本發(fā)明屬于建筑材料，具體地說是一種基于原位聚合技術(shù)的耐水增強(qiáng)型硫氧鎂水泥及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、硫氧鎂水泥由活性氧化鎂和七水硫酸鎂溶液混合組成三元體系膠凝材料，其具有輕質(zhì)、低導(dǎo)熱、對鋼筋的腐蝕較低等優(yōu)良特點(diǎn)，在耐火材料、絕緣材料、輕質(zhì)保溫板材等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。硫氧鎂水泥所用的主要原材料為輕燒氧化鎂，主要是由菱鎂礦石在600-900℃的溫度范圍內(nèi)煅燒制得，而硅酸鹽水泥熟料的煅燒溫度要達(dá)到1450℃。相比之下，輕燒氧化鎂的生產(chǎn)過程對能源的消耗要低很多。因此，硫氧鎂水泥可作為一種新型低碳、節(jié)能膠凝材料取代普通硅酸鹽水泥。

2、但硫氧鎂水泥力學(xué)性能不高、耐水性差，從而影響結(jié)構(gòu)使用年限，嚴(yán)重限制了其在建筑材料領(lǐng)域的推廣應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在提出一種基于原位聚合技術(shù)的耐水增強(qiáng)型硫氧鎂水泥的制備方法，使其制備得到的耐水型硫氧鎂水泥具有良好的粘結(jié)性能與耐水性。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種基于原位聚合技術(shù)的耐水增強(qiáng)型硫氧鎂水泥的制備方法，所述耐水增強(qiáng)型硫氧鎂水泥的原料組成及質(zhì)量份數(shù)為：輕燒氧化鎂23-30份，七水硫酸鎂42-46份，聚合單體7.2-9.5份，改性劑2.6-3.1份，引發(fā)劑過硫酸鉀1.7-2.2份，交聯(lián)劑0.2-0.5份，水16-23份，各組分占比之和為100；

3、所述制備方法的步驟如下：

4、步驟1)，將所述份數(shù)的七水硫酸鎂、聚合單體和改性劑溶于10-12份水中，攪拌均勻后與輕燒氧化鎂粉體混合，攪拌得到漿體；

5、步驟2)，將所述份數(shù)的引發(fā)劑過硫酸鉀和交聯(lián)劑溶于余下的水中，混合均勻后加入上述漿體中，并繼續(xù)攪拌，然后將其置于養(yǎng)護(hù)室內(nèi)養(yǎng)護(hù)，最終得到一種基于原位聚合技術(shù)的耐水增強(qiáng)型硫氧鎂水泥漿體。

6、本發(fā)明制備方法的機(jī)理為：本發(fā)明通過原位聚合技術(shù)，使得聚合單體與引發(fā)劑在硫氧鎂水泥內(nèi)部自發(fā)聚合，并通過交聯(lián)劑的作用，使聚合反應(yīng)后的產(chǎn)物在水泥漿體內(nèi)部形成一層致密的聚合物網(wǎng)膜，增強(qiáng)水泥漿體粒子間的粘結(jié)性能，并顯著提升致密程度，進(jìn)而提升其力學(xué)性能；同時，通過特定的聚合單體，使其聚合成具有疏水性質(zhì)的聚合物結(jié)構(gòu)，有效地解決了硫氧鎂水泥耐水性較差這一問題。與直接加入高分子改性劑相比，原位聚合均勻分散于漿體，通過聚合反應(yīng)控制，從而使高分子能均勻分散，避免了團(tuán)聚失效的問題，大幅提升高分子改性效率。

7、進(jìn)一步地，步驟1)中，攪拌時間為30-60s，控制攪拌速率為100-200rpm。

8、進(jìn)一步地，步驟2)中，攪拌時間為90-120s，控制攪拌速率為200-300rpm。

9、進(jìn)一步地，步驟2)中，養(yǎng)護(hù)時間為6-8d，養(yǎng)護(hù)溫度為20-25℃，養(yǎng)護(hù)濕度為45-65％。

