[发明专利]一种高强速凝、低能耗氯氧镁无机凝胶材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种高强速凝、低能耗氯氧镁无机凝胶材料及制备方法，包括：按照以下重量份制备，轻烧氧化镁235‑335份，六水合氯化镁150‑170份，水90‑100份，铝酸钠2‑40份，制备时，将六水合氯化镁和水按配比混合，充分搅拌均匀形成透明混合溶液；按配比加入铝酸钠，搅拌至均匀；按配比加入轻烧氧化镁，搅拌5 min，得到均匀的水泥浆料；将搅拌好的氯氧镁水泥倒入模具中振实，常温固化24 h后脱模，室温下进行空气养护；本发明中其制备工艺简单、绿色环保，原料易得，易于实施。

技术领域

本发明涉无机凝胶材料领域，尤其涉及一种高强速凝、低能耗氯氧镁无机凝胶材料及制备方法。

背景技术

随着经济和科技水平的发展进步，低能耗、短工期和可持续发展已经成为各行业关注的焦点，例如，最大能源消耗行业之一的建筑领域。其中使用最为广泛的硅酸盐水泥，由于其生产制备过程中存在能耗高、粉尘污染严重以及有害垃圾和温室气体排放过量的问题，生产和使用受到了限制。据统计，平均每吨水泥生产会排放0.7-1.1吨的CO₂，硅酸盐水泥每年排放的CO₂约为全球总量的10%。因此，发展一种既可以满足建筑制造使用要求，又可以降低能耗和环境危害的绿色环保建筑材料已势在必行。

氯氧镁水泥，又称Sorel水泥，是一种由中和-水化-结晶过程生成的MgO-MgCl₂-H₂O三元体系气硬性胶凝材料。主要水化产物为3Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O (3相)、5Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O (5相)和Mg(OH)₂相，其中5相晶体为机械强度的主要提供相。氯氧镁水泥具有机械强度高、固碳性能优良、耐腐蚀、隔音、隔热、阻燃、耐磨、加工成型简单等一系列优良性能，并且适用于粘接各种基材，现已被广泛应用于包装材料、建筑建材、生产养殖及交通运输等领域。因此被视为硅酸盐水泥的有效替代材料。

然而水泥的传统固化方式水化时间长、生产成本和能耗较高。因此，有必要发展一种快速有效的新型固化方式。其中，蒸汽固化方法虽然可以加快固化进程、提高早期强度，但是此过程每天至少需要工作12小时，限制生产力、增加能耗。CO₂固化方法虽然避免了这些问题，但是会产生更多温室气体排放，并且还没有达到商业化应用阶段。因此，选择一种合适的添加剂缩短固化时间、加快水化进程、提高机械强度成为一种相对有效、环保的固化方式。

相较于其他添加剂，铝酸钠具有成本低、产量大、制备工艺简单、溶解性好的优点。通过引入铝酸钠，使Na⁺离子和AlO₂^-离子与水泥基质的液相相结合，从而释放出大量热量和OH^-离子，提高体系的温度和pH，以此加快氯氧镁水泥的水化速率、提高机械强度。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，针对当前水泥固化方式能耗高、成本大、环境污染严重的问题，提供了一种高强速凝、低能耗氯氧镁无机凝胶材料及制备方法，其制备工艺简单、绿色环保，原料易得，易于实施。

为达到上述目的，本发明采用的第一种技术方案为：一种高强速凝、低能耗氯氧镁无机凝胶材料，包括：以下重量份的原料制得，其特征在于，轻烧氧化镁235-335份，六水合氯化镁150-170份，水90-100份，铝酸钠2-40份。

本发明一个较佳实施例中，选用活性为64%的轻烧氧化镁240份，六水合氯化镁155份，水90-100份，铝酸钠2-30份。

本发明采用的第二种技术方案为：一种高强速凝、低能耗氯氧镁无机凝胶材料及制备方法，步骤如下：

（1）六水合氯化镁和水按配比混合，充分搅拌均匀形成透明混合溶液；

（2）在步骤（1）中按配比加入铝酸钠，搅拌至均匀；