高性能磷酸镁水泥基材料研究

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1、中文摘要摘要磷酸镁水泥Magnesia-PhosphateCementMPC基材料是一种通过酸-碱反应及物理作用而凝结硬化的新型水泥基材料该材料具有水化迅速早期强度高和环境适应性广等特点有着非常重要的军事应用价值在高速公路与市政主干道的快速修补及有害物质固化等方面也有着广阔的应用前景已有的研究主要集中在水泥的基本性能水化机理及水化产物等方面且研究工作也不够系统针对磷酸镁水泥基材料工程应用的基础研究较少特别是对磷酸镁水泥基材料快硬早强以外的一些特殊性能研究更少论文围绕磷酸镁水泥基材料的大规模应用所涉及的一些基础问题展开研究在解放军总后勤部军事工程快速抢修材料技术和重庆市科委新型磷酸盐胶凝材料

2、的研制及在路面修补工程中的应用项目资助下开展有关研究工作论文首先对磷酸镁水泥凝结时间及强度进行研究确定适用的磷酸镁水泥配方并研究水泥在不同环境下的存放性能然后针对军事工程用抢修抢建材料的要求对影响磷酸镁水泥基材料工作性和强度的因素进行系统研究以达到工作性与强度的有机统一特别针对磷酸镁水泥基材料可负温水化硬化的特性研究其负温下强度发展规律及性能改善途径最后对磷酸镁水泥的耐化学侵蚀性收缩性能抗钢筋锈蚀性粘结等性能及工程应用进行研究论文研究以宏观性能的试验研究为主同时采用X射线衍射分析SEM能谱分析等技术手段进行物相分析观察水化产物的形貌及界面结构以分析磷酸镁水泥结构与性能之间的关系论文研究取得

3、了以下几方面的成果成功利用工业级原材料制备出快硬高强磷酸镁水泥指出控制磷酸镁水泥凝结速度与早期强度的关键在于调整MgO颗粒的溶解速度且缓凝剂MgO比表面积NH4H2PO4与MgO比值P/M是影响磷酸镁水泥凝结时间与强度的主要因素粉煤灰降低磷酸镁水泥强度的主要原因在于其吸附作用改变溶液水化环境pH值及杂质影响首次对磷酸镁水泥的存放性能进行研究结果表明采取一定的包装方式可使水泥具有良好的存放性能研究发现适用于普通硅酸盐水泥的木钙FDN聚羧酸盐类氨基磺酸盐类等减水剂对于磷酸镁水泥砂浆流动性改善效果并不明显甚至还会降低流动性在理论分析和对比试验的基础上配制出适合磷酸镁水泥水化体系的复合减水剂该复合

4、减水剂对磷酸镁水泥基材料的流动性有明显改善作用同时还可明显提高磷酸镁水泥基材料的强度解决了工程应用对磷酸镁水泥要求同时具备高工作性与高强度的难题采用氨水防冻剂真正实现了磷酸镁水泥完全负温条I重庆大学博士学位论文件下的成型和硬化强度发展可以达到快速抢修的要求针对负温条件下磷酸镁水泥砂浆强度改善途径采取的预养护降低水胶比和缓凝剂掺量提高拌合用水温度措施可明显提高负温条件下磷酸镁水泥砂浆的强度研究结果还显示氨水是磷酸镁水泥基材料较为理想的防冻剂而K2CO3NaCl和NaNO2不适于用作磷酸镁水泥基材料防冻剂采用同时掺入氨水和复合减水剂的技术途径可显著提高磷酸镁水泥砂浆在负温环境下的强度磷酸镁水泥

5、砂浆收缩与耐久性研究结果表明磷酸镁水泥砂浆收缩率在水化28d前增长迅速28d之后则基本稳定降低水泥比表面积和缓凝剂掺量降低水胶比和胶砂比以及掺入粉煤灰可减少砂浆的收缩系统研究了磷酸镁水泥基材料在不同侵蚀溶液下的强度损失及重量损失指出了磷酸镁水泥基材料耐化学侵蚀性与水化产物MgNH4PO46H2O在各溶液中的稳定性密切相关为该材料的使用范围提供了理论依据研究结果还表明磷酸镁水泥基材料具有良好的抗渗性能护筋性能抗盐冻性能以及良好的界面粘结性能和耐磨性能论文在对磷酸镁水泥基材料基本性能展开研究的同时还对磷酸镁水泥基材料可能应用领域进行探索性研究研究了采用海水与海砂配制磷酸镁水泥混凝土的可行性研究

6、了玻璃纤维在磷酸镁水泥基材料中的腐蚀情况还研究了磷酸镁水泥粘结性能以及与硫铝酸盐水泥对比在负温条件下强度发展情况并进行实际工程应用试验研究关键词磷酸镁水泥工作性强度负温减水剂耐久性应用II英文摘要ABSTRACTMagnesia-phosphatecement(MPC)basedmaterialisanewtypeofcementmaterial,whichsetsandhardensthroughacidbasereactionsandphysicalactions.Ithasmanyadvantagessuchasrapidhydration,highearlystrengthandc

7、ircumstancesuitablity,whichhasveryimportantmilitaryapplicationvalue,andwideapplicationinrapidrepairingofhighwaysandcitymainroadsandimpuritysolification.Otherwise,previousresearchesmainlyconcentrateonitsbasicabili