10、進(jìn)一步地，所述輕燒氧化鎂，其中值粒徑為2-3μm，mgo含量≥85％，反應(yīng)活性≥80％。

11、進(jìn)一步地，所述七水硫酸鎂，其中值粒徑為1-2mm，mgso4·7h2o含量≥99％。

12、進(jìn)一步地，所述的聚合單體為甲基丙烯酸、丙烯酸羥基乙酯、n-甲基丙烯酰胺中的一種。

13、進(jìn)一步地，所述的改性劑為酒石酸、檸檬酸、硅酸鈉中的一種或多種的混合物。

14、進(jìn)一步地，所述的交聯(lián)劑為亞甲基雙丙烯腈、乙二醇二丙烯酸酯、二乙烯基苯中的一種。

15、本發(fā)明還提供一種基于原位聚合技術(shù)的耐水增強(qiáng)型硫氧鎂水泥，其采用上制備方法制備得到。

16、相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：

17、本發(fā)明所制備的耐水型硫氧鎂水泥具有良好的粘結(jié)性能與耐水性，相較于普通硫氧鎂水泥，其28d抗折強(qiáng)度提高75％以上，28d抗拉強(qiáng)度提升90％，軟化系數(shù)提高25％以上。

18、本發(fā)明采用原位聚合技術(shù)，使改性分子基團(tuán)均勻地分散于硫氧鎂水泥漿體中，避免了團(tuán)聚失效的問題，為硫氧鎂水泥力學(xué)性能差、耐水性不佳的問題提供了一種新的解決方案。

技術(shù)特征：

1.一種基于原位聚合技術(shù)的耐水增強(qiáng)型硫氧鎂水泥的制備方法，其特征在于，所述耐水增強(qiáng)型硫氧鎂水泥的原料組成及質(zhì)量份數(shù)為：輕燒氧化鎂23-30份，七水硫酸鎂42-46份，聚合單體7.2-9.5份，改性劑2.6-3.1份，引發(fā)劑過硫酸鉀1.7-2.2份，交聯(lián)劑0.2-0.5份，水16-23份，各組分占比之和為100；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟1)中，攪拌時間為30-60s，控制攪拌速率為100-200rpm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟2)中，攪拌時間為90-120s，控制攪拌速率為200-300rpm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟2)中，養(yǎng)護(hù)時間為6-8d，養(yǎng)護(hù)溫度為20-25℃，養(yǎng)護(hù)濕度為45-65％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述輕燒氧化鎂，其中值粒徑為2-3μm，mgo含量≥85％，反應(yīng)活性≥80％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述七水硫酸鎂，其中值粒徑為1-2mm，mgso4·7h2o含量≥99％。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的聚合單體為甲基丙烯酸、丙烯酸羥基乙酯、n-甲基丙烯酰胺中的一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的改性劑為酒石酸、檸檬酸、硅酸鈉中的一種或多種的混合物。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的交聯(lián)劑為亞甲基雙丙烯腈、乙二醇二丙烯酸酯、二乙烯基苯中的一種。

10.一種基于原位聚合技術(shù)的耐水增強(qiáng)型硫氧鎂水泥，其特征在于，其采用權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述制備方法制備得到。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于原位聚合技術(shù)的耐水增強(qiáng)型硫氧鎂水泥及其制備方法。本發(fā)明耐水增強(qiáng)型硫氧鎂水泥的原料組成及質(zhì)量份數(shù)為：輕燒氧化鎂23?30份，七水硫酸鎂42?46份，聚合單體7.2?9.5份，改性劑2.6?3.1份，引發(fā)劑過硫酸鉀1.7?2.2份，交聯(lián)劑0.2?0.5份，水16?23份，各組分占比之和為100，采用原位聚合技術(shù)制備耐水增強(qiáng)型硫氧鎂水泥。本發(fā)明的耐水增強(qiáng)型硫氧鎂水泥，相較于普通硫氧鎂水泥，其28d抗折強(qiáng)度提高75％以上，28d抗拉強(qiáng)度提升90％，軟化系數(shù)提高25％以上；本發(fā)明采用原位聚合技術(shù)，使改性分子基團(tuán)均勻地分散于硫氧鎂水泥漿體中，避免了團(tuán)聚失效的問題，為硫氧鎂水泥力學(xué)性能差、耐水性不佳的問題提供了一種新的解決方案。

技術(shù)研發(fā)人員：周宇通,裘呂超,周正,黃世晅,張杰,趙洲峰,梅簡,屠鋒,張黎軍,魯曠達(dá),徐冬梅,鄭宏曄,羅宏建,胡潔梓,陳胤楨,張士元,鄒君文
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國網(wǎng)浙江省電力有限公司電力科學(xué)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8