一种基于磷酸镁水泥的氯氧镁水泥泡沫混凝土气孔结构模型制作及表征方法技术

本发明专利技术公开了一种基于磷酸镁水泥的氯氧镁水泥泡沫混凝土气孔结构模型制作方法，利用MOC在水中水解特点及磷酸镁水泥抗水性能，将抗水性优良的磷酸镁水泥平铺于MOC泡沫混凝土截面上，形成磷酸镁水泥‑MOC泡沫混凝土整体试件；之后将所述磷酸镁水泥‑MOC泡沫混凝土整体试件进行水解，剩余部分即为所述氯氧镁水泥泡沫混凝土气孔结构模型。所得磷酸镁水泥形成混凝土内部孔结构的直观模型通过采用显微镜、SEM等仪器观测到孔的各种特征参数，这种表征方法不仅可以更为直观的看到MOC泡沫混凝土内部孔结构，而且可以表征出MOC泡沫混凝土内部孔的各种参数。该用一种方法测试不同孔参数的方法简单易行，是对科研途径的简化。

Method for making and characterizing pore structure model of magnesium oxychloride cement foam concrete based on magnesium phosphate cement

The invention discloses a method for making pore structure model of magnesium oxychloride cement foam concrete based on magnesium phosphate cement. By using MOC's hydrolysis characteristics in water and the water resistance of magnesium phosphate cement, the magnesium phosphate cement with excellent water resistance is laid on the section of MOC foam concrete to form an integral sample of magnesium phosphate cement and MOC foam concrete. After that, the magnesium phosphate cement MOC foam is used. The whole concrete specimen is hydrolyzed, and the remaining part is the pore structure model of the magnesium oxychloride cement foam concrete. The visual model of the formation of the internal pore structure of magnesium phosphate cement is observed by means of microscope and SEM. The characterization method can not only directly see the internal pore structure of MOC foam concrete, but also characterize various parameters of MOC foam concrete inner hole. This method is simple and easy to use. It is a simplification of scientific research.

