磷酸镁水泥的水化过程调控

格式：doc
大小：11.65 MB
文档页数：12

下载文档原格式

磷酸镁水泥的水化体系

磷酸镁水泥的水化体系冯春花;陈苗苗;李东旭【期刊名称】《材料科学与工程学报》【年(卷),期】2013(031)006【摘要】本文采用XRD、SEM-EDS、TG-DSC、MIP等现代测试方法对硬化磷酸镁水泥(MPC)浆体的水化产物、微观结构进行了研究,并对MPC水化过程进行分析.结果表明,MPC主要水化产物为带有结晶水的磷酸镁钾晶体和凝胶(MgKPO4·nH2O-MKP)以及反应剩余的MgO晶体,水化反应充分时水化产物为MgKPO4·6H2O,反应过快水化反应不充分时水化产物为MgKPO4·H2O,其中MgKPO4·6H2O为主要水化产物,以晶体和无定形状态存在,其MPC浆体具有更好的物理和力学性能;MPC浆体是以氧化镁颗粒为基体,以磷酸盐水化晶体和凝胶为胶结料的晶体结构网;水化体系pH值对氧化镁的离解和水化反应的进行起重要作用.【总页数】6页(P901-906)【作者】冯春花;陈苗苗;李东旭【作者单位】河南理工大学材料科学与工程学院,河南焦作454000;马鞍山市建设工程质量检测中心,安徽马鞍山243011;南京工业大学材料科学与工程学院,江苏南京210009【正文语种】中文【中图分类】TQ177.3【相关文献】1.磷酸钾镁水泥水化产物六水磷酸钾镁(K-Struvite)定量分析 [J], 刘娜;姜自超;汪宏涛;戴丰乐2.铅离子对复合磷酸盐磷酸镁水泥水化硬化特性的影响∗ [J], 石军兵;赖振宇;卢忠远;黄陈程;廖其龙3.不同磷酸盐对磷酸镁水泥水化硬化性能的影响 [J], 高瑞;宋学锋;张县云;吴刚4.偏高岭土/粉煤灰-磷酸钾镁水泥体系早期水化研究 [J], 刘志宁;何富强;卓卫东;王勇5.磷酸钾镁水泥水化体系的微结构演化 [J], 周序洋;杨建明;王进因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

磷酸镁水泥

新型磷酸镁水泥的研究∙作者：单位: [2009-3-10]关键字:磷酸镁∙摘要:0 前言磷酸镁水泥（Magnesium phosphate cement MPC）具有快凝快硬、高早期强度、高粘接强度、干缩变形小等优良性能，非常适用于高速公路、机场跑道和市政主干道的快速修补，在军事工程的抢修抢建及有害物质的固化方面也有着广阔的应用前景。

然而目前制备磷酸镁水泥所用的磷酸盐原料主要是磷酸二氢铵，水化反应过程中会释放出刺激性的氨气。

为解决该问题，作者采用磷酸二氢钾替代磷酸二氢铵来制备新型磷酸镁水泥，并就该新型磷酸镁水泥的性能及水化产物进行了初步研究。

1 试验原材料与试验方法1.1 试验原材料氧化镁（MgO，缩写为M），由菱镁矿（MgCO3）经工业窑炉于1500℃高温煅烧后破碎而成，颜色为棕黄色，细度为2610cm2/g，其化学成分见表1。

磷酸二氢钾（KH2PO4，缩写为P），化学纯；硼砂（Na2B4O7·10H2O，缩写为B），化学纯。

1.2试验方法凝结时间测定：采用维卡仪测定磷酸镁水泥的凝结时间，由于MPC凝结速度太快，搅拌时间要控制在3分钟之内，初始阶段每隔30秒钟测一次，临近初凝时每隔15秒钟测一次。

考虑到MPC水泥的初、终凝时间间隔很短，试验中主要测定初凝时间，并作为MPC 的凝结时间。

室内温度为20℃。

净浆强度测定：原材料加水搅拌3分钟后立即成型，试件尺寸为40mm×40mm×160mm，试件必须1h内脱模，在室内空气中自然养护到2h、1d、3d、7d、28d测其抗折与抗压强度，养护温度为(20±2)℃。

