[发明专利]一种复合缓凝剂及其制备方法和其在磷酸铵镁水泥中的应用

说明书

本发明公开了一种复合缓凝剂及其制备方法和其在磷酸铵镁水泥中的应用，由A组分、B组分和C组分三组份组成，以重量份数计，包括以下组分：所述A组分为乙酸和/或乙酸铵2.5‑10份，所述B组分：亚硝酸盐1‑12份，硼砂25‑50份，十二水合磷酸氢二钠25‑40份；所述C组分为二性氧化物，二性氧化物6‑15份。所述复合缓凝剂在环境温度为30℃‑35℃时，能有效延缓磷酸铵镁水泥的凝结时间和减少早期水化放热量，添加所述复合缓凝剂，即可获得一种高性能磷酸铵镁水泥。本发明所述复合缓凝剂可使磷酸铵镁水泥浆体的3h、1d和28d抗折、抗压强度提高50%‑100%。本发明所述复合缓凝剂中不含氯离子，可扩大磷酸铵镁水泥基材料的使用范围。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种复合缓凝剂及其制备方法和其在磷 酸铵镁水泥中的应用。

背景技术

磷酸镁水泥或称化学结合磷酸镁陶瓷,是一种快硬早强的胶凝材料,由重 烧氧化镁粉，磷酸盐、缓凝剂、掺合料、添加剂等制备而成,与水搅拌可以在较 短时间内凝结硬化形成类似烧结陶瓷的致密结构。由磷酸镁水泥作胶粘剂制备的 水泥基材料,具有高早强、低收缩、抗冻和盐冻、抗盐侵蚀能等优异性能。

磷酸镁水泥的水化反应实质上是一个以酸碱中和反应为基础的放热反应, 其反应速度较快，且集中释放出大量热量，结果使水泥体系的温度过高，一方面 会进一步加快整个体系的反应速度，造成凝结时间过短，不便施工等问题；另一 方面温度过高也会造成水泥基材料构件内外之间形成温度梯度，产生较大的温度 应力，导致混凝土产生裂缝，严重危害工程质量。因为这些缺陷，磷酸镁水泥长 期以来都未受到人们足够的重视和研究，而只是将其有限的应用于道路修补材料 等领域，这使它的优秀特性不能在更大的范围内得到发挥和利用。

依据所用的磷酸盐种类，可制备不同种类的磷酸镁水泥。目前主要有铵磷酸 盐制备的磷酸铵镁水泥和钾磷酸盐制备的磷酸钾镁水泥。在不采取控制措施的情 况下，这两种磷酸镁水泥都具有凝结时间短和水化热集中释放的特性，且磷酸铵 镁水泥的水化速度更快、早期水化放热量更大。

到目前为止，控制磷酸镁水泥浆体凝结时间和水化放热量的方法主要是：

一种方法是加入硼酸和硼酸盐、聚磷酸盐、碱式磷酸盐、水合硫酸盐和水合 磷酸盐等缓凝剂。上述缓凝剂能适当延缓磷酸镁水泥浆体的凝结时间和早期水化 放热量，但均无法改变磷酸镁水泥浆体水化反应时水化热集中释放的特点，且均 以降低硬化体的早期和后期强度为代价。其中的磷酸铵镁水泥由于酸碱反应放热 量更大，凝结时间和水化反应速度更难控制，环境温度在25℃左右时需掺不低 于10％的硼酸盐才能适量延缓凝结时间和水化反应速度，环境温度达到30℃或以 上时，上述缓凝剂即使掺量增加也无法有效控制磷酸铵镁水泥浆体的凝结时间和 早期水化放热量。

另一种方法是减小死烧氧化镁粉活性与细度。降低死烧氧化镁粉活性需要较 高的锻烧温度且很难控制,死烧氧化镁粉太粗会影响磷酸镁水泥浆体的流动性 和早期强度,且在环境温度较高时缓凝效果并不明显。

另外，提高磷酸镁水泥浆体中磷酸盐的含量或采用酸式磷酸盐和碱式磷酸盐 复合可适当延缓磷酸镁水泥浆体的凝结时间,但磷酸盐掺入较多时会增加磷酸 镁水泥的成本和降低磷酸镁水泥的强度及抗水性,且在环境温度较高时缓凝效 果不佳。

还有采用低温冷却水拌和磷酸镁水泥浆体来延缓磷酸镁水泥浆体的凝结时 间，但在环境温度较高时仅能延缓数分钟。

也有加入复合缓凝剂(硼砂、十二水合磷酸氢二钠和无机氯盐)，可有效延 缓磷酸钾镁水泥的凝结时间，且改变浆体水化反应时水化热集中释放为二阶段释 放，虽适当降低了早期强度，但后期强度有增长。可惜这种复合缓凝剂仅适用于 磷酸钾镁水泥浆体，对磷酸铵镁水泥浆体没有明显缓凝效果。