[发明专利]一种磷酸盐水泥及其制备方法

说明书

本发明公开了一种新型磷酸盐水泥及其制备方法，包括白云石‑含铝组分‑石膏组分煅烧混合物粉体、磷酸盐和缓凝剂；其中，所述混合物粉体为45~75份、磷酸盐为15~50份、缓凝剂为2~10份。本发明将白云石应用于制备磷酸盐水泥，可将混合物粉体替换菱镁矿制备的重烧氧化镁用于磷酸镁水泥，解决了传统磷酸镁水泥只能使用菱镁矿生产的氧化镁原材料的限制，拓宽了磷酸盐水泥原材料来源范围。同时，由于原材料范围来源更广、煅烧温度较低，还能大幅度降低磷酸镁水泥生产过程中的能耗。相对传统磷酸镁水泥，新型磷酸盐水泥节约了氧化镁的成本，而且性能优于传统磷酸镁水泥。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种新型磷酸盐水泥及其制备方法。

背景技术

磷酸镁水泥具有早强快硬、流动性好、粘结强度高、低渗透性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，同时在危险废物的固化处理等方面也展现出广泛的应用前景，然而目前，较高的原材料成本是限制磷酸镁水泥推广应用的主要影响因素。

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%，其主要是由菱镁矿经1600℃以上高温煅烧后磨细而得。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。磷酸镁水泥中的氧化镁中只有不到25%参与了水化反应，剩余的大部分氧化镁仅仅起到填充作用。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。白云石在全国范围内的分布比菱镁矿更广，储量更为丰富。若将白云石应用于磷酸镁水泥的制备，可显著扩大磷酸镁水泥原材料的选择范围。

虽然白云石含有较多MgO，却不能通过直接煅烧应用于磷酸镁水泥的制备。白云石在高于1000℃煅烧后产物为MgO和CaO混合物，且煅烧混合物中CaO含量较高，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，使得磷酸镁水泥的凝结时间难以控制，且残余的游离CaO极易导致磷酸镁水泥制品后期膨胀粉化。要将白云石应用于磷酸盐水泥制备，有效处理甚至有效利用白云石中CaO具有很大的挑战性。此外，由于传统磷酸盐水泥在水环境下后期强度发展缓慢，甚至会出现倒缩，如果能改善磷酸镁水泥在水环境下的强度发展，将大大提升磷酸盐水泥包括磷酸镁水泥的性能，促进磷酸盐水泥的工程应用。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明提供一种新型磷酸盐水泥及其制备方法，通过在较低温度下制备白云石-含铝组分-石膏组分煅烧混合物粉体的，将白云石中的CaO结合成硫铝酸钙和硅酸二钙，目的在于解决将白云石通过煅烧替代菱镁矿应用于磷酸水泥的问题，同时也以解决现有磷酸镁水泥成本较高的问题。

进一步，由于白云石-含铝组分-石膏组分煅烧混合物粉体中的硫铝酸钙和硅酸二钙可持续参与水化反应，能改善磷酸镁水泥在水环境下的强度发展，可解决磷酸盐水泥水环境下强度发展不佳的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种新型磷酸盐水泥，包括白云石-含铝组分-石膏组分煅烧混合物粉体，以及磷酸盐和缓凝剂；其中，所述混合物粉体为45~75份、磷酸盐为15~50份、缓凝剂为2~10份。

进一步，还包括重烧氧化镁，所述重烧氧化镁的质量小于所述煅烧混合物粉体与重烧氧化镁总质量的50%。

进一步，所述磷酸盐为磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、磷酸二氢钠、磷酸一氢钾和磷酸一氢铵中的至少一种。

进一步，所述缓凝剂为硼砂或硼酸中的至少一种。

本发明提供一种新型磷酸盐水泥的制备方法，制备本发明所述新型磷酸盐水泥，将45~75份的混合物粉体、15~50份的磷酸盐、2~10份的缓凝剂混合均匀。