海工磷酸镁水泥基材料强度特性及其微观机理分析

将采用海砂、海水制备的海工磷酸镁水泥基材料,分别在海洋气候环境下自然养护和海水中浸泡养护,通过对材料强度特性、微观结构及组成的测试分析,研究材料的长期强度发展规律、抗海水侵蚀性能及其微观作用机理。结果表明:海工磷酸镁水泥基材料的力学性能受海砂、海水的影响不大,材料长期强度发展较好,自然养护下材料7d的抗压强度达到43MPa以上,900d的抗压强度达到90MPa左右;海工磷酸镁水泥基材料抗海水侵蚀性能较好,海水浸泡养护900d时抗压强度达到37.9MPa;初步建立了材料微观组成结构与宏观特性的关系,为进一步提高材料应用特性打下理论基础。     

超高性能磷酸镁水泥混凝土的制备和力学性能研究

磷酸镁水泥(MPC)凝结硬化速度快,早期强度高,采用MPC作为胶凝材料,有利于在无养护条件下制备出具有高早强特征的超高性能磷酸镁水泥混凝土(UHPMPCC)。研究了钢纤维掺量和长径比等参数对UHPMPCC物理力学性能的影响,分析了UHPMPCC中钢纤维的增强机制和影响规律。结果表明25 mm钢纤维有利于提高早期抗压强度,而13 mm钢纤维更有利于提高长期力学性能;13 mm钢纤维的掺量2.5%(体积分数)时,无养护的UHPMPCC6h抗压强度和抗折强度超过60和25 MPa, 28 d抗压强度和抗折强度超过120和38 MPa。MPC浆体早期呈酸性,使钢纤维表面产生刻蚀,鸟粪石嵌入钢纤维中,增强MPC基体和钢纤维的界面粘结,有助于提高UHPMPCC的抗弯强度。     

磷酸镁水泥抗冲击性能试验研究

磷酸镁水泥是一种由氧化镁、磷酸盐和缓凝剂等按一定比例混合而成,在室温下通过化学反应形成快硬高强的新型胶凝材料。研究掺加了不同掺合材料的磷酸镁水泥在冲击力作用下的性能,并结合SEM分析磷酸镁水泥冲击性能变化的原因。研究表明,磷酸镁水泥的抗冲击性能较差,掺合料不同对其冲击性能有一定影响。由SEM分析,可知抗冲击性能较好的磷酸镁水泥,内部细微裂缝变少,结构更加紧密。     

EVA乳液对磷酸镁水泥性能的影响研究

选择原材料是改善磷酸镁水泥性能的重要方法,为扩大磷酸镁水泥的应用范围,对EVA乳液改性磷酸镁水泥进行研究,结果表明,EVA乳液的掺加对磷酸镁水泥的凝结时间与流动性影响小;磷酸镁水泥的抗压与抗折强度均随着EVA乳液掺量的增大,表现出先提高后降低的趋势,但存在不同的适宜掺量;EVA乳液显著增大磷酸镁水泥的粘结强度与断裂能;微观分析表明EVA乳液不改变磷酸镁水泥水化产物类型,但改变水化反应速度,影响水化产物形貌,其中MgNH4PO4·6H2O主要以柱状存在,并且结构更加致密。     

磷酸镁水泥的研究与发展前景

磷酸镁水泥是一种新型无机胶凝材料,兼有水泥、陶瓷和耐火材料的优点。综述了国内外磷酸镁水泥的制备、性能及水化硬化机理的研究进展,并分析了磷酸镁水泥推广应用中存在的一些问题,展望了磷酸镁水泥今后的发展前景。     

