[发明专利]一种无机晶须增强碱式硫酸镁发泡水泥及其制备方法

说明书

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种无机晶须增强碱式硫酸镁发泡水泥及其制备方法。该晶须增强BMS发泡水泥包括以下重量份的原料组分：七水硫酸镁600～700份，活性氧化镁550～650份，外加剂5～10份，发泡剂5～15份，碱式硫酸镁晶须10～40份，水650～750份。本发明所用晶须与水泥基体均为碱式硫酸镁的水合物晶体，因此它们的界面相容性良好，晶须能在发泡水泥中分散均匀，且与基体5·1·7相相互交错形成网络状结构，可提高BMS发泡水泥的力学性能。本发明具有可操作性强、重复性好、无环境污染、可在常温下进行、易于实现工业化等优势；所制备的BMS发泡水泥兼具保温性、密度小、强度高、韧性良好等优点。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种无机晶须增强碱式硫酸镁发泡水泥及其制备方法。

背景技术

碱式硫酸镁(basic magnesium sulfate，BMS)发泡水泥是一种以活性氧化镁、硫酸镁、外加剂为主要原料，通过物理方法或者化学方法在水泥浆体中产生泡沫并浇筑到模具中，再经室温养护所形成的一种具有大量气孔的新型轻质保温材料。在利用镁基胶凝剂为原料发泡制备BMS发泡水泥时，存在发泡材料强度不高、易开裂易碎、掉粉等问题。虽然掺加纤维类材料等可以延缓初始裂纹的出现并抑制裂纹扩展，提高其抗折强度，但由于普通纤维和镁基胶凝材料化学结合弱，存在分散性和相容性差以及界面过渡区不够密实等问题。因此开发具有高抗压抗折能力的BMS发泡水泥对后续建筑材料的工业化开发和应用来说尤为必要。

无机晶须是高长径比的微米级纤维状材料，具有密度低、弹性模量高、抗压强度高等优点。在胶凝材料发泡过程中，无机晶须表面与胶凝材料之间相容性好、化学结合力强，从而形成具有胶粘性的水化产物，可提高发泡水泥的力学性能。国内外大量文献报道了无机晶须用于增强硅酸盐水泥的研究。专利CN 105884295B公开了一种制备地暖用高强泡沫混凝土材料的方法，使用硫酸钙晶须和不锈钢纤维去增强铝硅酸盐发泡水泥的抗压强度，所制得泡沫混凝土材料的抗压强度高于2.1MPa，吸水率低于0.024％，导热系数小于0.92W·m^-1·K^-1。专利CN 109704674A公开了一种晶须增强重矿渣透水混凝土的方法，使用碳酸钙晶须有效增强了硅酸盐水泥的抗压强度，可将水泥的抗压强度提高到20MPa以上。但是有关无机晶须增强BMS发泡水泥的研究并不多见。

发明内容

本发明的目的是为了更好的利用无机晶须的增强增韧效应，针对现有BMS强度不高、易开裂易碎、掉粉等问题，将晶须引入到水泥发泡成型制备过程中，并结合BMS发泡水泥固有特性，以获得兼具保温性、密度小、强度高、韧性良好等优点的BMS发泡水泥。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种无机晶须增强碱式硫酸镁发泡水泥，其原料组分按重量份包括：七水硫酸镁600～700份，活性氧化镁550～650份，外加剂5～10份，发泡剂5～15份，无机晶须10～40份，水650～750份。

进一步地，所述七水硫酸镁为无色晶体或白色粉末，含量≥99.5％。

进一步地，所述活性氧化镁的活性为85～92％。

进一步地，所述外加剂为一水合柠檬酸、无水柠檬酸、柠檬酸盐、酒石酸、酒石酸盐中的任意一种或至少两种的混合。

进一步地，所述发泡剂为双氧水、十四烷基二甲基甜菜碱(BS-14)中的一种。

进一步地，所述碱式硫酸镁晶须化学式为5Mg(OH)₂·MgSO₄·2H₂O(MHSH-512)，密度为0.03～0.05g/cm³，平均长度300-500μm，直径2.0～3.0μm，长径比为150～200。