缓凝剂对磷酸镁水泥性能及其水化机制影响研究进展

磷酸镁水泥(MPC)作为一种新型无机胶凝材料,具有早期强度高、干缩小、耐久性好等优良性能,在土木结构工程的快速修补和危废快速固化处理等领域有着极大优势.但磷酸镁水泥因强烈的放热反应,凝结速度过快,可施工操作性较低,所以其缓凝技术研究成为了该类材料规模化应用需解决的关键技术之一.缓凝剂的添加,可有效延缓磷酸镁水泥的凝结速度,改善其可施工操作性.本文基于国内外磷酸镁水泥缓凝剂研究,综述了几种常用的缓凝剂(硼砂(B)、硼酸(BA)和三聚磷酸钠(STP))对磷酸镁水泥性能(水化热、抗压强度、凝结特性)及其水化机制的影响,对其缓凝机理进行了分析讨论.就当前缓凝剂改性MPC研究中的优势及不足,并结合实际应用需求展望其今后研究和发展方向,为MPC后续缓凝研究提供文献支撑.     

混凝土修补材料粘结性能及现场测试方法试验研究

混凝土修补材料和老混凝土的粘结性能对修补结构承载能力和耐久性能有着重要影响,良好的粘结性能是修复结构达到设计要求的必要条件。本文从工程应用角度出发,对修复工程中常见的修补材料和老混凝土的粘结性能进行研究。引入一种新的粘结性能测试方法,并使用该方法对各种修补材料粘结性能的进行分析比较和研究。     

新型快通修补材料与道面混凝土基材粘结性能研究

为解决现有道面混凝土修补结构在使用一段时间后粘结面易出现裂缝,进而造成修补混凝土损坏的问题,该文综合考虑修补材料的表面粗糙度、粘结剂和养护龄期等因素,对一种新型混凝土路面快速修补材料的适用性和使用性能进行评价。设计三因素四水平正交试验进行系统研究,用劈裂抗拉试验和直剪试验测定复合试样的粘结强度。通过分析试样的剪切滑移特性,了解组合试件的实际粘结性能。结果表明,劈裂抗拉强度为1.21～2.43 MPa,直剪强度为2.84～5.92 MPa,粘结强度与表面粗糙度和养护龄期有较好的相关性;高表面粗糙度混凝土的滑移距离几乎是低表面粗糙度混凝土的3倍。该文研究的快速修补材料具有与旧混凝土良好的粘结性能,能够在早期产生较高的粘结强度,满足机场道面快速修补的要求。     

磷铝酸盐水泥修复性能的研究?

论述了影响新老混凝土粘结面粘结强度的因素，以新型磷铝酸盐水泥(PALC)砂浆为修补材料，研究了它与传统硅酸盐水泥(PC)之间的修复性能，通过半边修补和中间修补两种修补方式，测定粘接界面的抗折强度，对抗折界面情况进行比较分析，借助扫描电镜和元素线分析测试，分析了粘接界面区的粘接机理。实验结果表明，以磷铝酸盐水泥为修补材料的界面粘结强度明显高于以传统硅酸盐水泥为修补材料的界面粘结强度，尤其是在修补早期，磷铝酸盐的这种性能更是优越。通过扫描电镜和元素线扫描分析发现，“PALC-POC”界面区域元素含量的变化是连续的，认为界面区域是两侧元素相互扩散进入对方基体，“磷-硅”界面处可能存在化学结合。     

磷酸镁水泥增韧改性研究进展

磷酸镁水泥(MPC)具有快凝快硬、早期强度高、流动性好等优点,但突出的高脆性问题严重限制了它的工程应用。综合国内外磷酸镁水泥韧性改善的研究进展,对比分析磷酸镁水泥主要增韧改性方式聚合物乳液、短切纤维和纤维织物对磷酸镁水泥的增韧改性效果。聚合物乳液掺量较高时可改善MPC的变形、抗裂能力,但是会导致MPC早期工作性能和强度降低,限制了聚合物乳液在MPC增韧改性方向的应用;短切纤维和纤维织物对MPC的粘结性、抗裂性和抗冲击性能均具有较好的改善作用,采用高弹性模量纤维增韧有利于MPC在混凝土道路抢修、混凝土结构快速修补、隧道用喷射混凝土等方向的应用。     

