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.     

磷酸钾镁水泥浆体早期变形机制

为了探究新拌磷酸钾镁水泥(MKPC)基浆体的早期变形机制,利用自制气球装置测试参考样(F0)1 d以内的膨胀率来验证试验的可行性,同时测试了不同粉煤灰掺量的磷酸钾镁水泥(MKPC)浆体1 d以内的塑性变形、强度、水化温度,分析了MKPC浆体的物相组成和微观形貌.结果表明:(1)该试验方法所得结果有较好的重复性和复现性;(2)MKPC浆体从加水拌和至测试历时10 min,水化10 min开始至水化2 h体积迅速膨胀,之后MKPC浆体的体积膨胀率逐渐下降,直至1 d达到稳定状态;(3)水化24 h时,F0的体积膨胀率为0.26×10-2,粉煤灰掺量为10％、20％、30％(代号FA10、FA20、FA30)的MKPC浆体较F0的膨胀率分别增加了181.98％、199.81％和155.97％.     

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。     

粉煤灰对MKPC浆体抗硫酸盐溶液侵蚀性能的影响

为了研究粉煤灰对磷酸钾镁水泥(M KPC)浆体抗硫酸盐侵蚀能力的影响,选择不含粉煤灰的MKPC浆体试件(M0)和含20％粉煤灰的MKPC浆体试件(M1)进行水和5％硫酸钠溶液长期浸泡试验.测试了不同浸泡龄期下M0和M1试件的强度和吸水率,并分析了M0和M1样品的孔结构、物相组成和微观形貌.结果 表明:含20％粉煤灰的M1试件在水和5％硫酸钠溶液中浸泡360 d的强度剩余率较M0的对应结果均提高超过5％.掺入20％粉煤灰可明显改善MKPC硬化体的初始孔结构,使环境水不易渗入;粉煤灰中的活性组份在含硫酸根的碱性水环境下,会发生水化反应生成新物相填充MKPC硬化体的孔隙,使MKPC硬化体在硫酸盐长期侵蚀环境下结构劣化程度明显减轻.     

不同细度MgO对磷酸钾镁水泥性能的影响

研究了MgO细度对磷酸钾镁水泥(MKPC)流动性、凝结时间、水化温度变化、水化产物生成量与抗压强度等方面的影响。结合MgO的粒度分析,发现MKPC净浆的流动性和凝结时间是由30μm以下的MgO颗粒控制。水泥浆体的温升测试和差热分析结果表明MgO比表面积对MKPC的水化有显著影响。在MgO比表面积小于322 m2/kg时,MKPC水化过程中出现2个温度峰,其过程可分为快速溶解、水化过渡、加速水化和衰减4个阶段。当MgO比表面积大于322m2/kg时,水化过程只出现一个温度峰。强度测试结果表明,MgO的细度对MKPC的早期强度没有明显影响,但其后期强度主要由尺寸在30～60μm范围内的MgO颗粒所控制,因此,为控制MKPC早期的水化速率并获得较高的后期强度,MgO的比表面积应该控制在238～322m2/kg之间。     

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.     

水灰比对磷酸钾镁水泥性能的影响

通过测试不同水灰比的含复合缓凝剂的新型磷酸钾镁水泥(MKPC)浆体的凝结时间、流动性和水化过程温度变化,测试其硬化体的抗压强度、分析硬化体的物相组成和微观结构,研究水灰比对MKPC浆体特性的影响.结果表明:水灰比对MKPC的抗压强度和微观结构有显著影响;存在最佳的水灰比范围(0.10,0.11),使MKPC硬化体的结构较完善和后期抗压强度较高.     

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。     

新拌磷酸镁水泥浆体流动性测试方法及其流动特性研究

本研究设计了一种流动性测试方法,既可测试新拌磷酸镁水泥浆体的变形速度,又可测试其最终变形能力.对新拌磷酸镁水泥浆体的流动特性有较高的敏感性.通过自制流动测试装置,可测试出在不同搅拌工艺和配比参数下配制的新拌磷酸镁水泥浆体的变形速度和最终变形能力,了解其流动特性变化规律.     