微观分析：将试样养护至规定龄期，用无水乙醇终止水化，分别用于XRD分析。

2 试验结果与讨论2.1 MPC的凝结时间磷酸镁水泥的水化反应实质上是一个以酸碱中和反应为基础的放热过程，反应放出的大量热量会进一步加快体系的反应速度，若不使用缓凝剂，MPC一般在3分钟内就会迅速凝结硬化。

磷酸镁水泥水化硬化及水化产物稳定性

磷酸镁水泥水化硬化及水化产物稳定性重庆大学博士学位论文学生姓名：尤*指导教师：钱觉时教授专业：材料科学与工程学科门类：工学重庆大学材料科学与工程学院二O一七年十二月Hydration and hardening of Magnesium Phosphate Cement and stability of hydrationproductsA Thesis Submitted to Chongqing UniversityIn Partial Fulfillment of the Requirement for theDoctor’s Degree of EngineeringByYou ChaoSupervisor by Prof. Qian JueshiSpecialty: Materials Science and EngineeringCollege of Materials Science and Engineering of ChongqingUniversity, Chongqing, ChinaDecember 2017中文摘要摘要磷酸镁水泥（MPC）是由氧化镁与磷酸盐之间通过酸-碱反应而快速凝结硬化的一种特种水泥，具有凝结硬化快、强度高、体积稳定性好等优点。

MPC常需添加硼砂作为缓凝剂以满足早期工作性要求。

因此MPC基本组成包括磷酸盐与氧化镁质量比（P/M）、水胶比（W/C）、硼砂与氧化镁质量比（B/M）。

MPC的水化硬化特性与以上基本组成有很大关系，然而目前研究多集中在单一组成的影响，缺乏系统研究各组成相互作用下MPC的水化硬化特性，硼砂在MPC水化过程中缓凝机理以及存在形式一直未能明确。

因此，从MPC完全水化时P/M与W/C值的关系出发，研究基本组成对MPC水化硬化影响，特别考虑硼砂在MPC水化硬化过程中的作用，同时也研究MPC水化产物以及水泥石在水中的稳定性和热稳定，以更为全面认识MPC的水化硬化性质，也能为磷酸镁水泥性能优化提供参考。

2021磷酸镁水泥的性能机理及其具体运用范文1

2021磷酸镁水泥的性能机理及其具体运用范文摘要：　凝结硬化快的磷酸镁水泥 (MPC) 具备早期强度高、耐磨抗冻等特点, 这使得其在工程中逐渐开始得到应用。

本文综述了MPC材料的研究现状、性能的主要影响因素、缓凝机理、水化硬化机理及在土木工程中的实际应用, 以期提高其工程应用价值。

关键词：　磷酸镁水泥;影响因素; 缓凝机理; 水化机理; 应用; 1、引言 MgO、磷酸盐、粉煤灰、缓凝剂等是MPC的主要成分, 将这些原材料按比例混合, 发生酸碱中和反应, 形成粘结性较强的无机胶凝材料。

与普通的硅酸盐水泥相比, 凝结过程、硬化过程对应的总的时间较短、材料相互反应后发挥出的早期强度较高、使用过程中的磨损度较低、低温情况下的抗冻性较高、微小的干缩度、可低温作业等是MPC独有的优势[1]。

上世纪40年代,国外范围内便做出了MPC的相关报道, 随后80年代逐渐迅速发展起来。

但是, 90年代我国才开始做MPC方面的研究, 起步较慢, 这也是目前仍未能形成MPC相关规范或者标准的原因之一。

大步跨入21世纪, MPC研究逐渐深入, 发展迅速起来, 研究探讨了其水化硬化原理、力学性能增强及改良、道路路面等结构迅速修补的应用等, 近年来研究更多, 从宏观到微观做了相对明确的说明、解释, 但是原材料的加工处理 (氧化镁的细度等) 、各成分的最优配比、搅拌加入先后顺序等方面的研究不够精确, 仍然需要进一步的研究[2]。

