[发明专利]一种磷酸镁水泥

说明书

本发明公开了一种磷酸镁水泥，包括以下质量份的组分：氧化镁混合物45~75份，磷酸二氢盐15~50份，缓凝剂2~10份；其中，所述氧化镁混合物包括煅烧白云石粉，所述煅烧白云石粉的制备方法为：将粉碎的白云石与含硅组分混合均匀后于1100~1800℃煅烧，再将煅烧产物粉磨后，即得到所述的煅烧白云石粉。本发明制备的磷酸镁水泥和传统磷酸镁水泥相比，性能相近且颜色较白，同时扩大了磷酸镁水泥中氧化镁原料选择的范围，显著降低磷酸镁水泥的成本，具有良好的市场前景。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，尤其涉及磷酸镁水泥。

背景技术

磷酸镁水泥具有早强快硬、粘结强度高及体积稳定性好等优异性能，已在混凝土结构快速修补与加固等领域得到良好应用，同时在生物假体、危险废物的固化处理等方面也展现出广泛的应用前景。

磷酸镁水泥是由重烧氧化镁、磷酸盐及缓凝剂等按一定比例配制而成。其中，重烧氧化镁在磷酸镁水泥中的占比可达50-80％，它主要是由菱镁矿经1600℃以上高温煅烧后磨细而得，其品质对磷酸镁水泥性能有着至关重要的影响。目前，我国已探明的菱镁矿矿区主要分布在辽宁、山东等地，来源和储量有限，因此煅烧后得到的氧化镁价格偏高，不利于磷酸镁水泥的应用和推广。除菱镁矿矿外，白云石[CaMg(CO₃)₂]是自然界中另一种储量更为丰富的镁矿资源。我国各地已勘明的矿区多达208处，保有储量为82.2亿吨，各矿床多已开发利用。在全国范围内白云石的分布比菱镁矿更广，储量更为丰富。若将白云石中的氧化镁应用于磷酸镁水泥的制备，可显著扩大磷酸镁水泥原材料中氧化镁原材料的选择范围。

虽然白云石含有较多MgO，却不能通过直接煅烧后应用于磷酸镁水泥的制备。当白云石经低温煅烧后，煅烧产物为MgO和CaCO₃混合物，该混合物中MgO的活性非常高，无法利用其配制出凝结时间可控的磷酸镁水泥。而白云石高温煅烧后产物通常为MgO和CaO混合物，且混合物中CaO含量比较高，由于CaO的活性很高，会迅速与磷酸盐反应生成无定型的磷酸钙，同样使得磷酸镁水泥的凝结时间难以控制，当采用MgO含量高的白云石煅烧后粉体配制的磷酸镁水泥也有一定的强度，但残余的游离CaO极易导致磷酸镁水泥制品后期膨胀粉化。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种磷酸镁水泥，以煅烧白云石作为磷酸镁水泥的主要原料，显著降低磷酸镁水泥的成本和扩大磷酸镁水泥中原材料的选择范围。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种磷酸镁水泥，包括以下质量份的组分：氧化镁混合物45～75份，磷酸二氢盐15～50份，缓凝剂0～10份；

其中，所述氧化镁混合物包括煅烧白云石粉，所述煅烧白云石粉的制备方法为：将粉碎的白云石与含硅组分混合均匀后于1100～1800℃煅烧，再将煅烧产物粉磨后，即得到所述的煅烧白云石粉。

本发明通过外掺适量的含硅组分，与白云石混合后在1100～1800℃直接煅烧，由于含硅组分可以和煅烧产物中的CaO结合形成C₂S、钙镁黄长石和透辉石等矿物，消除了白云石中的游离CaO，从而有效避免了白云石高温煅烧产物中，因游离的CaO活性高而不适于直接制备磷酸镁水泥的问题。为了控制凝结时间，使用的缓凝剂可优选为3～10份，为便于煅烧，可将白云石粉碎至1mm以下。

作为优选，所述含硅组分的SiO₂含量在50％以上。

作为优选，所述含硅组分为硅石粉、硅灰、硅藻土和黏土中的至少一种。

作为优选，所述含硅组分与白云石的质量比为0.5:1～4:1。此比例和白云石中钙含量有关，钙含量越高，掺加的含硅组分的比例则越高。否则，煅烧产物中可能会含有大量游离CaO，或煅烧产物中MgO含量偏低，而不适于制备磷酸镁水泥。