[发明专利]一种抗返卤氯氧镁水泥及其制备方法

说明书

本发明公开了一种抗返卤氯氧镁水泥，包括以下重量份的组份，抗返卤剂0.1‑0.5份，氯化镁1.5‑2.5份，胶结剂4‑5份，水2‑3份。所述胶结剂为轻烧粉、粉煤灰、微硅粉、乳胶粉中的一种或多种。所述抗返卤剂为采用微通道反应器通过共沉淀反应制备的超薄类水滑石纳米片，超薄类水滑石纳米片进一步采用表面活性剂修饰，具体修饰过程为：将所述超薄类水滑石纳米片分散于0.001‑0.5mol/l的表面活性剂溶液中。利用微反应器制备的LDH纳米片具有超薄结构，分散后具有较大的比表面积，能够有效捕捉水泥材料中游离的氯离子，形成氯离子插层的LDH，避免氯离子迁移到水泥表面造成返卤；将类水滑石纳米片采用表面活性剂进一步修饰。

技术领域：

本发明属于混凝土技术领域，涉及一种抗返卤氯氧镁水泥及其制备方法，采用微通道反应器通过共沉淀反应制备的超薄类水滑石纳米片或经过长碳链表面活性剂修饰的类水滑石纳米片作为抗返卤剂，能够有效捕捉镁水泥中游离的氯离子，特别适用于抑制镁水泥返卤。

背景技术：

我国菱镁矿资源丰富，储量居世界前列，较国外菱镁矿资源优势具有明显优势，并且矿石质地优良、氧化镁含量高、矿床类型简单、储量集中、易采易选。镁水泥主要有氯氧镁水泥、硫氧镁水泥、磷氧镁水泥。其中氯氧镁水泥是目前应用最广的一种，其主要原料是活性氧化镁和氯化镁，氯氧镁水泥水化产物达到一定浓度后，水合氯氧镁离子在碱性条件下发生缩合反应，形成5Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O(5·1·8相或5相)和3Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O(3·1·8相或3相)的胶体微粒，同时释放大量热量。若原材料中剩余MgO和H₂O，二者还会继续反应形成Mg(OH)₂。这些水合离子型配位化合物的形成能够大量消耗浆体中的游离水，从而使浆体快速丧失流动性而形成凝胶，并逐渐析出纤维状晶体，晶体相互交错生长填充在未水化颗粒之间，最后形成以5·1·8相、3·1·8相、MgO和Mg(OH)₂所组成的密实的堆聚体结构，浆体的硬化程度、强度不断提高。但由于5·1·8相和3·1·8相的不稳定性，易受空气中的CO₂和水的作用转化成氯碳酸镁盐结晶，同时伴随着水分蒸发和盐类析出再结晶的的过程。硬化后的镁水泥浸水后5·1·8相和3·1·8相会发生水解，随浸水时间延长不断转变成Mg(OH)₂相，使原本堆积紧密的结构逐渐转变为松散层状晶体结构，这是镁水泥耐水性差的根本原因。另外，由于MgCl₂的溶解，Cl^-迁移到水泥块的表面，与其它阳离子结合形成白色的晶体，俗称返卤，其影响水泥的美观及实际应用。现阶段抑制镁水泥返卤的主要技术是使用镁水泥抗水剂。按主要化学成分，分为：磷酸及其盐类、硫酸盐类、有机树脂类以及无机复合类。这些方法的主要原理是将生成的5·1·8相和3·1·8相晶体进行表面包覆，尽量减少水分子与其接触，从而达到抑制返卤的目的。但水泥的实际应用是一个长期的过程，所以依靠包覆这种方法来阻止水分子进入内部与生成的晶体接触这种方法解决问题的程度有限。层状双金属氢氧化物(又称类水滑石，简称LDHs)是一类带正电荷的层状结构功能材料，层间存在可交换的阴离子，这类材料由于其独特的晶体结构和物化特性使其在离子交换、吸附、催化、光学材料、电学材料等许多领域展现出极为广阔的应用前景。因此，利用LDH的层间可以交换阴离子的特点，将镁水泥中游离的氯离子插入LDH层间，由于氯离子的插层-释放存在动态平衡，所以能够有效抑制5·1·8相和3·1·8相晶体中MgCl₂的溶解，在有效抑制返卤的同时，还能够提高镁水泥强度的稳定性。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，寻求一种抗返卤氯氧镁水泥及其制备方法，解决现有技术中依靠在镁水泥中5·1·8相和3·1·8相晶体上覆盖一层无机物胶体或疏水的聚合物，导致抑制返卤效率低的问题。