因此, 本文在总结了已有研究成果的基础上, 对MPC材料的研究现状、性能的主要影响因素、缓凝机理、水化硬化机理及在土木工程中的实际应用进行详细阐述。

2、研究现状前期Sugama[3]采用MgO、NH4H2PO4配制磷酸镁水泥, 然后就针对其水化产物力学性质、水化过程原理等方面做了较细致研究。

但NH4H2PO4这种物质参与反应, 并完成反应后会释放氨气, 对环境造成一定污染, 很大程度上限制了其在工程中的推广、应用。

矿渣磷酸镁水泥的力学性能和水化机理

侯磊，李金洪，王浩林
１０８）００３
（中国地质大学矿物岩石材料国家专业实验室，北京
摘
要：以高炉矿渣作为磷酸镁水泥（Ｃ的活性混合材料，ＭＰ）研究了ＭＰＣ的凝固时间、力学性能、相组成和显微物
结构，并探讨了矿渣ＭＰＣ的作用机理。实验固定磷镁比为２％，５硼镁比为７５，．％矿渣掺量分别为磷镁总质量的０１％、０３％和４％。结果表明，渣参与了水化反应并提高了ＭＰ％、０２％、００矿Ｃ的胶凝性能，随着矿渣掺量增大，矿渣ＭＰｃ的抗压强度提高，但矿渣水化产生的膨胀应力会破坏ＭＰｃ的内部结构，因此其抗折强度随矿渣掺量增大而降低。矿渣ＭＰＣ的主要水化产物为六水合磷酸镁铵（ＮａＯ・Ｉ，ＭｇＨＰ４６ＩＯ）矿渣的掺入使凝胶相增加，－２并有部分Ｃ２ａ
ｔｅａｄｔｖｏｎｆｂａｔｆｒａｅｓａｓ０％，１ｈｄｉｅａｕｔｌｓ—ｕｎｃｌｇｗａｉｍｏ０％，２％，３％ａｄ４００ｎ０％ｓｐｒｔｌｎｔｅｒｔｆｔｔｌｅａａｅｙｉｍａｎｓａａｄｍｎａａｏｎｆｅｄｂｒｅｇｅｉｎｏｏｍｍｏｉｍｈｓｈｔｏＭＰＣ．Ｔｈｅｕｔｈｗｈｔｓｇｍｉｈａ— ｄｎｕｐｏｐａｅｔｅｒｓｌｓｏｔａｌｇｔｒｓａｐｔｉａｅｔｅｈｄａｉｎ，ｗｈｃｉｐｔｈｙｒｔｃｏｉｈｉｒｖｓｔｅｂｎｉｇｏＰｍｐｏｅｈｏｄｎｆＭＣ，ａｄｔｅｃｍｐｅｉｅｓｒｎｔｆｌｇｂｅｄｄＭＰｎｈｏｒｓｖｔｅｇｈｏａ — ｌｎｅＣｓｉｒｖｄｗｉｈｃｅｓｇａｄｔｅａｕｔｆｓａｓｉｍｐｏｅｔｔｅｉｒａｉｄｉｖｍｏｎｌｇ．Ｈｏｖｒｌｇｍｉｈｅｕｔｘａｓｎｓｒｓｕｉｇｈｎｎｉｏｗｅｅ，ｓａｇｔｒｓｌｉｅｐｎｉｔｅｄｒｓｎｏｎｈｄａｉｎｐｏｅｓｙｒｔｒｃｓ，ｗｈｃａｓｓｌｔｉｅｄｓｕｂｎｅｉａｄｎｄＭＰｏｉｈｃｕｅｔｉｔｒａｃｈｒｅｅＣ，ＳｈｅｕｌｔｅｇｈｄｃｅｓｓｗｉｈａｃｎＯｔｅｆｘａｒｎｔｅｒａｅｔｔｅｌｓｈｉｃｅｓｎｄｉｖｏｎｆｌｇａｈａｅｔｎｒａｉｇａｄｔｅａｕｔａｔｔｅｓｍｉ．ＴｈｉｙｒｔｎｐｏｕｔｆｌｇｂｅｄｄＭＰＣｉｓｒｖｔｉｍｏｓｍｅｅｍａｎｈｄａｉｒｄｃａｌｎｅｏｏｓｔｕｉｅｓ

