本技术涉及一种环保型耐湿高耐久性修补材料及其制备技术,适用于建筑修补材料领域。该材料由高镁镍渣、重烧氧化镁、磷酸二氢钾、弱酸溶液、缓凝剂、水、聚羧酸减水剂和石英砂等原料按特定比例混合而成。其特点是在弱酸湿磨环境下改性,具有早强、后期强度增长明显和耐水性好的优势,同时具有经济性和高工业固废利用率。
背景技术
随着我国经济飞速发展,房屋、桥梁等建筑数量激增。但是随着时间的推移,这些建筑正在遭受破坏,这是由于设计细节以及施工的不充分以及自然灾害的破坏导致。为了防止建筑的进一步恶化,故而使用了一些修补材料。磷酸镁水泥是由重烧MgO和磷酸二氢钾通过酸碱反应生成的磷酸镁盐类胶凝材料,具有凝结硬化快、早强高、生物相容性良好等特点,被广泛应用于修补材料领域,但是目前磷酸镁水泥依旧存在很多不足。比如其原料之一重烧氧化镁是指在1500-1700℃高温下锻造菱镁矿所得产物,在锻造重烧氧化镁过程中放出大量CO2会对环境造成严重污染。每生产1t重烧氧化镁,需要消耗0.11-0.5t煤,耗电10-25kw·h,价格范围在12000-18000r/t,其成本较高。
而耐水性、耐腐蚀也是修补材料的性能中最为关键的部分,由于MKPC体系中磷酸盐溶解度较低,在潮湿环境中水份会缓慢渗透进MKPC结构中并将磷酸盐溶出,使水化后期结构中磷酸盐成分减少水化反应不能充分进行,生成的水化产物不足,进而导致结构孔隙率增大,耐水性较低。
镍渣是冶炼镍金属或镍铁合金过程中高温熔体淬火形成的一种粒状固体废弃物。由于缺少高效、成熟的处理技术,镍渣累计产量已达千万吨,大量存放的镍渣不仅占用公共资源也对周围环境产生了不利影响。镍渣经过不同的加工工艺,其内部特性也发生了变化。其中产物之一的高镁镍渣由于其镁、硅含量较高,其中的矿物相主要以玻璃态物质存在,具有潜在的火山灰活性的特点被应用于磷酸镁水泥之中用来替代重烧氧化镁,高镁镍渣也具有较好的颗粒级配,可以使磷酸镁水泥更加密实,提高了一部分的耐久性。但是高镁镍渣溶出的Mg2+相对含量较少,水化速率较低,水化过程中生成的水化产物K型鸟粪石的数量较少导致MKPC结构整体强度降低,并且由于内部所含有其他杂质也导致其不能大掺量替代重烧氧化镁,工业固废的利用率较低,也没有充分激发镍渣内部潜在的活性。因此,针对这些问题提供一种新的方法来提高高镁镍渣的利用率同时保证磷酸镁水泥的强度稳定性至关重要。
现有技术CN112573848A公开了一种磷酸镁水泥的改性及其制备方法,在原有材料基础上增加了一部分的轻质氧化镁和大量的磷石膏,减缓了一定的水化凝结速率,强度较高且稳定等特点。但早期强度不足且耐水性较差。
现有技术CN106495646A公开了一种磷酸镁水泥的改性及其制备方法,在原有磷酸镁水泥基础上增加了一定量的珊瑚微粉和镍渣粉并用海水进行拌和,使材料具有凝结时间可控,耐水性较好等特点。但由于海水有腐蚀作用导致整体强度较低。
绿色发展是目前建筑行业的主流发展,在保证磷酸镁水泥强度基础上,进行绿色经济改善具有重要意义。
实现思路