一種低溫高流動性磷酸鎂水泥基材料及其制備方法與應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及磷酸鎂水泥技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種低溫高流動性磷酸鎂水泥基材料及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)
[0002] 公開該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解,而不必然被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已經(jīng)成為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。
[0003] 寒冷地區(qū)水泥混凝土路面所處的環(huán)境通常比較惡劣,混凝土路面會出現(xiàn)因雪融侵蝕和低溫引起的冷脆性等現(xiàn)象,使寒冷地區(qū)水泥混凝土路面更易被破壞,出現(xiàn)坑洞、露骨、裂縫等不同程度的損傷。若這些缺陷在冬季得不到及時(shí)修補(bǔ),進(jìn)入春季后凍融循環(huán)會進(jìn)一步加劇混凝土路面的破壞。
[0004] 磷酸鎂水泥是由重?zé)趸V、磷酸二氫銨或磷酸二氫鉀、緩凝劑組成的一種新型膠凝材料,其具有水化放熱量大、快硬早強(qiáng)、粘結(jié)強(qiáng)度高等特點(diǎn),是當(dāng)前低溫環(huán)境下修補(bǔ)非常有效的膠凝材料之一。然而,在低溫條件下,若仍采用常溫磷酸鎂水泥的水膠比,容易由于水泥漿體中自由水快速結(jié)冰而造成水泥無法充分水化,進(jìn)而導(dǎo)致磷酸鎂水泥的強(qiáng)度大幅度降低。
[0005] 為此,通常采用同時(shí)降低磷酸鎂水泥的水膠比和緩凝劑摻量的方式,但這種情況會導(dǎo)致磷酸鎂水泥的流動性變差,再加上磷酸鎂水泥的水化硬化速率快,容易失去流動性,會導(dǎo)致磷酸鎂水泥難以均勻分布和填充到需要修補(bǔ)的區(qū)域,影響修補(bǔ)層與原混凝土間的粘結(jié)力,導(dǎo)致二者之間產(chǎn)生空鼓、剝離等現(xiàn)象。因此,磷酸鎂水泥在低溫條件下存在明顯的力學(xué)性能與工作性能相沖突的問題。
發(fā)明內(nèi)容
[0006] 針對上述的問題,本發(fā)明提供一種低溫高流動性磷酸鎂水泥基材料及其制備方法與應(yīng)用,其既能夠使磷酸鎂水泥基材料在低溫和低水膠比條件下保持良好的流動性,又能夠形成良好的早期強(qiáng)度。具體地,本發(fā)明的技術(shù)方案如下所示。
[0007] 第一方面,本發(fā)明公開一種低溫高流動性磷酸鎂水泥基材料,其原料包括如下組分:磷酸鎂水泥75 90重量份、3 8重量份緩凝劑、改性羥基磷灰石5.2 10.5重量份、0.5 1.0~ ~ ~ ~
重量份葡萄糖酸鹽、10 15重量份水。其中;所述改性羥基磷灰石是由表面負(fù)載有苯酚的羥~
基磷灰石微粒形成。
[0008] 進(jìn)一步地,所述羥基磷灰石和苯酚的比例為5 10重量份:0.2 0.5重量份。
~ ~
[0009] 進(jìn)一步地,所述磷酸鎂水泥包括磷酸鹽和氧化鎂??蛇x地,所述磷酸二氫鹽和氧化鎂的比例為15 20重量份:60 70重量份。
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[0010] 進(jìn)一步地,所述磷酸鹽包括磷酸二氫銨、磷酸二氫鉀、磷酸二氫鈉等中的至少一種。
[0011] 進(jìn)一步地,所述氧化鎂包括重?zé)趸V??蛇x地,所述氧化鎂的細(xì)度≥200目。
[0012] 進(jìn)一步地,所述緩凝劑包括硼砂、三乙醇胺、硫酸鋅等中的至少一種。
[0013] 進(jìn)一步地,所述羥基磷灰石微粒的細(xì)度為200 300目。
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[0014] 進(jìn)一步地,所述葡萄糖酸鹽包括葡萄糖酸鈉、葡萄糖酸鈣等中的至少一種。
[0015] 第二方面,本發(fā)明公開一種所述低溫高流動性磷酸鎂水泥基材料的制備方法,包括如下步驟:
[0016] (1)將所述羥基磷灰石、苯酚混合后進(jìn)行研磨處理,然后將得到的粉體與所述水混合均勻,得到外加劑漿體。
[0017] (2)將所述磷酸鎂水泥、緩凝劑和葡萄糖酸鹽混合均勻,然后加入所述外加劑漿體,混合均勻后得到所述磷酸鎂水泥基材料。
[0018] 進(jìn)一步地,步驟(1)中,所述研磨處理的時(shí)間為2 2.5小時(shí)。
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[0019] 第三方面,本發(fā)明公開所述低溫高流動性磷酸鎂水泥基材料在建筑工程、道路工程、橋梁工程等中的應(yīng)用。
[0020] 相較于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明的技術(shù)方案至少具有以下方面的有益效果:
[0021] 本發(fā)明的磷酸鎂水泥材料中加入了羥基磷灰石、葡萄糖酸鹽和苯酚形成的外加劑,使磷酸鎂水泥在低溫和低水膠比條件下既保持良好的流動性,又能夠形成良好的早期
2+
強(qiáng)度。這是由于:首先,反應(yīng)初期所述葡萄糖酸鹽溶于水后會與磷酸鎂水泥釋放的Mg 形成不穩(wěn)定的絡(luò)合物,阻礙磷酸鎂水泥的水化,使反應(yīng)初期磷酸鎂水泥保持良好的流動性。其次,本發(fā)明將羥基磷灰石和苯酚混合后進(jìn)行研磨處理,從而使苯酚吸附到羥基磷灰石的表面,阻礙水化初期羥基磷灰石的晶核作用,延緩羥基磷灰石發(fā)揮作用,防止造成流動性下+
降。而隨著磷酸鎂水泥水化反應(yīng)的進(jìn)行,磷酸鎂水泥中的磷酸鹽釋放的H增多,所述羥基磷+
灰石表面的苯酚與H發(fā)生反應(yīng),使苯酚從羥基磷灰石表面脫離后進(jìn)入到磷酸鎂水泥體系的液相中。此時(shí)所述羥基磷灰石暴露在磷酸鎂水泥中,其可以作為晶核促進(jìn)磷酸鎂水泥的水化,加速水化產(chǎn)物的形成,從而形成良好的早期強(qiáng)度。
附圖說明
[0022] 構(gòu)成本發(fā)明的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解,本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明,并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。