磷酸镁水泥研究进展

磷酸镁水泥研究进展磷酸镁水泥（Magnesium Phosphate Cement，简称MPC）是一种以磷酸镁为主要水化产物的新型水泥材料。

与传统水泥相比，磷酸镁水泥具有诸多优点，如高强度、防火、抗冻性能良好等，因此在建筑、道路、化工等领域有着广泛的应用前景。

磷酸镁水泥的研究始于上世纪70年代，但直到近年来，随着人们对绿色环保建材的需求增加，磷酸镁水泥才得到了更为广泛的关注和研究。

目前，其研究主要集中在以下几个方面：1. 水化机理：磷酸镁水泥的水化过程是一个复杂的化学反应，深入研究其水化机理对于优化材料性能具有重要意义。

目前，通过实验和模拟计算等手段，研究者们已经对磷酸镁水泥的水化过程有了一定的认识，但仍需进一步探索和理论验证。

2. 力学性能：磷酸镁水泥具有较高的强度，但其抗拉性能较差。

磷酸镁水泥的力学性能提高成为当前研究的热点。

一方面，通过调节配比和添加适量的外加剂，可改善磷酸镁水泥的力学性能；结合纳米技术和纤维增强等手段也有望进一步提高其力学性能。

3. 抗渗性能：磷酸镁水泥的抗渗性能对于其在工程中的应用具有重要意义。

目前，通过添加外加剂和改变材料配比等手段，可以有效提高磷酸镁水泥的抗渗性能。

采用表面涂层和防水材料等技术也可以增加其抗渗能力。

4. 抗冻性能：磷酸镁水泥在寒冷地区的应用受到抗冻性能的限制。

为了提高其抗冻性能，可以通过调节配比、添加适量的外加剂以及采用化学热法等方法进行改进。

近年来，一些研究表明，采用纳米技术可有效提高磷酸镁水泥的抗冻性能。

5. 应用领域扩展：除了传统的建筑领域，磷酸镁水泥还被广泛应用于道路、化工等领域。

目前，研究者们正致力于拓展其应用领域，寻求更广泛的应用空间。

磷酸镁水泥耐水水性机理与改性研究

年月磷酸镁水泥耐水水性机理与改性研究刘栋（陕西富平生态水泥有限公司陕西富平711709）摘要：磷酸镁水泥是一项重要的材料，耐水性对这种水泥的性能影响较大。

在实际工作过程中应高度重视这项水泥的耐水性。

加强对其耐水性机理的研究，对于提升其质量有重要意义。

本文将重点探讨磷酸镁水泥耐水性机理以及改性。

关键词：磷酸镁水泥；耐水性；改性一、试验原料及方法在本次试验中采用的原料主要是死烧MgO ，MgO 的含量能够达到96.8%。

煅烧温度则会高于1500度，此外还需要用到磷酸二氢钾、硼砂、磷酸镁水泥。

硼砂用量是MgO 质量的5%。

实际实验过程中首先是要把磷酸镁水泥净浆放到模具中成型，之后在对其进进行膨胀率实验。

实际实验过程中需要使用10mm *10m m*60m m 三联试模来成型。

试样需要在不同养护条件下来养护到规定龄期之后取出然后测试膨胀率。

为了观察不同养护条件对试样的影响，需要设置四种养护条件：空气养护、标准养护、水中养护以及密封养护。

水对磷酸镁水泥性能的影响。

从本次试验中我们就可以看出水对磷酸镁水泥耐水性是具有重要影响。

这主要体现在两方面：不同养护方式的影响和不同状态的水的影响。

在不同养护方式下水泥硬化体抗折强度会发生明显变化，无论是在空气中还是在水中，磷酸镁水泥硬化体抗折强度均增长较快，而在7d 之后抗折强度则发展缓慢。

自然养护条件下，磷酸镁水泥净浆抗压强度从1d 到90d 持续增长，而在水中磷酸镁水泥净浆的抗压强度在7d 后发生下降，其中28d 和90dMP C 净浆抗压强度跟自然养护条件下相比分别下降了25．96％和48．52％。

深入分析就会发现在水中抗折强度是呈降低趋势的。

不同状态的水对磷酸镁水泥的影响也是不同的。

水泥不管是处于静态水中还是处于流水状态中抗折强度以及抗压强度都是呈下降趋势的，流水状态下这一过程中更为显著。

二、耐水性机理分析磷酸镁水泥耐水性的考察是一个非常专业的过程，要想了解其机理也非常不易。

磷酸镁水泥的制备及其在水泥路面快速修复中的应用

磷酸镁水泥的制备及其在水泥路面快速修复中的应用摘要：磷酸镁(简称MPC)作为一种快速修复材料，凝结强度较高且时间可控，也因体积变化较小等特点，可应用于水泥混凝土路面的快速修复工程中。

