阅读说明：本技术 一种氯氧镁水泥及其制备方法 (Magnesium oxychloride cement and preparation method thereof ) 是由 陈炬龙 刘侠 陈淑兴 于 2020-05-15 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种氯氧镁水泥,包括以下组分：轻烧氧化镁、氯化镁溶液、促凝剂、缓凝剂、表面活性剂、含SiO2的工业废渣、固化剂、金属或金属氧化物,高铝水泥,其余为水；所述轻烧氧化镁中能参与水化反应的活性MgO的质量浓度为a,所述氯化镁溶液的质量浓度为C,所述轻烧氧化镁与所述氯化镁溶液的质量比＝(2.24-5.62C)/a；所述促凝剂的含量为0.2％～15％的活性MgO的质量；所述含SiO2的工业废渣的含量为10％～20％的活性MgO的质量；所述缓凝剂、所述表面活性剂、所述固化剂所述金属或金属氧化物、所述高铝水泥的含量均为0.3％～3.0％的活性MgO的质量。该氯氧镁水泥具有良好的防水性能及抗返卤性能。(The invention provides magnesium oxychloride cement, which comprises the following components: light-burned magnesium oxide, magnesium chloride solution, coagulant, retarder, surfactant, industrial waste residue containing SiO2, curing agent, metal or metal oxide, high-alumina cement and the balance of water; the mass concentration of active MgO capable of participating in hydration reaction in the light calcined magnesia is a, the mass concentration of the magnesium chloride solution is C, and the mass ratio of the light calcined magnesia to the magnesium chloride solution is (2.24-5.62C)/a; the content of the coagulant is 0.2 to 15 percent of the mass of active MgO; the content of the industrial waste residue containing SiO2 is 10-20% of the mass of active MgO; the contents of the retarder, the surfactant, the curing agent, the metal or metal oxide and the high-alumina cement are all 0.3-3.0% of the mass of active MgO. The magnesium oxychloride cement has good waterproof performance and anti-halogen-returning performance.)

一种氯氧镁水泥及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种氯氧镁水泥及其制备方法，属于镁质胶凝材料技术领域。

背景技术

镁质胶凝材料氯氧镁水泥是用煅烧菱镁矿石所得的轻烧粉或低温煅烧白云石所得的灰粉(主要成分为MgO)为胶结剂，以六水氯化镁(MgCl₂·6H₂O)等水溶性镁盐为调和剂，再加入水所形成的水泥硬化体。

氯氧镁水泥所形成的硬化体主要成分是5Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O和3Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O晶相所组成的氧化镁-氯化镁-水三元化合物结晶相复盐，另外，还有一部分Mg(OH)₂胶凝体。

氯氧镁水泥在制备的过程中，氧化镁与氯化镁溶液混合固化后硬化快，不需潮湿养护，抗折和抗压强度高，硬度大，耐磨性好，形成脆性比较大且硬度很高的人造石，利用它的这一硬化胶凝性，可将其加工成各种各样的建筑材料和装饰材料，具有广阔的应用前景。

但是，氯氧镁水泥产品普遍存在耐水性差，在下雨和潮湿天气下制品表面潮湿，进而挂满水珠，甚至出现水珠连成一片的流淌现象，产品易变形，进一步造成返卤、返霜现象。

发明内容

本发明提供了一种，可以有效解决上述问题。

本发明是这样实现的：

一种氯氧镁水泥，包括以下组分：轻烧氧化镁、氯化镁溶液、促凝剂、缓凝剂、表面活性剂、含SiO₂的工业废渣、固化剂、金属或金属氧化物，其余为水；所述轻烧氧化镁中能参与水化反应的活性MgO的质量浓度为a，所述氯化镁溶液的质量浓度为C，所述轻烧氧化镁与所述氯化镁溶液的质量比＝(2.24-5.62C)/a；所述促凝剂的含量为0.2％～15％的活性MgO的质量；所述含SiO₂的工业废渣的含量为10％～20％的活性MgO的质量；所述缓凝剂、所述表面活性剂、所述固化剂、所述高铝水泥、所述金属或金属氧化物的含量均为0.3％～3.0％的活性MgO的质量。

作为进一步改进的，所述促凝剂包括无机促凝剂和有机促凝剂；所述无机促凝剂选自氯化钙、硫酸钠、硫酸铝、硝酸钙、亚硝酸钙、亚硝酸钠、硝酸铵、氧化钙的一种或几种；所述有机促凝剂选自三乙醇胺、甲酸钙的一种或几种。