磷酸镁水泥复合材料的研究进展

磷酸镁水泥(MPC)是由过烧氧化镁、磷酸盐、缓凝剂以及其他一些改性材料组成的无机胶凝材料。相比较普通硅酸盐水泥,MPC具有水化速度快、早期强度高、与旧混凝土的界面粘结性好、耐磨及抗冻性好,以及凝结硬化后呈中性偏弱碱性等优点,但是其高脆性的特点限制了它的工程应用。对近年来各种MPC基纤维复合材料的研究进展进行了梳理,讨论了植物纤维、聚合物基纤维以及无机纤维对MPC增韧、改性方面的应用。探索磷酸镁水泥复合材料在相关领域的最新进展和存在的问题。结合实际应用需求对其未来发展趋势进行分析,提升MPC复合材料的性能。     

环境条件对混凝土拌和物性能的影响

水泥混凝土是集料与水泥浆的混合物,当水泥和水之间发生化学反应并凝结硬化后,把集料粘结成坚如磐石的材料,在高温下水份损失速度和水泥水化速度加快,温度升高会导致坍落度的损失、水泥混凝土凝结时间缩短,早期强度升高而后期强度降低,易产生塑性收缩开裂,对混凝土养护及保护提了更高的要求。本文将论述炎热的气候条件下,混凝土各项指标的影响因素及施工中作业注意要点。     

磷酸镁水泥用作道路的快速修补材料研究

磷酸镁水泥(magnesium phosphate cement,MPC)作为一种特种水泥,具有早强、快硬、粘接性能好等特点,从原材料、修复机理和复合材料等方面分析了将其用作道路快速修补材料的可行性,在此基础上认为磷酸镁水泥的应用具有很大的优势和广阔前景。重点对磷酸镁水泥的路用性能和施工工艺进行了综述。     

矿渣基水泥混凝土路面修补材料的研究

水泥混凝土路面在使用过程中,不可避免地会产生破损,而传统的修补材料受到造价和交通开放时间的制约,会导致病害进一步加剧。针对这一问题,提出矿渣基修补材料,在分析修补机理的基础上,通过正交试验从凝结时间、强度、干缩性3方面确定其配方,并与路面施工中常用的普通硅酸盐42.5级水泥进行砂浆性能对比,验证了这种新型修补材料具有一定的优越性和广泛推广应用价值。     

磷酸镁水泥制备及生物医学应用研究进展

磷酸镁水泥(MPC)是一种凝结硬化快、早期强度高、黏结强度高、干燥收缩小、耐磨、抗冻、生物相容性好的新型胶凝材料,无论在民用、军事建筑还是生物骨修复材料上都有很好的应用前景,因此得到了广泛的关注。主要对MPC的制备、水化产物、机理以及在生物医学领域的应用研究现状进行了综述。     

BFRP筋与低碱度硫铝酸盐水泥混凝土粘结性能试验

为研究玄武岩纤维增强聚合物复合材料(Basalt fiber reinforced polymer,BFRP)筋与低碱度硫铝酸盐水泥混凝土的粘结性能，对共90个粘结试件进行中心拉拔试验，研究了筋材表面形貌、混凝土强度等级等因素对粘结性能的影响。试验结果表明：对筋材表面进行喷砂、缠绕纤维和螺纹处理能显著提高粘结性能，深螺纹环氧树脂BFRP筋与65 MPa低碱度硫铝酸盐水泥混凝土的粘结强度高达39.09 MPa，远大于光滑BFRP筋的13.32 MPa。强度等级对BFRP筋-低碱度硫铝酸盐水泥混凝土粘结试件的粘结强度的影响更明显，此外BFRP筋与低碱度硫铝酸盐水泥混凝土粘结性能高于普通硅酸盐混凝土。最后，通过Cosenza-ManfrediRealfonzo(CMR)模型和修正后的Bertero-Popov-Eligehausen(mBPE)模型)对BFRP筋-混凝土粘结试件的粘结滑移(τ-s)曲线进行拟合，发现CMR模型对粘结滑移曲线的上升段拟合效果较好，清晰准确地反映了其粘结-滑移本构关系，为研究BFRP筋增强硫铝酸盐水泥混凝土结构的力学性能提供了关键理论依据。     

