[发明专利]一种高性能氯氧镁水泥材料及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于无机功能材料领域，涉及一种高强度、耐水性好的氯氧镁水泥材料及其使用方法。

背景技术

水泥作为一种重要的建筑材料，广泛应用于土木建筑、 水利 、国防等工程。然而，水泥工业是资源及能源消耗型工业，生产过程中会排放大量的CO₂，每加工1吨水泥约产生0.8吨CO₂，加剧了全球温室效应，对生态环境及人类的生产、生活产生了极大的影响。1985年以来，中国水泥的生产量稳居世界第 1位，在为我国基础设施建设提供保障的同时也排放大量的CO₂。随着生活水平的提高，人们对环境问题也日益关注。

针对以上问题，氯氧镁水泥问世，它是以Mg为主要元素的气硬性胶凝材料，其生产过程中产生少量的CO，而且后期服役中吸收CO₂，具有轻质高强、耐磨、抗渗等优良性能，且其生产工艺简便，无需窑炉、干燥器等热工设备，生产能耗可大大降低，具有极大的发展优势。但其属于气硬性胶凝材料，耐水性较差，这一缺陷严重阻碍了其广泛应用。

磷渣，我国是第一大黄磷生产国，但生产1吨黄磷将产渣8—10吨。而且磷渣大都露天堆放，不仅占用大量土地，还污染土壤和地下水源，给人畜安全带来极大的威胁。磷渣中含有大量SiO₂、Al₂O₃以及CaO等活性物质，能提高材料的强度和耐久性。但现如今磷渣的利用率不足产量的10%，造成有限资源的极大浪费。

磷渣粉中含有P₂O₅，可以和氧化镁-氯化镁-水系统反应生成水硬性的磷酸盐，磷渣粉中的玻璃体还可以和OH^-发生火山灰反应，生成具有水硬性的水化产物。

综合以上背景，我们提出一种在普通氯氧镁水泥的基础上，添加磷渣-微纳米活性复合掺合料的方法，从而有效提高了氯氧镁水泥的耐水性与强度。

发明内容

本发明目的在于提供一种高强度、耐水性好的氯氧镁水泥材料及其使用方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种高性能氯氧镁水泥材料，由以下重量份的组分组成：磷渣粉110-215份，微-纳米活性掺合料20-90份，轻烧氧化镁900-1070份，波美度为27-29Bé的MgCl₂水溶液590份。

优选地：所述的磷渣粉为108份、微-纳米活性掺合料为86.4份、轻烧氧化镁1005.6份，波美度为27-29Bé的MgCl2水溶液为590份。所述的微纳米活性掺合料为微纳米活性SiO₂。

所述的波美度为27-29Bé的MgCl₂水溶液通过以下方式制备：量取一定量的水，边加入MgCl₂·6H₂O边用波美计进行量测，配制波美度为27-29Bé的氯化镁溶液。

所述的磷渣粉中P₂O₅的质量百分数为1.05%。

所述的轻烧氧化镁中氧化镁的质量百分数为78.88%。

一种高性能氯氧镁水泥材料的使用方法，包括以下步骤：

（1）量取一定量的水，边加入MgCl₂·6H₂O边用波美计量测，配制成波美度为27-29Bé的氯化镁溶液；

（2）将110-215重量份的磷渣粉、20-85重量份的微-纳米活性掺合料、900-1070重量份的轻烧氧化镁一起加入到590重量份的波美度为27-29Bé的MgCl₂水溶液中，搅拌得到水泥浆体。

所述的搅拌步骤为：先低速搅拌60s，停30s，接着高速搅拌90s，停止搅拌。

上述的高性能氯氧镁水泥材料在建筑领域的应用。

本发明利用磷渣粉中P₂O₅与氧化镁-氯化镁-水体系反应及磷渣粉中玻璃体与OH^-发生火山灰反应生成青色至白色的水硬性的磷酸盐、水化产物的特点。另外，掺入微纳米活性矿物掺合料可再度提高本材料的强度及耐水性。通过宏观试验测试和微观结构分析，了解到所制备的高性能氯氧镁水泥在宏观方面耐水性好，强度达标，大量消纳磷渣；在微观方面水化产物排列紧凑，结构致密。与此同时，本材料制备方法简单易行，快速方便，经济环保。

本发明方法具有以下的积极效果：