制備同實(shí)施例1；
(2)按照MgO、氯化鎂、水的摩爾比為7:1:15、抗水劑磷酸二氫銨的用量為MgO質(zhì)量的1％，晶種的用量為MgO質(zhì)量的1％，先將步驟(1)中得到的晶種和與實(shí)施例1中相同的輕燒氧化鎂粉末混合均勻，并將氯化鎂溶解于水中再加入磷酸二氫銨混合均勻，最后將混合好的粉末和溶液混合攪拌均勻制成氯氧鎂水泥漿體，將該氯氧鎂水泥漿體注入到40mm×40mm×160mm的不銹鋼模具中，1天后脫模養(yǎng)護(hù)，在空氣中養(yǎng)護(hù)3天時(shí)的抗壓強(qiáng)度為68MPa；并且在此過程中檢測(cè)到體系中游離的氯化鎂大量減少，這也印證了加入晶種后促進(jìn)了5相的生成。
對(duì)比實(shí)施例1
所制備的氯氧鎂水泥材料中不加入晶種，其余與實(shí)例1相同：
按照MgO、氯化鎂、水的摩爾比為6:1:13、抗水劑磷酸的用量為MgO質(zhì)量的1％，先將氯化鎂溶解于水中再加入磷酸混合均勻，最后將與實(shí)施例1中相同的輕燒氧化鎂粉末和溶液混合攪拌均勻制成氯氧鎂水泥漿體，將該氯氧鎂水泥漿體注入到40mm×40mm×160mm的不銹鋼模具中，1天后脫模養(yǎng)護(hù)，在空氣中養(yǎng)護(hù)3天時(shí)的抗壓強(qiáng)度為48MPa；在此過程中檢測(cè)體系中游離氯化鎂的減少程度遠(yuǎn)不如實(shí)施例1。
對(duì)比實(shí)施例2
所制備的氯氧鎂水泥材料中不加入晶種，其余與實(shí)例2相同：
按照MgO、氯化鎂、水的摩爾比為6:1:15、抗水劑磷酸二氫鈉的用量為MgO質(zhì)量的1％，先將氯化鎂溶解于水中再加入磷酸二氫鈉混合均勻，最后將與實(shí)施例1中相同的輕燒氧化鎂粉末和溶液混合攪拌均勻制成氯氧鎂水泥漿體，將該氯氧鎂水泥漿體注入到40mm×40mm×160mm的不銹鋼模具中，1天后脫模養(yǎng)護(hù)，在空氣中養(yǎng)護(hù)3天時(shí)的抗壓強(qiáng)度為42MPa；在此過程中檢測(cè)體系中游離氯化鎂的減少程度遠(yuǎn)不如實(shí)施例2。
對(duì)比實(shí)施例3
所制備的氯氧鎂水泥材料中不加入晶種，其余與實(shí)例3相同：
按照MgO、氯化鎂、水的摩爾比為7:1:15、抗水劑磷酸二氫銨的用量為MgO質(zhì)量的1％，先將氯化鎂溶解于水中再加入磷酸二氫銨混合均勻，最后將與實(shí)施例1中相同的輕燒氧化鎂粉末和溶液混合攪拌均勻制成氯氧鎂水泥漿體，將該氯氧鎂水泥漿體注入到40mm×40mm×160mm的不銹鋼模具中，1天后脫模養(yǎng)護(hù)，在空氣中養(yǎng)護(hù)3天時(shí)的抗壓強(qiáng)度為45MPa；在此過程中檢測(cè)體系中游離氯化鎂的減少程度遠(yuǎn)不如實(shí)施例3。