作为进一步改进的，所述促凝剂为0.4～3wt％的三乙醇胺和3～5wt％的氯化钙。在此浓度下，促凝效果最好。

作为进一步改进的，所述缓凝剂包括有机缓凝剂和无机缓凝剂；所述有机缓凝剂选自柠檬酸、草酸、酒石酸、葡萄糖酸的一种或几种；所述无机缓凝剂选自磷酸三钠、焦磷酸钠、氯化锌、硫酸铜、硫酸锌、硫酸隔、磷酸、硫酸、硅酸、四硼酸中的一种或几种。

作为进一步改进的，所述表面活性剂选自木质磺酸盐、萘酸盐、硅酸乙酯、聚氧乙烯辛基苯酚醚-10的一种或几种。

作为进一步改进的，所述固化剂选自甲基丙烯酸甲酯乳液，苯丙乳液，氯偏乳液、氯丁乳胶、EVA乳液、PF树脂、UF树脂、MF树脂的一种或几种。

作为进一步改进的，所述含SiO₂的工业废渣选自粉煤灰、硅灰、矿渣、炉渣、冶炼渣、电石泥的一种或几种。

作为进一步改进的，所述金属或金属氧化物选自铜粉、氧化锌、氧化硼、三氧化二锑的一种或几种。

作为进一步改进的，还包括矿粉、甲基硅酸钠、松香酸皂、双氧水。

本发明还提供一种上述的氯氧镁水泥的制备方法，将轻烧氧化镁在700～800℃温度下煅烧1～小时，再将所有的组分混匀即得所述的氯氧镁水泥。

本发明的有益效果是：

本发明的氯氧镁水泥的轻烧氧化镁与氯化镁溶液的质量比＝(2.24-5.62C)/a，在此质量配比下，氧化镁、氯化镁和水三者之间完全反应，生成Mg(OH)₂和518相(即5Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O)，另外加上促凝剂、缓凝剂、表面活性剂、含SiO₂的工业废渣、固化剂、金属或金属氧化物等外加剂的协同作用，518相的相结构稳定，不会转化成力学性能差的中318相(即3Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O)和Mg(OH)₂产物，可以防止水解和性能脱变。

所述固化剂在氯氧镁材料中不会发生胶凝沉淀，不会破乳，对水化、硬化无破坏作用，他们能自身交联聚合，在参与氯氧镁硬化的过程中，能包覆Mg(OH)₂晶体，形成良好的防水保护层；同时，在晶体间的空隙通道中进行交联，堵塞毛细通道，提高了氯氧镁材料的防水性能及抗返卤性能。

在氯氧镁水泥的配制过程中，MgO是以颗粒状态参与反应，难免有部分MgO作为生成物结晶的生长内核未被完全反应，这样就会造成过剩的Mg²⁺的负面效应，其结果是影响镁质制品的安定性，特别是膨胀开裂性，同时也会造成返霜性。本发明加入含活性SiO₂的工业废渣，诸如粉煤灰、硅灰、水渣、矿渣、炉渣等，它们能生成稳定的难溶性盐MgSiO₃，加入混凝剂磷酸等可生成难溶稳定的MgHPO₄·3H₂O盐，从而克服了Mg²⁺的负作用。

本发明同时使用有机缓凝剂和无机缓凝剂，其中无机酸不仅有缓凝作用，而且能降低开放孔的数量，增加封闭孔的数量，提高制品的抗渗性，有机缓凝剂发挥缓凝作用，两者发挥协同作用，同时，有机缓凝剂和无机缓凝剂的用量遵循原材料中轻烧氧化镁的活性含量、烧失量及活性氧化钙含量的差异，选择性的调配使用，保证了氯氧镁水泥的强度。否则，会造成降低强度的副作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本发明实施例1提供的合格产品图。

图2是开裂的产品图。

图3是返霜的产品图。

图4是返卤的产品图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例1

称取轻烧氧化镁(活性MgO含量为60％)10kg、质量浓度为10％的氯化镁溶液3.58kg、促凝剂氯化钙0.018kg、三乙醇胺0.02kg、缓凝剂磷酸三钠0.05kg、柠檬酸0.04kg、表面活性剂木质磺酸盐0.15kg、含SiO2的工业废渣粉煤灰0.8kg、固化剂甲基丙烯酸甲酯乳液0.10kg、金属或金属氧化物铜粉0.12kg，锰矿粉0.08kg、高铝水泥、水6.2kg，将轻烧氧化镁在750℃煅烧1.2小时，再将所有配料混匀，即得氯氧镁水泥。经检验，其返卤、返霜的合格率达95.5％，防水性的合格率达96.2％，合格产品5年不变形。检验方法如下：

