一种增强型硫氧镁水泥缓凝剂
技术领域
本发明涉及水泥外加剂技术领域，具体为一种增强型硫氧镁水泥缓凝剂。
背景技术
硫氧镁水泥是由轻烧氧化镁与硫酸镁水溶液经充分水化后形成的一种气硬性胶凝材料，具有快凝早强、防火阻燃、耐磨耐腐蚀、不返卤且对钢筋腐蚀低等诸多优点，其制品主要用于装配式建筑、保温墙板、代木材料、防火制品及工艺品等。目前普遍认为硫氧镁水泥是氯氧镁水泥的升级换代产品，但与氯氧镁水泥相比，硫氧镁水泥力学性能较差，限制了其广泛应用，目前主要采用添加改性剂的方法来改善此缺陷。
众所周知，炎热的夏季，较高的温度和企业生产工艺的特点造成镁水泥浆体凝结时间缩短，导致注模困难、浆体气泡增多，制品密实度降低。水泥内部容易因水化放热快产生温度应力，造成制品内部产生裂纹，最终导致制品品质下降。因此，在夏季生产时，需要添加缓凝剂延缓浆体的水化，提高浆体和易性，降低施工难度，提高制品质量。
目前对普通硅酸盐水泥缓凝剂的研究基本已经成熟，很多文献和专利已经系统地进行了总结，如文献《缓凝剂作用机理及对水泥混凝土性能影响》中，将适用于水泥混凝土的缓凝剂分类，详细介绍了各类缓凝剂的效果和作用机理，但适用于硫氧镁水泥体系的缓凝剂研究缺乏，停留在增强剂的研究阶段，并且现有的改性剂或缓凝剂功能单一，对硫氧镁水泥性能改善存在不足。
常用的改性剂为柠檬酸，文献《柠檬酸对硫氧镁水泥改性作用》揭示了柠檬酸对硫氧镁水泥力学性能及凝结时间的影响，但单掺柠檬酸对强度的提高和凝结时间的延长程度有限，仍不能满足生产要求。
现有技术CN106747240公开了一种碱式硫氧镁水泥，通过向硫氧镁水泥中添加无机酸和有机酸组合的复合改性剂制得，但试样的28d抗折强度在20MPa左右，仅提高至140％。
文献《The%20mechanical%20properties%20of%20magnesium%20oxysulfate%20cementenhancedwith%20517%20phase%20magnesium%20oxysulfate%20whiskers》指出添加苹果酸钠制备的硫氧镁水泥强度和软化系数较高，但实际应用时发现苹果酸钠储存时因吸潮而结块。
其他改性剂如酒石酸、磷酸等，酸性较强，实际生产过程中不易储存或运输。因此，需要开发一种高效、低成本、方便储存和运输的复合型缓凝剂以解决上述问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种增强型缓凝剂，其目的在于通过添加增强型缓凝剂，延长硫氧镁水泥的凝结时间，提高硫氧镁水泥的抗折强度。其中的葡萄糖酸、葡萄糖酸钠、丙二酸类、丁二酸对硫氧镁水泥体系中的氧化镁颗粒进行吸附，延缓氧化镁颗粒的水化，并改变体系的水化历程，诱导体系生成大量的517(5Mg(OH)2·MgSO4·7H2O)针状晶相，从而在延缓硫氧镁水泥凝结时间的同时提高其强度，降低水泥的水化热，减少制品内部微裂纹的产生，解决夏季生产中注模困难和制品强度低的问题。此外，缓凝剂各组分均为工业级，廉价易得，掺量低，成本优势明显，且酸性较弱，方便储存。
一种增强型硫氧镁水泥缓凝剂，由如下重量份数的原料制成：葡萄糖酸0.1～3份、葡萄糖酸钠0.1～0.5份、丙二酸类0.1～0.5份、丁二酸0.1～0.5份。
进一步地，丙二酸类包括丙二酸、丙二酸钠、和丙二酸钙中的一种或多种混合物。
本发明有益效果如下：
(1)使用本发明的增强型缓凝剂能有效延长硫氧镁水泥的凝结时间，初凝时间延长296％以上，终凝时间延长256％以上；提高浆体的和易性，提高夏季的生产和施工效率。