基于磷酸镁水泥制备流程、原材料氧化镁的优选、组成成分（如磷镁比和水胶比）对磷酸镁性能（如初凝时间、抗压强度等）影响等方面，对磷酸镁水泥在水泥路面的快速修复工程中进行研究，揭示了磷酸镁水泥在水泥路面快速修复领域具有广阔的应用前景。

关键词：磷酸镁水泥；快速修复；氧化镁；磷镁比1.引言水泥混凝土路面由于工程造价低、强度高、材料刚度大和使用寿命长在我国仍旧占据着极大的比例[1]。

但是由于我国大车流量和重载交通的影响，水泥路面容易形成坑洞、剥落和磨耗等病害，如果不及时加以修复，经过长年雨水侵蚀和持续荷载的作用，这些病害会逐渐转向结构性病害[2-3]。

采用普通硅酸盐水泥对水泥路面进行修复时，虽然养生结束后水泥的力学性能、路用性能更为接近原水泥路面，但是普通硅酸盐水泥主要存在养生周期长，对交通影响大，后期温缩严重且与原有水泥路面界面的粘结性较差等问题，修复后使用寿命不长[4-6]。

磷酸镁(简称MPC)凝结强度较高且时间可控，也因体积变化较小等特点，首先就在军事工程及抗灾救援中获得了战略性应用前景；随之在修复工程领域，如市政道路和高速公路修复，以及机场跑道修复工程等领域也表现出应用潜力[7-8]。

因此，磷酸酶水泥快速修复技术在水泥路面快速修复的应用和推广中具有广泛的工程应用前景。

2.原材料制备磷酸镁水泥的原材料包括，氧化镁、磷酸二氢铵、缓凝剂、矿物掺合料，拌和水，各个材料的相关参数如下：(1) 重烧氧化镁：MgO（简称M），粒度为200目左右，纯度≥95%，淡黄色，煅烧温度1000~1800℃。

(2) 磷酸二氢铵： NH4 H2 PO4，工业级，纯度≥98%，无色结晶，溶于水。

(3) 四硼酸钠：Na2B4 O7∙10H2 O ，工业级，纯度≥95%，无色透明结晶粉末，易溶于水。

磷酸镁水泥水化热研究进展

［ 10， 16］［ 16 18］
磷酸镁水泥（ MPC）是由氧化镁、磷酸盐、缓凝剂和掺合料按照一定的比例配制而成，为了对其性能进行改进，可加入适量掺合料
［1 7 ］
。不同磷酸盐所制备 MPC 水化过程及相应硬化体的性
［8 ］
能存在差异
。目前，磷酸铵镁水泥（ MAPC ）和磷酸钾镁水泥
DOI:10.16577/ki.42-1215/tb.2016.s1.042
0
前
言
DTA、 FT－IＲ等一系列表征手段对其水化产物进行分析，推断出 MKPC 的主要组成成分为 MgKPO4 ·6H2 O （ MKP ）。随着水化反应的进行，达到饱和度的 MgKPO4 ·6H2 O 晶体不断析出生长，通过物理聚集形成的聚合物网络覆盖于未完全水化的氧化镁颗粒将氧化镁颗粒之间的缝隙逐渐填充密实，最终形成以氧化表面， MgKPO4 · 6H2 O 晶体为水化凝胶具有一定强度镁颗粒为骨架，的硬化体（ 1）］。 MKP 是磷酸钾镁水泥体系的主要及最终的水化产物［1 8］，不少学者基于式（ 1）从反应热力学和水化动力学的角度探析水化本质和机理。丁铸，冯春花等
（ MKPC）因其相对可控的凝结时间和较高的强度，常被用于试验 MPC 具有凝结时间研究和工程应用。与传统硅酸盐水泥相比，短、早期强度高，耐高温，体积稳定性好和生物相容性优等一系磷酸镁水泥在混凝土结构的快速修补、军列优异的性能。因此，事工程抢修抢建、防火材料和生物医药等领域展现出广阔的应用前景
［10， 11 ］
通过化学反应热动力学第
一定律计算 MKP 形成过程的焓变化和自由能变化，证实由 MgO、 MPP 和水反应生成 MKP 的过程可自发进行且是放热过程。在以上分析的基础上，丁铸等