钢渣粉对MKPC浆体的改性作用试验研究

为了调查钢渣粉对磷酸钾镁水泥浆体的改性作用,测试了含不同量钢渣粉的磷酸钾镁水泥(MKPC)浆体的流动度、抗压强度、干缩率和水化温度,分析了MKPC浆体的物相组成和微观形貌.结果表明:钢渣等量替代MgO粉10％～20％,能使碱组份粉体的颗粒级配更合理,进而改善了新拌MKPC浆体的流动性.含10％～20％钢渣粉的MKPC浆体试件的5 h抗压强度提高5％～17％、1 d抗压强度提高不小于30％.含20％钢渣粉的MKPC试件的收缩变形仅为MKPC试件参考样收缩变形的60％.适量钢渣粉等量替代MgO粉,MKPC浆体中有效碱组份总量降低,造成MKPC浆体的早期水化程度降低.由于钢渣粉中的部分活性元素参与了水化反应,MKPC硬化体中出现了Ca2P2O7·3H2O、Ca2Al2Si2O8·4H2O和Fe3(PO4)2·H2O等新物相,钢渣粉中Ca、Fe、Al和Si元素渗入磷酸盐水化产物中,使水化产物的形貌变化较大,MKPC硬化体结构趋于致密.     

磷酸镁水泥混凝土耐久性试验研究

系统研究了磷酸镁水泥混凝土的干缩、耐水、抗渗和耐腐蚀性能.结果表明,磷酸镁水泥经复配10％普通硅酸盐水泥、10％粉煤灰、5％生石膏、0.3％多聚磷酸钠后,砂浆干缩率大幅降低,混凝土干缩率早期高、后期低.磷酸镁水泥混凝土耐水性较差,掺入硅溶胶或HEA防水剂可显著改善其耐水性,同时可显著提高其抗渗性,由于孔隙率降低和孔隙结构得到显著改善,硅溶胶改善抗渗性的效果更佳.氯盐与硫酸盐腐蚀试验结果表明,磷酸镁水泥混凝土具有较好的耐腐蚀性能.     

高流动性磷酸铵镁水泥硬化浆体耐盐腐蚀性能试验研究

为研究高流动性磷酸铵镁水泥(MAPC)硬化浆体耐盐腐蚀性能,通过测试高流动性MAPC的抗压强度、抗折强度、变形、吸水率、流动性、水化温度曲线以及微观形貌,对比研究了空白组M0和单掺水玻璃M1的MAPC硬化浆体长期浸泡在清水、氯化钠和硫酸钠溶液中的相关性能.试验结果表明:单掺水玻璃提高了MAPC硬化浆体的早期水化反应速率...     

粉煤灰改性磷酸镁水泥耐久性能的试验研究

以粉煤灰作为改性材料取代部分镁砂改性MPC砂浆,研究了不同粉煤灰掺量对改性MPC砂浆抗压强度、耐水性能、耐腐蚀性能的影响,并通过SEM考察了粉煤灰对砂浆微观结构的影响。结果表明:粉煤灰能大幅提高MPC砂浆的中后期抗压强度,存在一个最佳掺量,以10%-20%为宜;粉煤灰可显著改善MPC砂浆的耐水性能、耐酸碱腐蚀性能,MPC+20%粉煤灰砂浆的60d强度保留系数(Wn)及耐腐蚀系数(Kn)均接近0.8;MPC砂浆自身即具有较好的耐盐性能,粉煤灰对其耐盐性影响较小;粉煤灰可以填充水化产物之间的孔隙,提高基体密实度,改善砂浆力学及耐久性能。     

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。     

水玻璃对大流动度的磷酸铵镁水泥浆体性能的影响

为了研究水玻璃对大流动度的磷酸铵镁水泥(MAPC)浆体性能的影响,测试和分析了添加水玻璃的磷酸铵镁水泥浆体的强度、流动性、体积变形、吸水率、水化温度、水稳定性、微观结构以及物相组成,并将其与未添加水玻璃的磷酸铵镁水泥浆体的试验结果进行比较.结果表明:添加水玻璃能大幅度提高磷酸铵镁水泥浆体的流动性和强度,其28 d的抗折、抗压强度分别达到8.4 MPa、49.3 MPa,比同龄期空白组试件的抗折、抗压使结构提高了15.1％、17.1％;添加水玻璃会使MAPC硬化体一直处于微膨胀的状态;添加水玻璃使得结构更加致密,在经受水环境侵蚀时,MAPC硬化体的强度剩余率明显提高.