降低氯氧鎂水泥水化放熱量的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種降低氯氧鎂水泥水化放熱量的方法，包括步驟：將氧化鎂、氯化鎂、水，及化學(xué)外加劑混合均勻，形成氯氧鎂水泥；其中，氧化鎂、氯化鎂和水的質(zhì)量比為1.2～2.8:1:2～3.2，化學(xué)外加劑與氧化鎂的質(zhì)量比為1～3:100。該方法通過(guò)在氯氧鎂水泥的制備過(guò)程中，向氧化鎂-氯化鎂-水的三元原料體系中摻雜化學(xué)外加劑，達(dá)到了降低氯氧鎂水泥水化放熱量、延長(zhǎng)誘導(dǎo)期結(jié)束時(shí)間及加速期結(jié)束時(shí)間的目的。
【專(zhuān)利說(shuō)明】降低氯氧鎂水泥水化放熱量的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地講，涉及一種降低氯氧鎂水泥水化放熱量 的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 氯氧鎂水泥是法國(guó)科學(xué)家Sorrel發(fā)明的一種氣硬性凝膠材料，又名"Sorrel水 泥"或"鎂水泥"，其具有早強(qiáng)、高強(qiáng)、快凝、粘結(jié)力強(qiáng)、堿度低、耐磨、防火、裝飾效果好、抗鹽 鹵腐蝕等特點(diǎn)，因而受到世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。以鎂水泥為凝膠材料的菱鎂制品已廣泛應(yīng) 用于建筑建材和木材節(jié)約等領(lǐng)域，為國(guó)家節(jié)能、節(jié)資、減排工作做出了重要貢獻(xiàn)。
[0003] 氯氧鎂水泥是由氧化鎂、氯化鎂和水按照一定比例混合而成的一種氣硬性凝膠材 料，其基本水化體系是MgO-MgCl2-H2O三元體系；但其作為一種水泥材料，即符合水泥的一 般性能，而水泥水化是一種復(fù)雜的、非均質(zhì)的多相化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。無(wú)論哪種水泥，它在水化 過(guò)程中都具有"即時(shí)性"，正是由于這種"即時(shí)性"，使水泥的水化機(jī)理和動(dòng)力學(xué)參數(shù)在不同 的水化階段有所不同，其主要體現(xiàn)在水化放熱量、水化速率、電學(xué)性能及體積變化等諸多方 面。在氯氧鎂水泥的制備過(guò)程中，通常具有放熱量大的缺點(diǎn)，這一缺點(diǎn)限制了其進(jìn)一步地大 規(guī)模應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種降低氯氧鎂水泥水化放熱量 的方法，該方法通過(guò)在制備氣氧儀水泥的過(guò)程中，在原料MgO-MgCl2-H2O二兀體系中慘雜化 學(xué)外加劑，從而達(dá)到降低制備得到的氯氧鎂水泥水化放熱量的目的。
[0005] 為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：
[0006] -種降低氯氧鎂水泥水化放熱量的方法，包括如下步驟：將氧化鎂、六水氯化鎂、 水，及化學(xué)外加劑混合均勻，形成氯氧鎂水泥；其中，所述氧化鎂、氯化鎂和水的質(zhì)量比為 1. 2?2. 8:1:2?3. 2,所述化學(xué)外加劑與所述氧化鎂的質(zhì)量比為1?3:100。
[0007] 進(jìn)一步地，所述化學(xué)外加劑包括磷酸、磷酸鹽、鐵礬、檸檬酸中的至少一種。
[0008] 進(jìn)一步地，所述氧化鎂來(lái)自菱鎂礦輕燒粉、白云石輕燒粉、鹽湖提鋰副產(chǎn)鎂渣的煅 燒產(chǎn)物中的任意一種；其中，所述菱鎂礦輕燒粉、鹽湖提鋰副產(chǎn)鎂渣的煅燒產(chǎn)物中氧化鎂的 質(zhì)量分?jǐn)?shù)均不低于60%，所述白云石輕燒粉中氧化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%?28%。
[0009] 進(jìn)一步地，所述氯化鎂來(lái)自六水氯化鎂。
[0010] 進(jìn)一步地，所述水包括外加水與所述六水氯化鎂中的結(jié)晶水。
[0011] 進(jìn)一步地，包括如下步驟：將100份氧化鎂、168份六水氯化鎂、1份磷酸溶于134 份自來(lái)水中，使得所述氧化鎂、氯化鎂和水的質(zhì)量比為1. 2:1:2. 8,混合均勻形成氯氧鎂水 泥；其中，所述氧化鎂來(lái)自所述菱鎂礦輕燒粉，所述份數(shù)均為質(zhì)量份數(shù)。
