磷酸镁水泥基材料耐久性研究进展

磷酸镁水泥基材料具有干缩小、耐磨性好、抗冻性和抗盐冻剥蚀性能优良、防钢筋锈蚀性能和抗干湿循环性能优良等特点。氧化镁活性、磷镁比、缓凝剂、水胶比以及粉煤灰掺量对磷酸镁水泥基材料干燥收缩有显著影响。水灰比低及基体内部存在大量均匀封闭气孔是磷酸镁水泥基材料基体抗冻性优良的主要原因,大量封闭气孔可能是基体内部发生化学反应生成二氧化碳气体造成或是由于水化放热过程中自由水蒸发受阻后经水化产物填充形成的。磷酸镁水泥基材料耐水性能和耐酸碱腐蚀性较差,但耐水性可通过改善缓凝剂、增大磷酸盐细度、增加预养护时间来改善。     

磷酸钾镁水泥耐高温性能研究

研究了不同温度处理对磷酸钾镁水泥性能的影响,并利用X射线衍射仪、综合热分析仪、扫描电子显微镜对机理进行了分析。试验结果表明,在100℃以上的高温环境下,磷酸钾镁水泥质量会减少、强度会发生降低;物相分析的结果显示,高温处理后磷酸钾镁水泥的主要水化产物Mg KPO4·6H2O衍射峰会降低;热重分析的结果显示,磷酸钾镁水泥试样在108℃左右有一个明显的吸热谷并伴随着明显的质量损失;微观形貌分析的结果显示,经高温处理后磷酸钾镁水泥的水化产物减少,过烧氧化镁会大量裸露。磷酸钾镁水泥经高温处理后性能下降是水化产物在高温下分解导致的。     

磷酸镁水泥基材料力学性能研究

研究了分别以磷酸二氢铵和磷酸二氢钾为主要原料的磷酸盐水泥试件的抗压强度.首先测试了水灰比为0.09～0.21的水泥浆试件的抗压强度,研究水灰比对抗压强度的影响.然后,研究了镁磷比、硼砂的掺量和磷酸盐的种类对水泥抗压强度的影响.研究结果显示,磷酸盐水泥的抗压强度随着水灰比的增加先增大后降低,当水灰比为0.12时水泥的抗压强度最大.磷酸盐水泥的抗压强度随着镁磷比的增加而先增大后降低,当镁磷比为9:1时,磷酸盐水泥的抗压强度达到最高.当磷酸盐水泥的养护龄期小于7d时,磷酸盐水泥试块的抗压强度随着硼砂掺量的增加而降低,当养护龄期达到7d以上时,磷酸盐水泥试块的抗压强度随着硼砂掺量的增加而升高.掺磷酸二氢铵的水泥试件的抗压强度高于掺磷酸二氢钾的水泥试件的抗压强度.     

定型相变材料对磷酸钾镁水泥性能的影响

利用实验室制备的癸酸/膨胀石墨定型相变材料、月桂酸/膨胀石墨定型相变材料和石蜡/膨胀石墨定型相变材料对磷酸钾镁水泥(MKPC)水化温升进行调控,同时研究了定型相变材料对MKPC水泥工作性能、水化热和强度的影响。结果表明:掺入癸酸/膨胀石墨定型相变材料、月桂酸/膨胀石墨定型相变材料后,MKPC的水化过程发生变化,磷酸钾镁水泥的性能改变:凝结时间缩短,流动度减小,水化温峰T_(max)和水化热降低,但强度有较大幅度减小。掺入石蜡/膨胀石墨定型相变材料后,MKPC水化温峰T_(max)随其掺量增加呈规律性降低。较癸酸和月桂酸,石蜡对MKPC水化过程影响较小,石蜡/膨胀石墨定型相变材料的MKPC工作性能更优。     

磷酸钾镁水泥中硫酸根离子扩散研究

通过磷酸钾镁水泥(Potassium magnesium phosphate cement,MKPC)在5％Na2 SO4溶液中的长期浸泡、冻融循环和电脉冲试验,并测定其中不同深度和不同侵蚀时间的硫酸根扩散浓度,分析MKPC在不同侵蚀环境中的硫酸根扩散规律,基于Fick扩散定律求解不同条件下硫酸根离子扩散系数.结果表明:MKPC在三种侵蚀条件中的硫酸根扩散浓度均随侵蚀时间增加而增大,且硫酸根最大扩散深度x与侵蚀时间t之间关系遵循幂函数x=atb;求得冻融循环和电脉冲的硫酸根扩散系数相比长期浸泡环境高一数量级,冻融循环和电脉冲均能有效加快硫酸根在MKPC中的迁移扩散.     

