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一种 钾基磷酸镁水泥缓凝方法

专利类型	发明公开	法律事件	公开; 实质审查; 授权;
专利有效性	有效专利	当前状态	授权
申请号	CN201210173696.9	申请日	2012-05-30
公开(公告)号	CN102659450A	公开(公告)日	2012-09-12
申请人	南京工业大学;	申请人类型	学校
发明人	李东旭; 刘凯; 姜帆; 张超; 伊海赫;	第一发明人	李东旭
权利人	南京工业大学	权利人类型	学校
当前权利人	南京工业大学	当前权利人类型	学校
省份	当前专利权人所在省份：江苏省	城市	当前专利权人所在城市：江苏省南京市
具体地址	当前专利权人所在详细地址：江苏省南京市鼓楼区新模范马路5号	邮编	当前专利权人邮编：
主IPC国际分类	C04B40/06	所有IPC国际分类	C04B40/06 ; C04B22/16
专利引用数量	1	专利被引用数量	2
专利权利要求数量	5	专利文献类型	A
专利代理机构	南京天华专利代理有限责任公司	专利代理人	徐冬涛; 袁正英;
摘要	本发明公开了一种钾基磷酸镁水泥缓凝方法。目的在于通过延缓磷酸镁水泥的凝结时间，提高水泥的水化程度和力学性能。其具体步骤为：先将碱性磷酸盐加水溶解，然后将碱性磷酸盐溶液中加入钾基磷酸镁水泥；其中碱性磷酸盐的掺入质量占钾基磷酸镁水泥中的镁化合物、含钾磷酸盐和硼氧化合物质量的2~6%。磷酸氢二钾实现磷酸镁水泥的凝结时间在20min~50min内可任意调节，适合于作为常温下的土建结构快速修补材料；磷酸三钾实现钾基磷酸镁水泥的凝结时间在40min~2.5h任意调节，适合于常温和高温下的各种工程应用。
权利要求	1.一种钾基磷酸镁水泥缓凝方法，其具体步骤为：先将碱性磷酸盐加水溶解，然后将碱性磷酸盐溶液中加入钾基磷酸镁水泥；其中碱性磷酸盐的掺入质量占钾基磷酸镁水泥中的镁化合物、含钾磷酸盐和硼氧化合物总质量的2~6%。 2.根据权利要求1所述的钾基磷酸镁水泥缓凝方法，其特征在于所述的钾基磷酸镁水泥原料组份为镁化合物、含钾磷酸盐、硼氧化合物和掺合料；其中含钾磷酸盐与镁化合物的摩尔比为1∶（6~12），硼氧化合物用量占镁化合物、含钾磷酸盐原料和硼氧化合物质量的 1~5%；掺合料掺量为占钾基磷酸镁水泥原料总质量的0~40%。 3.根据权利要求1所述的钾基磷酸镁水泥缓凝方法，其特征在于所述的镁化合物为重烧氧化镁；含钾磷酸盐为磷酸二氢钾；掺合料为粉煤灰；硼氧化合物为四硼酸钠。 4.根据权利要求1所述的钾基磷酸镁水泥缓凝方法，其特征在于所述的碱性磷酸盐为磷酸氢二钾或磷酸三钾。 5.根据权利要求1所述的钾基磷酸镁水泥缓凝方法，其特征在于水的加入量为控制水与碱性磷酸盐和钾基磷酸镁水泥原料总质量，即水料的质量比为0.08~0.12。
说明书全文	一种钾基磷酸镁水泥缓凝方法技术领域 [0001] 本发明涉及磷酸镁水泥缓凝方法，尤其涉及一种钾基磷酸镁水泥缓凝方法。背景技术 [0002] 磷酸镁水泥(magnesium-phosphate cement)，又叫化学结合磷酸镁陶瓷，是一种新型气硬性胶凝材料，由磷酸二氢钾或磷酸二氢铵、重烧MgO粉、掺合料、缓凝剂等制备而成，与水搅拌可以在较短时间内形成类似热烧结陶瓷的致密结构。磷酸镁水泥制备的水泥基材料，具有优异的抗盐冻性能、耐磨性、耐硫酸盐侵蚀性能、抗氯离子渗透性能等，耐久性突出。 [0003] 因为原材料等因素，磷酸镁水泥有时凝结过快，一般在10分钟以内，凝结时间难以有效控制，施工性能差，材料放热量高，不利于高温、大面积施工。目前，磷酸镁水泥的缓凝技术主要有：配比、掺加缓凝剂或掺合料、碱缓凝、控制MgO的活性与细度和冷却搅拌水。这五种缓凝技术都存在着各种各样的不足之处： [0004] 配比。磷酸盐原料与镁化合物的摩尔比(P∶M比)越大，水泥的凝结时间越长。采用高P∶M比后，水泥浆体在硬化后会残存大量的可溶性磷酸盐，材料易吸湿、开裂，耐久性下降。胶凝材料的使用成本也因为磷酸二氢钾用量增多而大幅提高。 [0005] 掺加缓凝剂或掺合料。目前已发现适合磷酸镁水泥的缓凝剂主要为四硼酸钠、硼酸和三聚磷酸钠。这些缓凝剂都具有一定的缓凝效果，但往往掺量过大，给磷酸镁水泥力学性能带来负面影响。使用掺合料主要是为了降低材料应用成本，因为分散作用也可以稍微延缓凝结时间。 [0006] 碱缓凝。通过掺加易溶的碳酸盐或者氢氧化物(如碳酸钾、氢氧化钾等)，消耗浆体中部分初始H+来达到缓凝目的。碱消耗了H+影响整个水化过程中的MgO溶解量，降低了水泥的水化程度，对材料力学性能发展不利。 [0007] 控制MgO的活性与细度。目前，制备磷酸镁水泥都是采用重烧镁粉，原料活性得到有效控制；重烧MgO的细度也有个适宜的范围，颗粒过大反而使得水化不充分，导致强度剧烈下降。 [0008] 搅拌采用冷却水。国外报道中有，夏季采用低温搅拌水来延长凝结时间，但仅限于实验研究，实际操作性不佳。发明内容 [0009] 本发明的目的就是提供一种具有增强作用的钾基磷酸镁水泥缓凝方法，通过不同施工需求选择碱性磷酸盐,可以在20min~2.5h灵活调节凝结时间，改善水泥的微观结构特性和大幅提高水泥的后期强度。磷酸镁水泥的应用范围得到大幅扩展，不再局限于常温下的结构快速修补。 [0010] 本发明的技术方案为：一种钾基磷酸镁水泥缓凝方法，其具体步骤为：先将碱性磷酸盐加水溶解，然后将碱性磷酸盐溶液中加入钾基磷酸镁水泥；其中碱性磷酸盐的掺入质量占钾基磷酸镁水泥中的镁化合物、含钾磷酸盐和硼氧化合物质量的2~6%。 [0011] 优选所述的钾基磷酸镁水泥原料组份为镁化合物、含钾磷酸盐、硼氧化合物和掺合料；其中含钾磷酸盐与镁化合物的摩尔比为1∶（6~12），硼氧化合物用量占镁化合物、含钾磷酸盐原料和硼氧化合物质量的1~5%；掺合料掺量为占钾基磷酸镁水泥原料（镁化合物、磷酸盐原料、硼氧化合物和掺合料）质量的0~40%。优选其中的镁化合物为重烧氧化镁；含钾磷酸盐为磷酸二氢钾；掺合料为粉煤灰；硼氧化合物为四硼酸钠。 [0012] 优选所述的碱性磷酸盐为磷酸氢二钾或磷酸三钾。 [0013] 优选水的加入量为控制水与碱性磷酸盐和钾基磷酸镁水泥原料总质量（镁化合物、磷酸盐原料、硼氧化合物和掺合料），即水料质量比为0.08~0.12。 [0014] 如果钾基磷酸镁水泥凝结时间要求在20~50min时，优选采用磷酸氢二钾作为碱性磷酸盐，适用于低温和常温下快速修补工程。 [0015] 如果钾基磷酸镁水泥凝结时间要求在40min~2.5h时，优选采用磷酸三钾作为碱性磷酸盐，适用于常温下和高温下各种修补工程。 [0016] 本发明的使用方法为：首先，根据操作需求将规定量的碱性磷酸盐溶解于搅拌用水，待溶解完全后往溶液中倒入配制好的磷酸镁水泥，搅拌机搅拌后即可使用。碱性磷酸盐改善了硬化水泥浆体的水化程度，大幅提高了浆体的后期力学性能。 [0017] 有益效果： [0018] 本发明涉及的磷酸镁水泥缓凝方法可以有效调节磷酸镁水泥材料的凝结时间。通过控制碱性磷酸盐的种类和掺量，可以实现水泥凝结时间在20min~2.5h范围随意调节。凝结时间的延长为磷酸镁水泥材料的施工操作预留了大量的时间，扩大了该水泥的应用范围，如高温和大体积施工。通过延缓水泥的凝结反应，磷酸镁水泥水化更为充分，力学性能得到较大提升。更为重要的是，该缓凝方法不会引入外来离子，这也有利于材料结构的发展。具体实施方式 [0019] 磷酸镁水泥在土建修补工程具有广泛的应用价值，磷酸镁水泥的缓凝技术以碱性磷酸盐为基础，根据不同施工需求选择碱性磷酸盐的种类与掺量。 [0020] 实施例1 [0021] 按磷酸二氢钾与重烧氧化镁摩尔比为1∶6，四硼酸钠用量占（镁化合物+磷酸盐原料+硼氧化合物）质量的2%。称取占总质量（磷酸二氢钾、重烧氧化镁和四硼酸钠）6%的磷酸氢二钾，磷酸氢二钾首先溶解于搅拌用水，待溶解完毕后与粉状重烧氧化镁、磷酸二氢钾、四硼酸钠一起搅拌，制备得磷酸镁水泥净浆材料；其中用水料（磷酸二氢钾、重烧氧化镁、四硼酸钠和磷酸氢二钾）质量比为0.09。20±2℃下干燥环境养护，测得基本性能： [0022] 凝结时间为47min，1d、3d、7d和28d抗压强度分别为28.1MPa、39.9MPa、58.6MPa和67.4MPa。 [0023] 该配方适合于低温和常温下各种土建修补材料。 [0024] 实施例2 [0025] 按磷酸二氢钾与重烧氧化镁摩尔比为1∶12，四硼酸钠用量占（镁化合物+磷酸盐原料+硼氧化合物）质量的2%。称取占（磷酸二氢钾、重烧氧化镁和四硼酸钠）总质量3%

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