[0012] 進(jìn)一步地，包括如下步驟：將100份氧化鎂、72份六水氯化鎂、2份鐵礬溶于77份 自來(lái)水中，使得所述氧化鎂、氯化鎂和水的質(zhì)量比為2. 8:1:3. 2,混合均勻形成氯氧鎂水泥； 其中，所述氧化鎂來(lái)自所述白云石輕燒粉，所述份數(shù)均為質(zhì)量份數(shù)。
[0013] 進(jìn)一步地，包括如下步驟：將100份氧化鎂、101份六水氯化鎂、3份梓檬酸溶于45 份自來(lái)水中，使得所述氧化鎂、氯化鎂和水的質(zhì)量比為2. 1:1:2. 8,混合均勻形成氯氧鎂水 泥；其中，所述氧化鎂來(lái)自所述鹽湖提鋰副產(chǎn)鎂渣的煅燒產(chǎn)物，所述份數(shù)均為質(zhì)量份數(shù)。
[0014] 本發(fā)明通過(guò)在氯氧鎂水泥的制備過(guò)程中，向MgO-MgCl2-H2O三元體系中摻雜化學(xué) 外加劑，可達(dá)到降低氯氧鎂水泥水化放熱量、延緩水化時(shí)間的目的。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 以下，將參照具體的實(shí)施例來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明。然而，可以以許多不同的形式來(lái)實(shí) 施本發(fā)明，并且本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為限制于這里闡述的具體實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施 例是為了解釋本發(fā)明的原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明 的各種實(shí)施例和適合于特定預(yù)期應(yīng)用的各種修改。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的一種降低氯氧鎂水泥水化放熱量的方法，即將質(zhì)量比為1.2? 2. 8:1:2?3. 2的氧化鎂、氯化鎂、水混合，同時(shí)向該混合物中添加化學(xué)外加劑，并使得其中 化學(xué)外加劑的質(zhì)量為氧化鎂的質(zhì)量的1%?3%，混合均勻形成氯氧鎂水泥；也就是說(shuō)，化 學(xué)外加劑的添加方式為外摻。
[0017] 在制備氯氧鎂水泥的過(guò)程中，一般有內(nèi)摻和外摻兩種不同的添加方式，選擇何種 添加方式取決于不同的添加物質(zhì)，而不同的添加方式也造成制備得到的氯氧鎂水泥具有不 同的性能。一般情況下，化學(xué)外加劑選擇外摻的方式；外摻指添加的物質(zhì)（本發(fā)明中指化學(xué) 外加劑）的添加量為某原料（本發(fā)明中指氧化鎂）用量的一比值，其為另外加入的物質(zhì)，其 添加量不替代該原料的用量，如本發(fā)明中，若內(nèi)摻1 %化學(xué)外加劑，則表示化學(xué)外加劑的添 加量為氧化鎂用量的10%，即其與氧化鎂的質(zhì)量比為1:10。
[0018] 優(yōu)選地，化學(xué)外加劑可選自磷酸、磷酸鹽、鐵礬、檸檬酸中的至少一種；氯化鎂可來(lái) 自六水氯化鎂，而此處的水可包括外加入體系的外加水和六水氯化鎂中的結(jié)晶水，即此處 的水指該體系中的水的總量。
[0019] 下面將結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)地描述，顯然，所描述的 實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)例，而不是全部實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)范 圍。
[0020] 實(shí)施例1
[0021] 原料氧化鎂來(lái)源于菱鎂礦輕燒粉，即菱鎂礦的煅燒產(chǎn)物，用量164份左右，在本實(shí) 施例中其中氧化鎂的含量為60%?62%，也就是說(shuō)，保持原料氧化鎂的用量約為100份左 右。