1)返卤、返霜的检验。

返卤、返霜是氯氧镁制品较为突出的缺陷，发明人从宏观和微观两个方面进行确认，对于检验效果的评定只有合格与不合格二个等级，不存在好、较好、不好三个等级，其具体操作评定条件，做如下评述：

1-1、宏观检验：将经改性的氯氧镁制品在温度20±2℃，相对湿度70±5％的环境下养护24小时脱模后，继续养护15天后，置于控温恒湿养护箱中，箱中温度35℃～40℃，相对湿度90±2％下，处理72小时后，试体表面潮湿和有水珠，视为不合格，否则为合格。

1-2、微观检验：增设溶出物含量和水溶出物Cl^－的测定，将经养护15天后的试体，在100±2℃下干燥至恒重，并磨碎。经称重后约取2-5g(设重为W)置于10℃以上的水中，浸泡24小时，取出后再置于100±2℃干燥处理至绝干，再进行称重(设重为W1)，其溶出物含量为：

溶出物含量q％＝(W-W1)/W×100％

建议溶出物含量≤6％，为合格。

对浸泡液进行Cl^－浓度测定，Cl^－含量<2wt％视为合格，无返卤现象。

2)关于防水性检验：经改性的试体(在标准条件下养护15天)，浸入20±2℃的蒸馏水中处理8天，然后置于70℃下进行干燥，观察试体表面有无裂纹、粉化，表面剥离现象。将处理后的试体进行抗压强度测试，若抗压强度不低于原试体抗压强度80％，且试体表面无龟裂、粉化现象，视为防水性合格。

实施例2

称取轻烧氧化镁(活性MgO含量为60％)10kg、质量浓度为10％的氯化镁溶液3.58kg、促凝剂硫酸钠0.02kg、三乙醇胺0.02kg、缓凝剂草酸0.04kg、磷酸0.04kg、表面活性剂萘酸盐0.1kg、含SiO₂的工业废渣硅灰0.6kg、固化剂苯丙乳液0.12kg、金属或金属氧化物氧化锌0.12kg，甲基硅酸钠0.15kg、高铝水泥0.15kg、水6.2kg，将轻烧氧化镁在750℃煅烧1.2小时，再将所有配料混匀，即得氯氧镁水泥。检测方法同实施例1，其返卤、返霜的合格率达96.2％，防水性的合格率达97.0％。合格产品5年不变形。

实施例3

称取轻烧氧化镁(活性MgO含量为60％)10kg、质量浓度为10％的氯化镁溶液3.58kg、促凝剂硫酸铝0.03kg、三乙醇胺0.03kg、缓凝剂草酸0.03kg、硫酸锌0.03kg、表面活性剂硅酸乙酯0.04kg、含SiO₂的工业废渣矿渣1.0kg、固化剂氯偏乳液0.04kg、金属或金属氧化物氧化硼0.04kg，松香酸皂0.06kg，高铝水泥0.06kg、水6.2kg，将轻烧氧化镁在750℃煅烧1.5小时，再将所有配料混匀，即得氯氧镁水泥。检测方法同实施例1，合格率其返卤、返霜的合格率达95.8％，防水性的合格率达96.5％。合格产品5年不变形。

实施例4

称取轻烧氧化镁(活性MgO含量为60％)10kg、质量浓度为10％的氯化镁溶液3.58kg、促凝剂亚硝酸钙0.04kg、三乙醇胺0.04kg、凝剂酒石酸0.04kg、硫酸铜0.04kg、表面活性剂木质磺酸盐0.06kg、含SiO2的工业废渣冶炼渣1.0kg、固化剂PF树脂0.06kg、金属或金属氧化物铜粉0.06kg，硼矿粉0.06kg，高铝水泥0.06kg、水6.2kg，将轻烧氧化镁在750℃煅烧1小时，再将所有配料混匀，即得氯氧镁水泥。检测方法同实施例1，其返卤、返霜的合格率达97.6％，防水性的合格率达98.0％。合格产品5年不变形。

实施例5

称取轻烧氧化镁(活性MgO含量为60％)10kg、质量浓度为10％的氯化镁溶液3.58kg、促凝剂硝酸钙0.05kg、三乙醇胺0.05kg、缓凝剂葡萄糖酸0.08kg、硫酸铜0.08kg、表面活性剂聚氧乙烯辛基苯酚醚-10 0.08kg、含SiO₂的工业废渣炉渣1.2kg、固化剂EVA乳液0.06kg、金属或金属氧化物三氧化二锑0.06kg，双氧水0.06kg，高铝水泥0.06kg、水6.2kg，将轻烧氧化镁在750℃煅烧1.2小时，再将所有配料混匀，即得氯氧镁水泥。检测方法同实施例1，其返卤、返霜的合格率达95.7％，防水性的合格率达98.0％。合格产品5年不变形。