磷酸钾镁水泥水化产物K型鸟粪石稳定性研究

磷酸钾镁水泥是一种凝结硬化快、黏结强度高且环境适应性广的新型胶凝材料,广泛应用于工程快速加固、快速修补和国防建设及有害物质固化等方面。K型鸟粪石是磷酸钾镁水泥主要水化产物,是强度的主要来源,K型鸟粪石的热稳定性对于磷酸钾镁水泥在面临各种复杂环境时更好发挥各项优势具有重要的影响。采用溶解-沉淀法合成高纯度的K型鸟粪石,利用X射线衍射（XRD）、热重分析（TG/DSC）、红外光谱分析（FTIR）等方法研究了温度对K型鸟粪石稳定性的影响规律。结果表明：经50～110℃低温加热后K型鸟粪石有不同程度的损失,50℃时损失较少,110℃时物相已完全被破坏。     

磷酸钾镁胶结材料早期水稳定性调控技术研究

通过测试磷酸钾镁胶结材料(MKPC)浆体的抗压强度和水养护剩余强度率,研究酸碱组份比例、粉煤灰掺量对MKPC浆体早期水稳定性的影响.通过测试MKPC浆体的初始水化温度和MKPC硬化体的吸水率,分析其影响机理,结果表明:由于复合缓凝剂有效延缓了MKPC浆体的早期水化反应速度,MKPC浆体组成结构中酸组份比例可大幅降低,有足量未反应的MgO颗粒存在起到微集料作用.在MKPC中掺适量粉煤灰且保证较高的碱组份比例,粉煤灰球形颗粒可填充水化物之间孔隙,且与足量未水化的MgO颗粒形成较好的级配搭配,使MKPC硬化体结构更加致密;在水养护条件下,水份不易渗入,磷酸盐及其水化物溶解和水解的可能性均减小,早期水稳定性明显提高.其中酸碱质量比例为1∶3和粉煤灰掺量为20％的MKPC硬化体的水养护剩余强度率达到90％以上.     

磷酸钾镁水泥基材料与硅酸盐水泥混凝土的粘结性能研究

为了研究磷酸钾镁水泥基材料与硅酸盐水泥混凝土的粘结性能,测试了磷酸钾镁水泥基材料浆体的抗压强度,同时测试了磷酸钾镁水泥基材料浆体与不同状态的硅酸盐水泥砂浆的粘结抗折强度和收缩变形,分析了磷酸钾镁水泥基材料硬化体的物相组成、微观形貌以及与硅酸盐水泥砂浆基体的粘结界面结构.结果表明:双掺粉煤灰和石灰石粉,使磷酸钾镁水泥基材料硬化体的结构更完善,抗压强度、粘结抗折强度和体积稳定性均明显提高.保持硅酸盐水泥砂浆基体的龄期大于7d和气干含水状态,磷酸钾镁水泥基材料与硅酸盐水泥砂浆界面的结合力加强,粘结抗折强度明显提高.     

偏高岭土/粉煤灰-磷酸钾镁水泥体系早期水化研究

试验研究分析了偏高岭土/粉煤灰-磷酸钾镁水泥体系的早期水化特性,及其力学性能和微结构的发展.结果表明,磷酸钾镁水泥体系早期水化放热特征同硅酸盐类水泥相似.偏高岭土和粉煤灰的掺入加速了磷酸钾镁水泥体系的早期水化,降低了凝结时间,提高了体系的早期强度,其中,偏高岭土在体系中比粉煤灰具有更高的活性.结合低场核磁共振对水化早期微孔结构的分析,偏高岭土在体系中的化学效应大于物理效应,粉煤灰在体系中的物理效应大于化学效应,粉煤灰主要起填充密实作用.     

含高镁镍渣粉的磷酸钾镁水泥性能试验研究

研究测试了不同高镁镍渣粉含量的磷酸钾镁水泥(MKPC)浆体的流动度、体积变形、水化温度和不同养护条件下的抗压强度,分析了MKPC浆体的物相组成和微观形貌.结果表明:适量磨细的高镁镍渣粉等量替代死烧氧化镁粉,可改善MKPC浆体的流动性,使MKPC硬化体的水稳定性明显改善,其中掺30％～40％高镁镍渣粉的MKPC试件的60 d水养护抗压强度剩余率超过100％.适量高镁镍渣粉可明显改善MKPC硬化体的收缩变形,其中含30％高镁镍渣粉的MKPC浆体水化60 d时的干燥收缩率仅为参考样的48.1％.上述改善作用缘于含高镁镍渣粉对碱组分粉体级配的改善作用,使MKPC浆体的初始水灰比较低,高镁镍渣粉中难磨粗颗粒的微集料作用和玻璃体的活性作用,使MKPC硬化体结构趋于致密.     