[0022] 將168份左右六水氯化鎂溶于134份左右的自來(lái)水中，形成氯化鎂水溶液，此處自 來(lái)水即為外加水，即向體系中另外加入的水，下述如無(wú)特別說(shuō)明，均指此含義；再向其中加 入上述164份上述含氧化鎂為60 %?62 %的菱鎂礦輕燒粉與1份磷酸，混合均勻后形成氯 氧鎂水泥，上述份數(shù)均為質(zhì)量份數(shù)；也就是說(shuō)，在該氯氧鎂水泥中，氧化鎂、氯化鎂和水的質(zhì) 量比例為1.2:1:2. 8,此處水指體系中的總水量，包括添加的134份自來(lái)水及168份六水氯 化鎂溶解后得到的89份水；且化學(xué)外加劑磷酸的添加量為氧化鎂用量的1% (此處指質(zhì)量 百分?jǐn)?shù)，外摻；下述如無(wú)特別說(shuō)明，均指質(zhì)量百分?jǐn)?shù)及外摻）。
[0023] 為說(shuō)明化學(xué)添加劑磷酸對(duì)氯氧鎂水泥制備中的水化過(guò)程的影響，在經(jīng)由上述方法 制備得到的氯氧鎂水泥的水化階段，對(duì)其水化放熱規(guī)律進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)該氯氧鎂水泥的 3d水化放熱量為732. 15J · g_\誘導(dǎo)期結(jié)束時(shí)間為8. 6h，加速期結(jié)束時(shí)間為18. 6h。
[0024] 誘導(dǎo)期和加速期是水泥水化反應(yīng)的主要階段，誘導(dǎo)期為水泥放熱速率低、放熱量 小的階段，此階段一般持續(xù)幾個(gè)小時(shí)，其長(zhǎng)短受眾多因素的影響，包括MgO的活性、反應(yīng)溫 度、外加劑的種類(lèi)和數(shù)量等；加速期為水泥放熱速率快、放熱量大的階段，此階段主要形成 了水泥的水化產(chǎn)物，使?jié){體產(chǎn)生強(qiáng)度。因此誘導(dǎo)期和加速期的時(shí)間長(zhǎng)短間接上反應(yīng)了水泥 的凝結(jié)時(shí)間、漿體的強(qiáng)度和水化產(chǎn)物的種類(lèi)和數(shù)量，從而進(jìn)一步體現(xiàn)水泥的各種性能，如抗 壓強(qiáng)度和抗水性等。
[0025] 實(shí)施例2
[0026] 原料氧化鎂來(lái)源于白云石輕燒粉（氧化鎂的含量約為20%?28% )，即白云石礦 的煅燒產(chǎn)物，用量364份左右，其中，本實(shí)施例的白云石輕燒粉氧化鎂含量約為27 %?28 % 即氧化鎂約為100份。
[0027] 將72份六水氯化鎂溶于77份自來(lái)水中，形成氯化鎂水溶液，再將上述白云石輕燒 粉364份、2份鐵礬溶于該氯化鎂水溶液中，攪拌均勻形成氯氧鎂水泥，上述份數(shù)均為質(zhì)量 份數(shù)；也就是說(shuō)，在該氯氧鎂水泥中，氧化鎂、氯化鎂和水的質(zhì)量比例為2. 8:1:3. 2,此處水 的來(lái)源同實(shí)施例1中所述；且化學(xué)外加劑鐵礬的添加量為氧化鎂用量的2%。
[0028] 對(duì)該氯氧鎂水泥的水化過(guò)程進(jìn)行測(cè)定，可知：所述氯氧鎂水泥的3d水化熱為 571. 53J · g'誘導(dǎo)期結(jié)束時(shí)間為2. 47h，加速期結(jié)束時(shí)間為8. 85h。
[0029] 實(shí)施例3
[0030] 原料氧化鎂來(lái)自于鹽湖提鋰副產(chǎn)鎂渣的煅燒產(chǎn)物，用量125份，本實(shí)施例包含水 泥制備原料氧化鎂約為80%，S卩氧化鎂為100份左右。
[0031] 將101份水氯鎂石（即六水氯化鎂）溶于45份自來(lái)水中，形成氯化鎂水溶液； 再將上述煅燒產(chǎn)物125份、3份檸檬酸溶于該氯化鎂水溶液中，攪拌均勻形成氯氧鎂水泥， 上述份數(shù)均為質(zhì)量份數(shù)；也就是說(shuō)，在該氯氧鎂水泥中，氧化鎂、氯化鎂和水的質(zhì)量比例為 2. 1:1:2. 8,此處水的來(lái)源同實(shí)施例1中所述；且化學(xué)外加劑檸檬酸的添加量為氧化鎂用量 的3%。
[0032] 對(duì)該氯氧鎂水泥的水化過(guò)程進(jìn)行測(cè)定，可知：所述氯氧鎂水泥的3d水化熱為 736. 31J · g-1，誘導(dǎo)期結(jié)束時(shí)間為6. 47h，加速期結(jié)束時(shí)間為13. 15h。
[0033] 上述實(shí)施例1-3中化學(xué)外加劑分別為磷酸、鐵礬和檸檬酸，但本發(fā)明并不限制與 此，化學(xué)外加劑還可為磷酸鹽以及磷酸、磷酸鹽、鐵礬、檸檬酸中的任意幾種的混合物。