壳聚糖对磷酸镁水泥抗水性能影响

磷酸镁水泥(MPC)力学性能优异,在民用、军事建筑和医用材料领域都有广泛应用前景。但MPC在经受水环境侵蚀时,强度损失较快,故改善MPC抗水性是一个重要的研究方向。研究了壳聚糖(CS)对MPC浆体凝结时间、强度及晶相结构影响,并研究了掺入CS后MPC硬化体在水、模拟体液(SBF)、磷酸盐缓冲溶液(PBS)中浸泡不同周期后强度及结构变化。结果表明,硼砂作为缓凝剂可明显延长MPC的凝结时间;MPC主要水化产物为MgKPO4·6H2O,存在未参与反应硼砂和大量剩余MgO;添加CS可使MPC硬化体结构更加致密,在经受水环境侵蚀时,MPC硬化体的强度损失明显减小,说明CS能提高MPC的抗水性;同时,由于MPC硬化体在SBF中浸泡后表面有球状类骨磷灰石晶体生成,说明其具有生物活性。     

缓凝剂硼砂对磷酸镁水泥水化硬化特性的影响

为了探讨缓凝剂硼砂(B)对磷酸镁水泥(MPC)的作用机理,测试和分析了不同掺量硼砂(B)的磷酸镁水泥(MPC)浆体的凝结时间、pH值、体系温度以及硬化体的强度和微观结构。结果表明:硼砂在一定掺量范围内对磷酸镁水泥(MPC)浆体有较明显的吸热降温促进作用和调节pH值作用,两种作用均可减慢浆体的水化反应速度且进一步影响硬化体的微观结构形貌和强度。由此推论硼砂在磷酸镁水泥(MPC)浆体中,除在MgO表面形成保护膜外,还通过降低体系温度和调节浆体pH值进而减慢水化反应速度来延缓浆体的凝结,随着硼砂(B)掺量的变化,不同因素起主导作用。     

丙乳砂浆在水工混凝土加固工程中应用

丙乳砂浆由于具有优异的粘结、抗裂、防水、防氯离子渗透、耐磨、耐老化等性能,是一种新型混凝土建筑物的水泥基护面修补材料,和树脂基修补材料相比具有成本低、耐老化、易操作、施工工艺简单及质量容易保证等优点。可在水工混凝土建筑物各种老化加固处理中使用和推广。     

车桥耦合扰动对硫铝酸盐水泥混凝土修补材料性能的影响

本研究针对硫铝酸盐水泥混凝土材料在公路桥梁修复工程中、在开放交通施工条件下,受车桥耦合扰动作用易产生性能损伤及开裂现象等问题展开。首先通过实地检测确定半幅通车施工条件下车桥耦合扰动的具体参数范围,并在此基础上利用电磁扰动台模拟桥梁扰动,研究了扰动对硫铝酸盐水泥混凝土修补材料性能的影响规律。实验结果表明,在实测确定的扰动参数范围内,扰动频率在6 Hz以下的扰动对硫铝酸盐水泥混凝土的抗压、抗折强度无明显影响,当扰动频率在9 Hz以上、扰动振幅超过1.0 mm时,扰动使混凝土早期抗压强度稍有提高,但会明显降低硫铝酸盐水泥混凝土的抗折强度。通过电通量测试表明扰动会使硫铝酸盐水泥混凝土内部结构造成损伤。通过孔结构测试表明,扰动会增大混凝土有害孔与多害孔的比例,进而影响其力学性能。     