磷酸镁水泥的水化过程调控

磷酸镁水泥水化过程调控及其结构演变摘要：针对磷酸镁水泥（MPC）凝结速度难以控制的缺点，用MgO、KH2PO4、复配缓凝剂（硼砂+氯化钠）和水制备了凝结时间可控、强度高的新型MPC胶凝材料。

研究了硼砂和氯化钠复合添加剂对磷酸镁水泥的性能的影响，分析了其初始水化过程中的相组成及形貌的演变，探讨了其缓凝机理。

研究结果表明：单独添加硼砂或氯化钠时，磷酸镁水泥的凝结时间有所延长，但都不超过15min，且掺量较大时，强度大幅下降。

而添加适量硼砂与氯化钠复配的缓凝剂后，能显著延长磷酸镁水泥的凝结时间。

XRD分析表明添加复合缓凝时，有KMP、Mg2(B2O5) 、5Mg(OH)2·MgCl2·8H2O三种水化产物，但Mg2(B2O5)、5Mg(OH)2·MgCl2·8H2O峰强较弱。

水化产物随复配缓凝剂掺量的改变而有显著差异。

关键词：磷酸镁水泥；水化过程；复合缓凝剂；结构演变1引言化学结合磷酸镁胶凝材料（MPC）是由氧化镁与可溶性磷酸盐通过化学反应生成以磷酸盐为黏结相的胶凝材料，具有凝结时间快、早期强度高、与旧混凝土粘接牢固、体积变形小、环境温度适应性强、耐磨、抗冻和防钢筋锈蚀等良好性能，可广泛用于军事或民用土木工程的道路、桥梁、机场等工程的修补和抢建[1-3]；同时，由于其能与核废料及重金属有害物质产生化学结合，固化的有害物或放射性废料溶出率低，因此，它也是固化核废料尤其是高放核废料或其它有害物质的重要胶凝材料[4-5]。

但目前磷酸镁水泥研究与应用的瓶颈是:(1)凝结时间不易控制，施工节奏跟不上，不适宜进行大面积修补或大体积施工；（2）为了达到缓凝效果，氧化镁烧结温度很高，能源消耗大；或氧化镁粒子较粗，未水化颗粒多，其效能没有充分发挥；（3）添加较多缓凝剂控制凝结时间后，强度大幅度下降。

这些都与磷酸镁水泥凝结的调节有关，因此，寻找新型缓凝剂控制其水化过程及对磷酸镁水泥缓凝机理、微结构的变化进行深入研究，才能为这种具有潜力的胶凝材料的应用奠定基础。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

研究了硼砂和氯化钠复合添加剂对磷酸镁水泥的性能的影响，分析了其初始水化过程中的相组成及形貌的演变，探讨了其缓凝机理。

研究结果表明：单独添加硼砂或氯化钠时，磷酸镁水泥的凝结时间有所延长，但都不超过15min，且掺量较大时，强度大幅下降。

而添加适量硼砂与氯化钠复配的缓凝剂后，能显著延长磷酸镁水泥的凝结时间。

XRD分析表明添加复合缓凝时，有KMP、Mg2(B2O5) 、5Mg(OH)2·MgCl2·8H2O三种水化产物，但Mg2(B2O5)、5Mg(OH)2·MgCl2·8H2O峰强较弱。

水化产物随复配缓凝剂掺量的改变而有显著差异。

2 实验2.1原材料（1）死烧氧化镁(MgO)：电熔氧化镁粉，MgO含量≥95%，由辽宁省桓仁东方红水电站镁砂厂生产的电工级镁砂，经过球磨机研磨10分钟得到。

（2）磷酸二氢钾(KH2PO4)，华东师范大学化工厂生产，分析纯，白色晶体或粉末。

（3）四硼酸钠（硼砂Na2B4O7·10H2O)，上海市化学试剂有限公司生产，分析纯，024*********123456硼砂掺量/%凝结时间/m i n初凝时间终凝时间0510152025301234氯化钠掺量/%凝结时间/m i n初凝时间终凝时间图 2 氯化钠掺量对凝结时间的影响白色晶体。