实施例6

称取轻烧氧化镁(活性MgO含量为60％)10kg、质量浓度为10％的氯化镁溶液3.58kg、促凝剂亚硝酸钙0.04kg、甲酸钙0.04kg、缓凝剂柠檬酸0.05kg、氯化锌0.05kg、表面活性剂聚氧乙烯辛基苯酚醚-10 0.10kg、含SiO₂的工业废渣电石泥0.9kg、固化剂UF树脂0.05kg、金属或金属氧化物铜粉0.05kg，甲基硅酸钠0.15kg，高铝水泥0.18kg、水6.2kg，将轻烧氧化镁在800℃煅烧1小时，再将所有配料混匀，即得氯氧镁水泥。检测方法同实施例1，其返卤、返霜的合格率达95.5％，防水性的合格率达98.1％。合格产品5年不变形。

实施例7

称取轻烧氧化镁(活性MgO含量为60％)10kg、质量浓度为10％的氯化镁溶液3.58kg、促凝剂氯化钙0.08kg、三乙醇胺0.08kg、缓凝剂柠檬酸0.08kg、硫酸0.08kg、表面活性剂木质磺酸盐0.16kg、含SiO₂的工业废渣粉煤灰0.8kg、固化剂UF树脂0.18kg、金属或金属氧化物氧化锌0.18kg，高铝水泥0.18kg、水6.2kg，将轻烧氧化镁在700℃煅烧1.5小时，再将所有配料混匀，即得氯氧镁水泥。检测方法同实施例1，其返卤、返霜的合格率达96.4％，防水性的合格率达95.7％。合格产品5年不变形。

实施例8

称取轻烧氧化镁(活性MgO含量为60％)10kg、质量浓度为10％的氯化镁溶液3.58kg、促凝剂硝酸铵0.04kg、甲酸钙0.08kg、缓凝剂柠檬酸0.09kg、硅酸0.09kg、表面活性剂萘酸盐0.10kg、含SiO₂的工业废渣硅灰0.6kg、固化剂MF树脂0.12kg、金属或金属氧化物氧化硼0.12kg，双氧水0.12kg，高铝水泥0.12kg、水6.2kg，将轻烧氧化镁在750℃煅烧1小时，再将所有配料混匀，即得氯氧镁水泥。检测方法同实施例1，其返卤、返霜的合格率达99.0％，防水性的合格率达98.4％。合格产品5年不变形。

实施例9

称取轻烧氧化镁(活性MgO含量为60％)10kg、质量浓度为10％的氯化镁溶液3.58kg、促凝剂氧化钙0.05kg、三乙醇胺0.05kg、缓凝剂柠檬酸0.07kg、四硼酸0.07kg、表面活性剂硅酸乙酯0.08kg、含SiO₂的工业废渣0.08kg、固化剂氯丁乳胶0.14kg、金属或金属氧化物三氧化二锑0.14kg，松香酸皂0.14kg，高铝水泥0.18kg、水6.2kg，将轻烧氧化镁在750℃煅烧1小时，再将所有配料混匀，即得氯氧镁水泥。检测方法同实施例1，其返卤、返霜的合格率达95.8％，防水性的合格率达97.6％。合格产品5年不变形。

实施例10

称取轻烧氧化镁(活性MgO含量为60％)10kg、质量浓度为10％的氯化镁溶液3.58kg、促凝剂硫酸钠0.09kg、三乙醇胺0.09kg、缓凝剂葡萄糖酸0.12kg、表面活性剂萘酸盐0.12kg、含SiO2的工业废渣粉煤灰1.0kg、固化剂氯偏乳液0.18kg、金属或金属氧化物氧化锌0.18kg，高铝水泥0.18kg、水6.2kg，将轻烧氧化镁在750℃煅烧1小时，再将所有配料混匀，即得氯氧镁水泥。检测方法同实施例1，其返卤、返霜的合格率达98.2％，防水性的合格率达97.6％。合格产品5年不变形。

对比例1

不加缓凝剂磷酸三钠和柠檬酸，其他同实施例1，返卤、返霜合格率只有50％。半年后，变形报废。返卤产品见图4所示。

对比例2

不加固化剂苯丙乳液，其他同实施例2，3个月后全部开裂报废。见图2所示。

对比例3

不加固化剂PF树脂，其他同实施例4，3个月后全部开裂报废。

对比例4

不加促凝剂硝酸钙，其他同实施例5，100％返霜。见图3所示。

对比例5

不加高铝水泥，其他同实施例6，半年后全部变形，报废。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。