本发明的增强型缓凝剂的加入，促进硫氧镁水泥中517晶相的生成，显著提高了硫氧镁水泥的力学性能，28抗折强度可达30.5MPa以上，软化系数高至0.9，使硫氧镁水泥代替传统的氯氧镁水泥成为可能，从根本上解决了氯氧镁水泥吸潮返卤、腐蚀钢筋等问题，扩大了硫氧镁水泥的应用范围。
本发明的增强型缓凝剂廉价易得，且酸性较弱，便于储存。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1:
一种新型硫氧镁水泥缓凝剂，由如下重量份数的原料制成：葡萄糖酸0.8份，葡萄糖酸钠0.05份，丙二酸0.4份，丁二酸0.05份。将上述原料混合后进行研磨，研磨充分后即得缓凝剂。
室温25-40℃的条件下，将18份的硫酸镁溶解于64份的自来水中，制得硫酸镁溶液。取82份硫酸镁溶液，加入上述缓凝剂至溶解完全，并与100份轻烧氧化镁粉同时加入搅拌机中，调节搅拌机转速为3000转/分钟，搅拌时间为15分钟。停止搅拌后，将得到的硫氧镁水泥浆体。
根据GB/T%201346-2011利用维卡仪对实施例1中得到的硫氧镁水泥浆体进行凝结时间测试。根据GB/T%209341-2000对实例1得到的养护至28d龄期的硫氧镁水泥进行抗折强度测试。测试结果如表1所示。
实施例2:
一种新型硫氧镁水泥缓凝剂，由如下重量份数的原料制成：葡萄糖酸1.0份，葡萄糖酸钠0.1份，丙二酸0.2份，丁二酸0.1份。将上述原料混合后进行研磨，研磨充分后即得缓凝剂。
使用pH计测得所述缓凝剂在室温25-40℃的条件下，将18份的硫酸镁溶解于64份的自来水中，制得硫酸镁溶液。取82份硫酸镁溶液，加入上述缓凝剂至溶解完全，并与100份轻烧氧化镁粉同时加入搅拌机中，调节搅拌机转速为3000转/分钟，搅拌时间为15分钟。停止搅拌后，将得到的硫氧镁水泥浆体。
根据GB/T%201346-2011利用维卡仪对实施例2中得到的硫氧镁水泥浆体进行凝结时间测试。根据GB/T%209341-2000对实例2得到的养护至指定龄期的硫氧镁水泥进行抗折强度测试。测试结果如表1所示。
对比例1:
制备与实施例2相同配比的硫氧镁水泥，不添加缓凝剂。
根据GB/T%201346-2011利用维卡仪对对比例1中得到的硫氧镁水泥浆体进行凝结时间测试。根据GB/T%209341-2000对对比例1得到的养护至指定龄期的硫氧镁水泥进行抗折强度测试。测试结果如表1所示。
对比例2:
制备与实施例2相同配比的硫氧镁水泥，不添加缓凝剂，添加占氧化镁质量1.5％的柠檬酸。
根据GB/T%201346-2011利用维卡仪对对比例2中得到的硫氧镁水泥浆体进行凝结时间测试。根据GB/T%209341-2000对对比例2得到的养护至指定龄期的硫氧镁水泥进行抗折强度测试。测试结果如下所示。
由上表可知，本发明实例制备的硫氧镁水泥的初凝时间达到了7h以上，终凝时间达18h以上，通过对比例1实验结果可知，初凝时间延长了296％以上，终凝时间延长了256％以上；添加本发明缓凝剂后，28抗折强度可达30.5MPa以上，软化系数高至0.9，早期强度均得到显著提高。通过对比例2实验结果可知，添加本发明缓凝剂效果比添加1.5％柠檬酸缓凝效果更好，强度更高，耐水性能更优。实验检测表明，添加本发明的缓凝剂能促进硫氧镁水泥体系生成大量的针状517晶相，同时提高了体系的致密性，阻碍了外部水分的进入，使得硫氧镁水泥试样力学性能和耐水性优异。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