（4）氯化钠（NaCl ）分析纯含量（NaCl ）≥99.5％，PH 值（50g/L,25℃）5.0~8.0，江苏彤晟化学试剂有限公司。

（5）无水乙醇（CH 2OH ）乙醇质量分数≥99.7％,密度0.789~0.791.江苏彤晟化学试剂有限公司。

2.2 测试方法凝结时间测定：磷酸盐水泥的凝结时间用维卡仪测定，由于它的凝结速度非常迅速，因此搅拌时间要控制在3分钟之内，另外，本次试验需要先将磷酸盐、硼砂、氯化钠等可溶性盐先溶于水，然后再将MgO 粉末加入上述水溶液中，搅拌均匀，装入试模中。

初始阶段每隔20 s 测一次，临近初凝时每隔10 s 测一次。

强度测试：测量MPC 浆体抗压强度的试块尺寸为20×20×20mm 。

试件成型后1h 脱模，然后放在试验室空气中(温度为20±5℃，相对湿度50±5%)养护至各龄期，测其力学性能。

每组试件6个，数据求平均值，作为各个龄期的抗压强度值。

MPC 浆体放热曲线测试(从加水始至3小时)：在20℃环境温度下，将 MPC 配料按照配合比称量，除MgO 以外的试剂加水溶解，测其最低温度，然后混合搅拌均匀，放入自制绝热容器(2分钟内完成，其间用用温度计测试浆体初始阶段温度)，起始每隔3min 记录一次数据，当温度达到最高点降温平稳后每隔5min 记录一次数据。

显微结构分析：X 衍射分析用Y500型衍射仪。

用QUANTA200环境扫描电子显微镜及能谱仪观察MPC 水化产物形貌。

3 结果与讨论3.1凝结时间的影响因素3.1.1 单一缓凝剂对凝结时间的影响图1和图2是M/P 的摩尔比值为5、水胶比为0.12时，单一缓凝剂掺量对MPC 凝结时间的影响。

由图1可以看出，硼砂对磷酸镁水泥的凝结时间有显著影响，硼砂掺量小于 3.33％时，随着硼砂掺量变大，凝结时间变长。

但是硼砂掺量大于3.33％，凝结时间反而缩短。

由图2可以看出，随着氯化钠掺量的增加，凝结时间延长，但氯化钠掺量较多时，初凝时间增加不图1 硼砂对凝结时间的影响图 3 复合缓凝剂对初凝时间的影响图 4 硼砂1.67%，氯化钠掺量对MPC 抗压强度的影响图 5 硼砂2.50%时，氯化钠掺量对MPC 抗压强度的影响多，终凝时间太长。

由图1和图2比较可以看出，氯化钠的缓凝效果优于硼砂。

3.1.2 复合缓凝剂对凝结时间的影响为了控制MPC 水泥的水化进程，试图采用硼砂和氯化钠作为复合缓凝剂延长其初凝时间，从图3可以看出，复合缓凝剂对磷酸镁水泥的初凝时间有显著的影响。

当硼砂掺量小于等于2.50%时，氯化钠掺量小于等于3.33%时，初凝时间随氯化钠的含量增加而增加，最高可达47min 。

氯化钠掺量进一步增加时，凝结时间延长并不多（如硼砂掺量1.67%），甚至下降（如硼砂掺量2.5%）。

当硼砂掺量达到或大于3.33%时，氯化钠掺量对体系初凝时间影响并不大，都呈现较快凝结的现象。

3.2 MPC 强度的影响因素从图4可以看出，总体来说，1.67％硼砂+0.83％氯化钠试样强度要比 1.67％硼砂+3.33％氯化钠试样各个龄期的绝对强度高。

3h 强度可以达到20MPa 左右，28d 强度可以达到50MPa 左右。

基本满足磷酸镁水泥的强度要求。

强度随时间变化的趋势来看，硼砂1.67％+氯化钠0.83％在7d 的时候有一个强度的倒缩，但是28d 强度可以增加到50MPa 以上，之前的倒缩基本无影响。

而硼砂1.67％+氯化钠 3.33％强度发展比较稳定，随时间延长，抗压强度增加，最高可达49MPa 。

从图5可以看出，氯化钠掺量较少的情况下，各龄期的强度比较掺量大的反而高，基本趋势是随着掺量的增加而下降。

3h 和6h 的强度下降幅度最大，3d大幅度增加，7d 则趋于一致，28d 氯化钠掺量较多的试样，强度最低。

3h 和6h 的强度下降幅度的原因可能不仅与其缓凝有关，可能还与其形成的晶体形貌或结构有关，另外，氯化钠掺量比较多时，会产生“泛白”现象，说明有较多氯化钠未参与反应，形成空隙，打断了结构网络，也是造成抗压强度随时间的增加而降低的现象。

