磷酸镁水泥的研究进展

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1、建材世界2013年第34卷第1期doi：10．3963／j．issm1674-6066．2013．01．002磷酸镁水泥的研究进展李悦，孙佳(北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室，工程抗震与结构诊治北京市重点实验室，北京100124)摘要：磷酸镁水泥(MPC)是由MgO、磷酸盐和缓凝剂等按一定比例混合而成，其主要优点是凝结硬化快速、早期强度高、黏结强度高、干缩小、耐磨和抗冻等。论文主要对磷酸镁水泥物理性能的影响因素、物理力学性能及耐久性等研究内容进行了综述。关键词：磷酸镁水泥；影响因素；性能；耐久性ReviewofMag

2、nesia-phosphateCementLIYue，SUNJ／a(TheKeyLaboratoryofUrbanSecurityandDisasterEngjnee^ng，MOE；ReiiingKeyLabofEarthquake西gine商ngandStructuralRetrofit，BellingUniversityofTechnology，e鬯ijing100124，China)Abstract：Magnesia-phosphateCement(MPC)iscomposedofMgOpowders，potassiumph

3、osphate(KH2PO‘)andsettingretarder(Na2BI07·10H2O)andSOOn．Theadvantagesof帆arefastsettingandhardenjIlg，highearlystrength，highbondingstrength，lowshriIl：kageandhighresistanceofabrasionandfre豳gandSOon．Inthispaper，thephysicalandmechanicspropertiesanditsinfluencingfactors．and

4、thedurabilityof赋alerenewed．Keywords：腻；influencingfactor；property；durability磷酸镁水泥(MPC)是由MgO、磷酸盐和缓凝剂等按一定比例混合而成。与普通的硅酸盐水泥相比，它具有凝结硬化快速、早期强度高、黏结强度高、干缩小、低温环境下施工、耐磨和抗冻等优点。因此，磷酸镁水泥无论在民用建筑还是军事设施建设上都有很好的应用前景。传统磷酸镁水泥一般是通过重烧氧化镁(MgO)和磷酸二氢铵(NH。HzP04)之间的化学反应获得Ll‘3I，但是反应会产生大量氨气，对环境造成

5、污染。Wagh等[4]最早提出使用磷酸二氢钾(KHzPOt)代替磷酸二氢铵制备MPC来解决这个缺陷。1970年，美国Brookhaven国家实验室把MPC作为结构材料进行了大量的基础与应用研究。1983年，Sugama等对MPC的水化机理、显微结构及缓凝机理等进行了大量的研究[5]。1989年，Abdelrazig等对MPC的强度、孔结构、水化产物及其在水化磷酸镁相的结构等也进行了大量的研究[6]。20世纪90年代，美国Argonne国家实验室将MPC成功应用于固化放射性和有毒废物，随后将其用于固化冻土地区或具有地热地区的深层油井

6、L4’7J。20世纪90年代初开始，我国对MPC的水化机理、改善性能以及作为修补材料应用等做了一定的研究和探讨，近年取得了较多成果，不过目前有关磷酸镁水泥的原材料的优选与质量控制、原材料性能与最优配合比的相关性、耐久性的影响因素与改善方法、工业制品的使用领域(如作为人造板材的粘结剂)等方面的研究较少。该文在总结已有研究成果的基础上，重点针对磷酸镁水泥性能的影响因素、物理力学性能及耐久性等方面进行阐述。收藕日期：2012-07-20．基金项目：北京自然基金重大课题(8100001)和国家科技支撑项目(2011BAE27804—7)．

7、作者简介：李悦(1972-)，教授．E—mail：liyue@bjut．edu．cn5建材世界2013年第34卷第1期磷酸镁水泥性能的影响因素磷酸镁水泥性能主要包括强度、黏结性、工作性等，已有研究结果表明上述性能与氧化镁颗粒活性及细度、P／M质量比(磷酸盐／氧化镁)、缓凝剂的种类与掺量、掺合料的种类与掺量、水胶比、环境湿度和温度等因素有关。1．1氧化镁一般来说，MgO的粒度越细、比表面积越大，就越容易与其它反应物接触，其反应活性也愈大，从而MgO与磷酸盐反应形成水化产物愈快。另外，对于相同的缓凝剂掺量来说，当MgO的比表面积增大时

8、，每个MgO颗粒所能得到的缓凝剂量就相对减少，相当于缓凝剂掺量降低，从而导致MPC的凝结时间加快[8]。同时MgO细度越小，将导致达到标准稠度的需水量增多，也会导致初凝和终凝时间缩短[9]。对于MPC凝结硬化时间的控制，目前主要是通过控制MgO在反