新型聚合物水泥胶浆界面剂粘结性能及作用机理研究

采用新型聚合物水泥胶浆作为界面剂以提高新旧混凝土之间的粘结性能,通过拉拔粘结强度与劈裂抗拉粘结强度实验对5种不同类型的聚合物水泥胶浆界面剂的粘结性能进行了测试,并利用扫描电镜(SEM)分析研究了丁苯聚合物水泥胶浆的界面增强机理。实验结果表明,5种聚合物乳液中,丁苯聚合物水泥胶浆具有较好的拉拔粘结性能,当优选m(水泥)∶m(DB-1乳液)=3∶2时,其7d、28d拉拔粘结强度分别达到1.83MPa、2.41MPa,相比水泥净浆空白样分别提高了144%、96%;在劈裂抗拉粘结强度方面,水平方向浇筑时劈裂抗拉粘结强度相对较高,当聚合物水泥胶浆的优选m(水泥)∶m(DB-1乳液)=3∶2,水平浇筑时其28d劈拉粘结强度达到2.96MPa,明显高于不掺界面剂的试样以及掺加其它配比界面剂的混凝土试样;经过微观测试分析,丁苯DB-1聚合物水泥砂浆内部界面过渡区(ITZ)相比空白样明显致密,表明丁苯聚合物的加入有效填充了水泥基材料内部的宏观与微观缺陷,提高了界面过渡区的密实程度。     

粉煤灰掺量对轻烧氧化镁基制备3d打印用磷酸镁水泥性能的影响

以实现轻烧氧化镁为原料制备低碳磷酸镁水泥材料的3d打印为目标,采用自主研发的混搅挤功能一化建筑3d打印设备,探究了不同粉煤灰掺量对以轻烧氧化镁为基制备磷酸镁水泥材料性能与打印性能的影响规律,并结合XRD与SEM微观试验进一步分析粉煤灰对其水化产物及晶体样貌的影响。结果表明：与重烧氧化镁相比,由轻烧氧化镁制备磷酸镁水泥的凝结时间大幅缩短;粉煤灰的加入对材料凝结时间影响较小,均在2～3 min左右,但对抗压强度与界面粘结强度有负面影响,当粉煤灰掺量为磷酸镁水泥质量的30%时,抗压强度及界面粘结强度分别下降约34.24%、48.94%;粉煤灰掺量在20%以内时,可有效改善轻烧氧化镁基磷酸镁水泥材料的干缩率,提高体积稳定性;粉煤灰中的活性物质参与水化反应,生成的水化产物与磷酸镁水泥展现出良好的化学相容性,使结构内部更为密实;当粉煤灰掺量为20%～25%时,制备的3d打印用轻烧氧化镁基磷酸镁水泥具有良好的工作性能、体积稳定性能、挤出性能以及建造性能,且满足3d打印对水泥基材料的力学要求。     

水性环氧树脂-聚丙烯纤维改性水泥基快速修补砂浆性能研究

为改善机场道面修补砂浆脆性大和粘结性能差等问题,本文利用水性环氧树脂(WER)、聚丙烯(PP)纤维和硫铝酸盐水泥(SAC)制备出一种快速修补砂浆,并对其工作性能、力学性能、阻尼性能和耐硫酸盐腐蚀性能进行研究。结果表明,PP纤维和WER可显著提高快速修补砂浆韧性和粘结性能,使得快速修补砂浆2 h抗压、抗折强度和粘结强度分别达到22.3,5.1和3.7MPa,满足民用机场规范要求,同时可改善快速修补砂浆的阻尼性能和抗硫酸盐侵蚀性能。     

聚合物改性水泥砂浆的研究进展

聚合物改性水泥砂浆具有强度高、韧性高、粘结性能好、耐久性好等优点,是目前混凝土结构修补加固领域的研究热门。综述了近年国内外在该领域已取得的研究成果,全面介绍了此类砂浆的性能。在此研究基础上提出了今后研究的方向,并就此类材料未来的研究和应用提供了指导意义。     

沥青路面坑槽修补粘结料的性能北大核心CSCD

针对沥青路面坑槽修补后由于修补材料与原路面材料间粘结力不足、易导致在结合面处产生破坏此类病害,从修补粘结料入手,分别选用水性环氧乳化沥青(WEA)型、水泥水性环氧乳化沥青(CWEA)型粘结料和SBS改性乳化沥青粘结料作为对比,进行不同温度、撒布剂量下的剪切试验与拉拔试验。研究表明:随撒布剂量的增加,粘结料的剪切强度和拉拔强度均呈现先增加后减小的趋势;粘结料的温度敏感性较强,WEA型粘结料适宜于低温地区的坑槽修补,而CWEA型粘结料更适宜于高温地区;剪切强度与拉拔强度呈线性相关关系。