【技术实现步骤摘要】
一种基于磷酸镁水泥的氯氧镁水泥泡沫混凝土气孔结构模型制作及表征方法
本专利技术属于建筑材料
，具体涉及一种基于磷酸镁水泥的氯氧镁水泥泡沫混凝土气孔结构模型制作及表征方法。
技术介绍
泡沫混凝土是以矿物掺合料、水泥基材料等为主要胶凝材料，加入水和外加剂，还可加入细砂或者部分轻质骨料等制成料浆，经发泡剂发泡，于施工现场或工厂浇筑成型和经养护而成的含有大量、独立、微小、均匀分布的气泡孔的轻质混凝土材料。由于其内部具有大量的封闭气泡孔，泡沫混凝土不仅具有轻质和保温隔热性能，而且还具有“呼吸”功能，可以提高居住环境的舒适性。泡沫混凝土的干体积密度为200～700kg/m3，相当于普通水泥混凝土的1/10～1/3；导热系数为0.050～0.135W/(m·k)，热阻是普通水泥混凝土的20～30倍。作为无机材料，泡沫混凝土具有不燃性，防火性能达到防火标准A级，具有良好的防火耐火性能。它与其它类无机保温材料(如硅酸铝纤维、岩矿棉、玻璃棉以及陶粒、膨胀珍珠岩、玻化微珠等)相比，又具有价格低、环境无害化、使用方便和低碳等优点，逐渐成为现代保温材料中的首选。氯氧镁水泥(MagnesiumOxychlorideCement缩写为MOC)是以一定浓度氯化镁溶液拌合氧化镁粉而形成的气硬性胶凝材料，主要水化产物是氯氧化镁[Mg3(OH)5Cl·4H2O]及Mg(OH)2。一般氯氧化镁[Mg3(OH)5Cl·4H2O]在水中容易水解成氢氧化镁,进而表现为强度下降,粉化的特性。而加入改性剂后由于改变了氯氧化镁[Mg3(OH)5Cl·4H2O]的晶体结构,使其变得更为致密,因此不容易水解。氯氧镁水泥浆体与一定量泡沫(物理发泡或化学发泡)拌合可制备氯氧镁水泥泡沫混凝土砌块。它具有强度高、保温性能优良、耐火性高、耐久性强以及养护容易等优点。新型镁质建筑材料相比传统的建筑材料具有强粘结力、保温、隔热的等特性，因此在建筑节能应用技术中占据重要的地位。尤其以MOC为基料的泡沫混凝土建筑材料能够最大化实现节能、环保、经济等特点，在建筑材料领域有巨大的优势。泡沫混凝土内部特征为多孔结构，是多孔混凝土。目前，不同的孔结构特征参数都有不同的测试方法。表征MOC泡沫混凝土孔结构主要是借鉴普通泡沫混凝土的测试方法，其特征参数主要有孔隙率、孔径分布、平均孔径、孔分布、形状因子、孔壁厚和连通率。其中孔隙率、孔壁厚和连通率的测试方法主要有直接计算法、浸泡介质法等。(1)目前，孔隙率、孔壁厚和连通率的测试方法主要有直接计算法、浸泡介质法等。如孔隙率采用公式θ＝1-M/V·ρs计算。①直接计算法：孔隙率采用公式θ＝1-M/V·ρs计算。式中：M为烘干后泡沫混凝土的质量；ρs为泡沫混凝土对应致密固体的密度；V为泡沫混凝土体积。②浸泡介质法：首先称量被测物体M的质量w1，然后将其浸入液体中一段时间充分饱和后，取出并擦去试件表面的液体，再次称量M在空气中的质量w2。然后将物体M放在吊具上浸入液体中称量，此时M连同吊具的总质量为w3，而只有吊具悬于工作液体中的质量为w4。孔隙率采用公式θ＝1-w1ρt/(w2-w3+w4)ρs计算，式中：ρt为液体的密度；ρs为试件对应致密固体的密度。这种用计算模拟的方法虽然能够体现出混凝土中气孔特定参数，但是其最大的弊端是不能够直观的观测到混凝土中孔的真实形状，而且也只能计算出某一种参数。如孔隙率公式仅仅能够表达混凝土中孔隙率而不能算出气孔的尺寸大小。(2)目前，孔直径、孔径分布、平均孔径、孔分布、形状因子等的测试方法主要借助显微镜等成像工具获取材料截面图像，再对截面图像进行必要处理，分析计算出孔结构参数。这种直接用图像分析法需要破坏试件，且只能获取试件的局部信息，对选取观测点要求较高。其最大的缺点是只能得到泡沫混凝土结构的虚拟图片，对孔结构的深度没有精确的显示。通过以上分析发现，不管计算法还是图像法，每种方法基本上都只能反映一种孔的参数，而且上述方法是不能直观反映出泡沫混凝土内部孔的真实情况。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，利用MOC在水中水解特点及磷酸镁水泥MPC(MagnesiumPhosphateCement)相对于MOC抗水性能好且快速凝固的特点，将抗水性、速凝性优良的MPC平铺于MOC泡沫混凝土截面上，使得MPC形成混凝土内部孔结构的直观模型。结合SEM等仪器观测到孔的各种特征参数，这种表征方法不仅可以更为直观的看到MOC混凝土内部孔结构，而且可以表征出MOC泡沫混凝土内部孔的各种参数。这种用一种方法测试不同孔参数的方法简单易行，是对科研途径的简化。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种基于磷酸镁水泥的氯氧镁水泥泡沫混凝土气孔结构模型制作方法，包括以下步骤：磷酸镁水泥浆液制备，将氧化镁与磷酸盐进行混合制得MPC干粉，所述氧化镁为重烧氧化镁粉，所述磷酸盐为磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠或磷酸二氢钙中的至少一种，所述氧化镁与所述磷酸盐的质量比为0.5～2:1；向所述MPC干粉中加入固化液混合成磷酸镁水泥浆液，所述MPC干粉与所述固化液的质量比为1:0.1～1；在待测氯氧镁水泥泡沫混凝土截面四周固定一圈模具，将所述磷酸镁水泥浆液灌注至模具中，形成磷酸镁水泥-氯氧镁水泥泡沫混凝土整体试件；将所述磷酸镁水泥-氯氧镁水泥泡沫混凝土整体试件进行水解，所述水解温度为0～30℃，以所述待测氯氧镁水泥泡沫混凝土完全水解为所述水解终点，剩余磷酸镁水泥部分即为所述氯氧镁水泥泡沫混凝土气孔结构模型。上述技术方案中，磷酸镁水泥制备过程为，将氧化镁、磷酸盐和改性剂进行混合制得MPC干粉，所述氧化镁为重烧氧化镁粉，所述磷酸盐为磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠或磷酸二氢钙中的至少一种，所述改性剂为壳聚糖、柠檬酸、葡萄糖、蔗糖、硼砂、葡萄糖酸钙或柠檬酸钙中的一种或几种，所述氧化镁、所述磷酸盐、所述改性剂的质量比为0.5～2:1：0.01～0.1；向所述MPC干粉中加入固化液混合成磷酸镁水泥浆液，所述MPC干粉与所述固化液的质量比为1:0.1～1；上述技术方案中，所述氧化镁为重烧氧化镁粉，所述重烧氧化镁粉可由碱式碳酸镁、菱镁矿或白云石矿煅烧而成的无活性的氧化镁粉，所述固化液为蒸馏水(此处是否还有其他固化液应补充在此)。上述技术方案中，所述将氧化镁、磷酸盐和改性剂进行混合的过程在球磨机中完成，所述MPC干粉中氧化镁、磷酸盐和改性剂的粒度均小于75μm。上述技术方案中，将所述磷酸镁水泥浆液灌注至模具中之后还包括：待所述磷酸镁水泥浆液凝固成稳定固体的过程，所述磷酸镁水泥浆液凝固成稳定固体的过程包括凝固过程及养护过程，所述凝固过程的时间为0.2～1小时，所述养护过程的时间为1～3天。上述技术方案中，所述水解过程的时间为3～28天。上述技术方案中，由于MOC混凝土在水环境中容易析出氯离子，而氯离子又极容易腐蚀铁制品，因此模具最好选择不锈钢模具、铜等不易锈蚀金属模具或木质模具。模具的固定方式是多种的，如镶嵌、链接、卡扣、粘接等。一种基于磷酸镁水泥的氯氧镁水泥泡沫混凝土气孔结构模型制作方法，包括以下步骤：选取代表性的氯氧镁水泥泡沫混凝土，并截取截面，所述截面保持干净整洁；磷酸镁水泥浆液制备，将氧化镁、磷酸盐和改性剂置入球磨机中进行粉碎混合制得M本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于磷酸镁水泥的氯氧镁水泥泡沫混凝土气孔结构模型制作方法，其特征在于，包括以下步骤：磷酸镁水泥浆液制备，将氧化镁与磷酸盐进行混合制得MPC干粉，所述氧化镁为重烧氧化镁粉，所述磷酸盐为磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠或磷酸二氢钙中的至少一种，所述氧化镁与所述磷酸盐的质量比为0.5～2:1；向所述MPC干粉中加入固化液混合成磷酸镁水泥浆液，所述MPC干粉与所述固化液的质量比为1:0.1～1；在待测氯氧镁水泥泡沫混凝土截面四周固定一圈模具，将所述磷酸镁水泥浆液灌注至模具中，形成磷酸镁水泥‑氯氧镁水泥泡沫混凝土整体试件；将所述磷酸镁水泥‑氯氧镁水泥泡沫混凝土整体试件进行水解，所述水解温度为0～30℃，以所述待测氯氧镁水泥泡沫混凝土完全水解为所述水解终点，剩余部分即为所述氯氧镁水泥泡沫混凝土气孔结构模型。

