本发明属于建筑材料技术领域，涉及一种胶凝材料，具体为采用工业废弃物镍铁渣制备获得的镍铁渣磷酸镁胶凝材料，以及该胶凝材料的应用。
背景技术：
磷酸镁胶凝材料具有快硬、早强、粘结强度高、干缩变形小等优良性能，作为一种新型胶凝材料受到越来越多的关注，适用于对早期强度有高要求的构件、抢修工程等。磷酸镁胶凝材料所使用的组分之一重烧氧化镁是由菱镁矿经1700℃左右高温煅烧得到，由于煅烧温度高，所以，从建材生产工艺上看，重烧氧化镁是高耗能产品。
镍铁渣为采用火法冶炼工艺生产镍铁排出的水淬渣，冶炼镍铁时液相温度高达1700℃以上。在我国，镍铁渣是继铁渣、钢渣、赤泥之后第四大工业废弃物，目前每年产生的镍铁渣约3000万吨。但是，镍铁渣的利用率极低，绝大多数只是以露天方式堆存，不仅占用宝贵的土地资源，而且会带来地下水污染和粉尘污染。镍铁渣的无害化处理问题是亟待解决的环保问题之一。
技术实现要素：
解决的技术问题：为了克服现有技术的缺陷，消纳工业废弃物镍铁渣，实现镍铁渣的资源化应用，降低磷酸镁胶凝材料中重烧氧化镁的用量，且仍然保证制备获得的胶凝材料具有快硬早强、高粘结强度、干缩变形小、内部结构更加致密的优良性能，本发明提供了一种镍铁渣磷酸镁胶凝材料及其应用。
技术方案：一种镍铁渣磷酸镁胶凝材料，按重量份计，所述胶凝材料包括镍铁渣6～12份，重烧氧化镁12～25份，磷酸盐3～12份，缓凝剂1～10份。
优选的，所述胶凝材料中各组分为粉体材料，且含水率在1％以下。
优选的，所述镍铁渣为水淬渣，比表面积为350m2/kg以上，其中MgO含量为25％以上。
优选的，所述重烧氧化镁比表面积为300m2/kg以上，其中MgO含量为90％以上。
优选的，所述磷酸盐为磷酸二氢钾、磷酸二氢氨、磷酸二氢钠中的至少一种；所述磷酸盐的比表面积为300m2/kg以上。
优选的，所述缓凝剂为硼砂、硼酸、三聚磷酸钠中的至少一种；所述缓凝剂的比表面积为300m2/kg以上。
任一所述的镍铁渣磷酸镁胶凝材料在早龄期有高强度要求的结构件、抢修工程中的应用。
本发明的原理在于：镍铁渣粉中的活性组分参与水化反应，增加体系中胶结性水化产物生成量，保证该胶凝材料物理力学性；此外，镍铁渣粉还具有填充效应，在保证胶凝材料物理力学性能的同时提高内部结构致密性，降低孔隙率。
有益效果：(1)本发明所述镍铁渣磷酸镁胶凝材料具有快硬、早强、高强、干缩变形小的优点；(2)本发明所述镍铁渣磷酸镁胶凝材料内部结构致密，孔隙率低，包括耐水性在内的耐久性能得到提高；(3)本发明所述镍铁渣磷酸镁胶凝材料实现了镍铁渣无害化处理，促进了工业废渣的高效资源化利用；(4)本发明所述镍铁渣磷酸镁胶凝材料在保证胶凝材料力学性能的前提下，减少重烧氧化镁的用量，降低不可再生资源菱镁矿的消耗和能量的损耗，降低磷酸镁胶凝材料的生产成本，因而具有显著的经济效益和环境利益。
具体实施方式
以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例1
镍铁渣磷酸镁胶凝材料配合比：比表面积350m2/kg、MgO含量28％的镍铁渣8份，镍铁渣为水淬渣；比面积350m2/kg、MgO含量90％的重烧氧化镁25份；工业级、比表面积300m2/kg的磷酸二氢钾10份；工业级、比表面积300m2/kg硼砂2份作为缓凝剂；各组分含水率均为1％以下，均匀混合制得。
对该胶凝材料进行初凝时间和抗压强度测试，当水灰比为0.18时，该胶凝材料初凝时间为50min，3h抗压强度为37.3MPa，3d抗压强度为强度58.4MPa。
实施例2
镍铁渣磷酸镁胶凝材料配合比：比表面积350m2/kg、MgO含量28％的镍铁渣12份，镍铁渣为水淬渣；比面积320m2/kg、MgO含量90％的重烧氧化镁25份；工业级、比表面积350m2/kg的磷酸二氢钾10份；工业级、比表面积350m2/kg的硼酸3份作为缓凝剂；各组分含水率均为1％以下，均匀混合制得。
对该胶凝材料进行初凝时间和抗压强度测试，当水灰比为0.20时，该胶凝材料初凝时间为65min，3h抗压强度为22.9MPa，3d抗压强度为强度35.7MPa。
实施例3
镍铁渣磷酸镁胶凝材料配合比：比表面积350m2/kg、MgO含量26％的镍铁渣6份，镍铁渣为水淬渣；比面积300m2/kg、MgO含量90％的重烧氧化镁15份；工业级、比表面积300m2/kg的磷酸二氢氨8份；工业级、比表面积300m2/kg的三聚磷酸钠1.5份作为缓凝剂；各组分含水率均为1％以下，均匀混合制得。
对该胶凝材料进行初凝时间和抗压强度测试，当水灰比为0.16时，该胶凝材料初凝时间为55min，3h抗压强度为38.1MPa，3d抗压强度为强度43.2MPa。
实施例4
镍铁渣磷酸镁胶凝材料配合比：比表面积350m2/kg、MgO含量26％的镍铁渣10份，镍铁渣为水淬渣；比面积350m2/kg、MgO含量90％的重烧氧化镁25份；工业级、比表面积300m2/kg的磷酸二氢钾、磷酸二氢钠各6份；工业级、比表面积300m2/kg的硼砂、硼酸各1.5份作为缓凝剂；各组分含水率均为1％以下，均匀混合制得。
对该胶凝材料进行初凝时间和抗压强度测试，当水灰比为0.16时，该胶凝材料初凝时间为60min，3h抗压强度为33.9MPa，3d抗压强度为强度38.4MPa。
实施例5
镍铁渣磷酸镁胶凝材料配合比：比表面积350m2/kg、MgO含量25％的镍铁渣6份，镍铁渣为水淬渣；比面积300m2/kg、MgO含量90％的重烧氧化镁24份；工业级、比表面积300m2/kg的磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢氨各3份；工业级、比表面积300m2/kg硼砂、硼酸、三聚磷酸钠各1份作为缓凝剂；各组分含水率均为1％以下，均匀混合制得。
对该胶凝材料进行初凝时间和抗压强度测试，当水灰比为0.17时，该胶凝材料初凝时间为65min，3h抗压强度为40.1MPa，3d抗压强度为强度49.7MPa。