磷酸铵镁水泥修补材料修补性能研究

利用磷酸铵镁水泥对普通硅酸盐水泥砂浆进行修补,并设计试验研究了其修补性能。结果表明,磷酸铵镁水泥修补材料的强度较好,28 d抗压强度可达77.5 MPa;磷酸铵镁水泥修补材料与旧有普通硅酸盐水泥砂浆的粘结性能良好,较小的M/P比值有利于早期粘结性能的提升;磷酸铵镁水泥修补处的抗渗水性较好,减小M/P比值或增大水胶比会降低抗渗水性。     

早龄期磷酸钾镁水泥砂浆的抗冻性评价

为了研究早龄期磷酸钾镁水泥(MKPC)砂浆的抗冻性,测试了在水和5％(质量分数)Na2 SO4溶液中快速冻融早龄期MKPC砂浆试件的强度、体积变形和吸水率,分析了其物相组成和微观形貌,并将其与水化28 d的MKPC砂浆试件相比较.结果表明,快速冻融循环环境下,早龄期MKPC砂浆试件(水化龄期超过1 d)的强度衰减程度低...     

磷酸镁水泥研究进展

综述了磷酸镁水泥的发展历程、水化机理、基本性能的影响因素及其应用研究现状,指出当前磷酸镁水泥研究中存在的问题,并结合实际应用需求展望了其今后研究和发展方向.     

磷酸钾镁水泥净浆抗盐冻性能研究

为了研究磷酸钾镁水泥抗盐冻性能,通过测定四种不同冻融介质中磷酸钾镁水泥净浆试件的质量损失、强度、体积变形和表观破坏形态,并与相同龄期的长期浸泡环境下的磷酸钾镁水泥净浆试件比较,借助微观手段研究磷酸钾镁水泥硬化体的物相组成和微结构.结果表明:磷酸钾镁水泥经过400次冻融循环时仍保持质量损失不超过5％、强度损失不超过25％、体积膨胀变形最大为0.275％,具有较好的抗盐冻性.四种冻融介质中,以5％硫酸钠溶液为冻融介质时破坏最严重,可作为评价磷酸钾镁水泥抗盐冻性能好坏的指标.     

磷酸镁水泥耐水性研究进展

磷酸镁水泥(MPC)是一种快凝快硬的新型胶凝材料,具有干缩小、抗冻性好、早期强度高等优良特性,应用于工程修补和有害物质的固化。从磷酸镁水泥的水化产物出发,分析了磷酸镁水泥耐水性的机理,讨论了其耐水性的影响因素,包括原料配比、MgO颗粒细度、养护湿度和温度、缓凝剂和水胶比,提出了通过使用防水剂、增加预养护时间、掺入外加剂和掺合料等措施改善磷酸镁水泥的耐水性。     

硼砂/三乙醇胺复合缓凝剂对磷酸钾镁水泥水化硬化性能的影响

磷酸钾镁水泥(MKPC)的速凝特性限制了其在更多工程领域的应用发展,有效延长凝结时间是其工程化应用的关键技术之一。本研究使用硼砂/三乙醇胺复合缓凝剂,深入研究了其对磷酸钾镁水泥凝结时间、抗压强度、物相组成、微观形貌、孔结构和水化放热等特性的影响,并探讨了缓凝机理。结果表明：在保障7 d抗压强度大于20 MPa条件下,复合缓凝剂的使用,可实现26～100 min的凝结时间调控;三乙醇胺分子包覆MgO颗粒,发挥阻水作用,从而显著降低水化反应的标准水化放热速率与标准水化放热量,达到缓凝效果;试样中K-鸟粪石含量的减少与大于10 nm孔隙体积的增加是削弱抗压强度的主要原因。     

富含重金属的焚烧飞灰对磷酸钾镁水泥体系性能的影响

为了研究富含Pb、Cd的模拟垃圾焚烧飞灰对磷酸钾镁水泥(MKPC)性能的影响,测试了含垃圾焚烧飞灰的MKPC体系的流动度、凝结时间、抗压强度和其中重金属Pb、Cd的浸出浓度,分析了MKPC体系的水化放热特性、物相组成和微观形貌,结果表明:复合缓凝剂和适量垃圾焚烧飞灰可有效延缓MKPC浆体的凝结时间.垃圾焚烧飞灰的加入和含量增加使MKPC浆体的早期抗压强度明显降低,随着水化龄期的延长,其抗压强度逐步提高,水化28 d时,掺50％飞灰的MKPC的抗压强度仍大于20 MPa.含垃圾焚烧飞灰的MKPC浆体中Pb、Cd的浸出浓度随垃圾焚烧飞灰含量的增加而增加、随水化龄期的延长而明降低.但含50％飞灰的MKPC硬化体(28 d)中Pb、Cd的浸出浓度均满足《危险废物鉴别标准》(GB5085.3-2007)要求.