【技术特征摘要】
1.一种基于磷酸镁水泥的氯氧镁水泥泡沫混凝土气孔结构模型制作方法，其特征在于，包括以下步骤：磷酸镁水泥浆液制备，将氧化镁与磷酸盐进行混合制得MPC干粉，所述氧化镁为重烧氧化镁粉，所述磷酸盐为磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠或磷酸二氢钙中的至少一种，所述氧化镁与所述磷酸盐的质量比为0.5～2:1；向所述MPC干粉中加入固化液混合成磷酸镁水泥浆液，所述MPC干粉与所述固化液的质量比为1:0.1～1；在待测氯氧镁水泥泡沫混凝土截面四周固定一圈模具，将所述磷酸镁水泥浆液灌注至模具中，形成磷酸镁水泥-氯氧镁水泥泡沫混凝土整体试件；将所述磷酸镁水泥-氯氧镁水泥泡沫混凝土整体试件进行水解，所述水解温度为0～30℃，以所述待测氯氧镁水泥泡沫混凝土完全水解为所述水解终点，剩余部分即为所述氯氧镁水泥泡沫混凝土气孔结构模型。2.根据权利要求1所述的氯氧镁水泥泡沫混凝土气孔结构模型制作方法，其特征在于，磷酸镁水泥浆液制备过程为，将氧化镁、磷酸盐和改性剂进行混合制得MPC干粉，所述氧化镁为重烧氧化镁粉，所述磷酸盐为磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠或磷酸二氢钙中的至少一种，所述改性剂为壳聚糖、柠檬酸、葡萄糖、蔗糖、硼砂、葡萄糖酸钙或柠檬酸钙中的一种或几种，所述氧化镁、所述磷酸盐、所述改性剂的质量比为0.5～2:1:0.01～0.1；向所述MPC干粉中加入固化液混合成磷酸镁水泥浆液，所述MPC干粉与所述固化液的质量比为1:0.1～1。3.根据权利要求1所述的氯氧镁水泥泡沫混凝土气孔结构模型制作方法，其特征在于，所述氧化镁为重烧氧化镁粉，所述重烧氧化镁粉可由碱式碳酸镁、菱镁矿或白云石矿煅烧而成的无活性的氧化镁粉，所述固化液为蒸馏水。4.根据权利要求1所述的氯氧镁水泥泡沫混凝土气孔结构模型制作方法，其特征在于，所述将氧化镁、磷酸盐和改性剂进行混合的过程在球磨机中完成，所述MPC干粉中氧化镁、磷酸盐和改性剂的粒度均小于75μm。5.根据权利要求1所述的氯氧镁水泥泡沫混凝土气孔结构模型制作方法，其特征在于，将所述磷酸镁水泥浆液灌注至模具中之后还包括：待所述磷酸镁水泥浆液凝固成稳定固体的过程，所述磷酸镁水泥浆液...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宝兰，郑卫新，丁秀萍，
申请(专利权)人：中国科学院青海盐湖研究所，
类型：发明
国别省市：青海,63