磷酸二氢钾粒度对磷酸钾镁水泥性能影响

KH2PO4作为磷酸钾镁水泥主要原材料,与其性能直接相关。研究了KH2PO4粒度对磷酸钾镁水泥的流动性、凝结时间、抗压强度、粘接强度、水化浆体温度和孔隙率等方面的影响。结果表明,随着KH2PO4粒径的减小,磷酸钾镁水泥的凝结时间缩短,流动度先增加后减小;材料抗压强度和粘接强度逐渐增大,中位粒径为45μm时,3h抗压强度达32 MPa,1d粘接强度达4.3MPa;KH2PO4的粒度对磷酸钾镁水泥的水化热有较大影响,对于100mm×100 mm×100mm的试块,成型后中心最高温度逐渐升高,最高可达79.5℃;随着KH2PO4粒径降低,磷酸钾镁水泥的平均孔径降低,孔隙率降低,材料致密程度相应提高。同时,粒径的减小也明显减轻了磷酸钾镁水泥所存在的"泛霜"现象。     

磷酸镁水泥的制备及其快速修补应用研究进展

磷酸镁水泥(Magnesium phosphate cement,MPC)是一种基于氧化镁和磷酸盐的酸碱反应而凝结硬化的新型胶凝材料。该材料具有凝结速度快、早期强度高、粘结性能好、干燥收缩小、耐磨、抗冻等特点。优异的性能使其能够替代传统水泥基修复材料,满足水泥混凝土结构修复要求,已成为目前快速修补材料研究的热点之一。本文对近年来MPC用作快速修补材料方面的研究进展做了综述,分别讨论了MPC的凝结时间、流动性、强度发展、与旧混凝土结构的粘结性能、体积稳定性及其影响因素。在此基础上讨论了MPC作为修补材料存在的问题并给出了相关的建议。     

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。     

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。     

磷酸镁水泥的研究进展

分析了磷酸镁水泥的原料制备、水化机理及主要水化产物,介绍了磷酸镁水泥凝结影响因素、强度影响因素研究现状,在此基础上对磷酸镁水泥的应用前景及亟需解决的问题进行了初步探讨.     

铅离子对复合磷酸盐磷酸镁水泥水化硬化特性的影响

研究了铅离子对复合磷酸盐磷酸镁水泥水化硬化特性的影响及其在复合磷酸盐磷酸镁水泥中的稳定性。实验结果表明,复合磷酸盐磷酸镁水泥抗压强度随着铅离子掺量的增加而降低,其中硝酸铅掺量达到10%时,复合磷酸盐磷酸镁水泥的各个龄期的抗压强度发生明显下降。铅离子对复合磷酸盐磷酸镁水泥凝结时间没有明显影响。在复合磷酸盐磷酸镁水泥水化过程中,铅离子对水泥体系的pH值影响不大,但能够造成水泥水化放热峰出现的时间延迟,水化放热的总量减少并影响主要水化产物的结晶程度。在复合磷酸盐磷酸镁水泥水化反应后期,当硝酸铅掺量达到10%以上时,在水化产物中出现了较为明显的Pb2P2O7的衍射峰。复合磷酸盐磷酸镁水泥固化铅离子的浸出毒性试验结果(43μg/L)远低于国家标准要求(5mg/L)。     

Effect of waterglass on water stability of potassium magnesium phosphate cement paste

This paper studied the influence of waterglass on the early water stability of potassium magnesium phosphate cement (MKPC). Mass loss and residual strength were used to reflect the water stability of MKPC pastes exposed to different curing conditions. Experimental results indicated that the addition of waterglass could accelerate early hydration of MKPC, reduce the crystallinity of hydration products, and improved the pore structures significantly. The early water stability of MKPC was greatly improved due to the significant decreased dissolution of hydration products and pore volume of hardened MKPC.     

不同温度处理对磷酸镁水泥性能的影响

对磷酸镁水泥在不同温度处理下的表观形貌、体积收缩率和抗压强度进行了研究,并通过XRD、SEM对各个温度阶段的物相及微观形貌进行了分析,利用TG-DSC研究了加热过程中的质量变化和所产生的热效应。结果表明,在200℃以下,磷酸镁水泥强度减小较大;在400～800℃之间,强度变化相对较小;在更高的温度下,由于烧结现象的出现,磷酸镁水泥的强度甚至有所增长;当温度达到1400℃,磷酸镁水泥的整体结构仍然保持完整,但体积则发生了较大的收缩。磷酸镁水泥具有良好的高温稳定性。     