[0034] 對(duì)比實(shí)驗(yàn)
[0035] 本對(duì)比實(shí)驗(yàn)旨在通過(guò)與實(shí)施例的對(duì)比，得到化學(xué)外加劑對(duì)氯氧鎂水泥水化放熱量 的影響。
[0036] 分別對(duì)實(shí)施例1-3進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)1-3的對(duì)照實(shí)驗(yàn)，即對(duì)比實(shí)驗(yàn)1、2、3的實(shí)驗(yàn)條 件分別與實(shí)施例1、2、3相對(duì)應(yīng)，只是在實(shí)施過(guò)程中，對(duì)比實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有加入化學(xué)外加劑。對(duì)比 實(shí)驗(yàn)組獲得的氯氧鎂水泥在水化過(guò)程中的3d水化放熱量、誘導(dǎo)期結(jié)束時(shí)間及加速期結(jié)束 時(shí)間見(jiàn)表1。
[0037] 表 I
[0038]

【權(quán)利要求】
1. 一種降低氯氧鎂水泥水化放熱量的方法，其特征在于，包括如下步驟：將氧化鎂、氯 化鎂、水，及化學(xué)外加劑混合均勻，形成氯氧鎂水泥； 其中，所述氧化鎂、氯化鎂和水的質(zhì)量比為1. 2?2. 8:1:2?3. 2,所述化學(xué)外加劑與所 述氧化鎂的質(zhì)量比為1?3:100。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述化學(xué)外加劑包括磷酸、磷酸鹽、鐵礬、 檸檬酸中的至少一種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化鎂來(lái)自菱鎂礦輕燒粉、白云石輕 燒粉、鹽湖提鋰副產(chǎn)鎂渣的煅燒產(chǎn)物中的任意一種；其中，所述菱鎂礦輕燒粉、鹽湖提鋰副 產(chǎn)鎂渣的煅燒產(chǎn)物中氧化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均不低于60%，所述白云石輕燒粉中氧化鎂的質(zhì)量 分?jǐn)?shù)為20%?28%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氯化鎂來(lái)自六水氯化鎂。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述水包括外加水與所述六水氯化鎂中 的結(jié)晶水。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，包括如下步驟：將100份氧化鎂、168 份六水氯化鎂、1份磷酸溶于134份自來(lái)水中，使得所述氧化鎂、氯化鎂和水的質(zhì)量比為 1. 2:1:2. 8,混合均勻形成氯氧鎂水泥；其中，所述氧化鎂來(lái)自所述菱鎂礦輕燒粉，所述份數(shù) 均為質(zhì)量份數(shù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，包括如下步驟：將100份氧化鎂、72 份六水氯化鎂、2份鐵礬溶于77份自來(lái)水中，使得所述氧化鎂、氯化鎂和水的質(zhì)量比為 2. 8:1:3. 2,混合均勻形成氯氧鎂水泥；其中，所述氧化鎂來(lái)自所述白云石輕燒粉，所述份數(shù) 均為質(zhì)量份數(shù)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，包括如下步驟：將100份氧化鎂、101份 六水氯化鎂、3份檸檬酸溶于45份自來(lái)水中，使得所述氧化鎂、氯化鎂和水的質(zhì)量比為 2. 1:1:2. 8,混合均勻形成氯氧鎂水泥；其中，所述氧化鎂來(lái)自所述鹽湖提鋰副產(chǎn)鎂渣的煅 燒產(chǎn)物，所述份數(shù)均為質(zhì)量份數(shù)。
【文檔編號(hào)】C04B9/02GK104478254SQ201410786964
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月17日
【發(fā)明者】文靜, 董金美, 余紅發(fā), 肖學(xué)英, 李穎, 常成功, 鄭衛(wèi)新 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院青海鹽湖研究所