磷酸/聚合物复合改善氯氧镁水泥耐水性能与机理的研究

在磷酸、聚合物单一改性的基础上,采用磷酸与苯丙乳液、硅丙乳液分别对氯氧镁水泥进行复合耐水性能改性实验。结果表明,磷酸能够提高氯氧镁水泥体系的耐水性能,但对水泥有明显的缓凝作用;苯丙、硅丙等高分子聚合物乳液对氯氧镁水泥的耐水性能没有明显的改性效果;磷酸能够促进聚合物膜在水化产物表面的粘附与覆盖,形成复合耐水保护层,适量的苯丙或硅丙乳液与磷酸复合,对氯氧镁水泥耐水性改性效果远好于单掺磷酸或聚合物,且克服了磷酸缓凝和早期强度大幅下降的缺陷。     

镁氯胶凝材料复合改性的研究

在对磷酸、粉煤灰分别改性研究的基础上,采取磷酸、粉煤灰及苯丙乳液对镁氯胶凝材料耐水性进行复合改性。研究结果表明,同时掺入20%粉煤灰、1%磷酸及5%苯丙乳液,可有效提高5.1.8主晶相在水中的稳定性,提高材料的密实度和抗水性能;水泥石的软化系数及早期强度均得到显著提高,分别达到0.90和48.6MPa;浸水28d抗压强度衰减较小,保持64.4MPa的高水平。综合改性效果显著。     

乙醇胺添加剂对AZ91D镁合金表面磷化膜耐蚀性能的影响研究

以磷酸盐化学转化膜为研究体系,采用动电位极化和交流阻抗分析方法及检测手段,研究乙醇胺添加剂及其浓度对AZ91D镁合金磷化膜耐蚀性能的影响.研究发现,(1)乙醇胺(MEA)作为添加剂可有效改善AZ91D镁合金表面磷化膜的耐蚀性能.在MEA添加量为1.2g/L时,磷化膜的耐蚀性最好.添加乙醇胺1.2g/L时制备的磷化膜,在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的耐蚀性能比AZ91D镁合金基体提高了10倍;(2)MEA浓度在0.4～1.2g/L时,磷化膜的R_(ct)随MEA浓度增加成线性增长关系.MEA浓度1.2g/L时达到最大值.磷化膜的R_p在MEA浓度为1.2g/L时达到最高值.当MEA浓度继续增加时,R_p明显下降.MEA浓度控制在0.8＜C_(MEA)＜1.6g/L时获得的磷化膜的耐蚀性能最好.     

Effect of aluminium phosphate as admixture on oxychloride cement

The effect of admixing of aluminium phosphate on oxychloride cement in the matrix has been investigated. It is shown that aluminium phosphate retards the setting process of the cement and improves water-tightness.     

Enhanced hydrated properties of α-tricalcium phosphate bone cement mediated by loading magnesium substituted octacalcium phosphate

A novel Mg-containing α-tricalcium phosphate (α-TCP) bone cement with excellent wetting compressive strength and suitable setting time has been developed in this work. Mg-substituted octacalcium phosphate (Mg-OCP) crystals with the special morphology was prepared by homogeneous precipitation method, and used to modify the α-TCP bone cement. Mg²⁺ was successfully introduced into OCP structure, and the filaments/sheet-like morphologies of OCP were obtained by changing the Mg²⁺ concentration. As added in the α-TCP cement matrix, the effects of Mg-OCP on the wetting compressive strength, setting time and microstructure of the cement system were studied. The addition of Mg-OCP shortened the setting time of cement pastes with the minimum setting time of 15 min, and enhanced the wetting compressive strength of the hydrated cement products with the highest wetting compressive strength of 36.86 MPa. This work highlights the special morphologies of Mg-OCP induced by Mg²⁺ substitution, which made an effect on the hydration reaction of α-TCP cement; Furthermore, Mg-OCP was supposed to improve the condensation capacities and mechanical properties of α-TCP cement system as a novel cement admixture.     

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。