020*********1201400123456氯化钠掺量/%终凝时间/m i n1.67%硼砂2.50%硼砂3.33%硼砂 5.0%硼砂1020304050603h 6h 1d 3d 7d 28d龄期抗压强度/M P a硼砂1.67％氯化钠0.83％硼砂1.67％氯化钠3.33％0510152025303540451d 3d 7d 28d龄期抗压强度/M P a硼砂2.5％氯化钠1.67％硼砂2.5％氯化钠3.3％硼砂2.5％氯化钠5％图 6 硼砂1.67%，氯化钠掺量对MPC 浆体体系绝热升温的影响图 7 硼砂2.5%，氯化钠掺量对MPC 浆体体系绝热升温的影响图 8 初凝之前不同时间点1.67％硼砂+0.83％氯化钠样品的XRD3.3磷酸镁水泥的绝热升温曲线由图6和图7可以看出，硼砂掺量一定时，随着氯化钠掺量的增加，绝热升温曲线逐渐平缓，放热高峰越来越不明显，说明随着氯化钠掺量的增加，早期反应缓慢，能够起到缓凝作用。

1.67%氯化钠掺量时，不管硼砂多少，都有明显的放热峰出现，硼砂较多时，放热峰略有提高，时间则略有延迟。

3.33%氯化钠掺量时，不管硼砂多少，早期放热明显延缓，未出现明显的放热峰，说明早期水化较慢，缓凝效果明显。

3.4 MPC 水泥水化初期的结构演变 3.4.1 XRD将氧化镁/磷酸盐（M/P ）比值为5，水灰比为0.2，硼砂掺量 1.67%+氯化钠0.83％下MPC 浆体(5min,15min,20min )的XRD 图谱进行对比，图8表明：峰值位置有明显差异，表明不同龄期内MPC 硬化体的水化产物不相同。

经过分析，其水化产物中含有：KMgPO 4·6H 2O(KMP)、5Mg(OH)2·MgCl 2·8H 2O 和Mg 2(B 2O 5)。

当达到初凝状态时（20min ），Mg 2(B 2O 5)和5Mg(OH)2·MgCl 2·8H 2O 的特征峰不明显，呈玻璃态。

图谱中M 衍射峰很强，说明硬化体20406080100120140160180200051015202530354045温度/℃时间/min硼砂1.67％氯化钠1.67％硼砂1.67％氯化钠3.33％20406080100120140160180200051015202530354045温度/℃时间/min硼砂2.5％氯化钠1.67％硼砂2.5％氯化钠3.33％20304050607080411112232 (°)1---M 2---KMP3--5Mg(OH)2·MgCl 2·8H 2O 4--Mg 2(B 2O 5)5min15min 20min1423图 9 初凝之前不同时间点含2.5％硼砂+3.33％氯化钠样品的XRD 图 10 初凝之前不同时间点含3.33％硼砂+3.33％氯化钠样品的XRD中仍有大量过剩的M 存在。

并随着水化反应的进行，特征峰强度越来越低，说明M 在逐渐减少。

不同龄期内MPC 硬化体的KMP 特征峰的高度越来越高，说明MPC 浆体硬化后其水化产物KMP 晶体仍在继续发展，其硬化体强度也会逐步增强。

图9表明：峰值位置有明显差异，表明不同龄期内MPC 硬化体的水化产物不相同。

经过分析，其水化产物中含有：Mg 2(B 2O 5)、KMgPO 4·6H 2O(KMP)和5Mg(OH)2·MgCl 2·8H 2O 。

图谱中M 衍射峰很强，说明硬化体中仍有大量过剩的M 存在。

并随着水化反应的进行，特征峰强度越来越低，说明M 在逐渐减少。

不同龄期内MPC 硬化体的KMP 特征峰的高度越来越高，说明MPC 浆体硬化后其水化产物KMP 晶体仍在继续发展，其硬化体强度也会逐步增强。

磷酸镁水泥的水化过程调控

合集下载

磷酸镁水泥的水化体系

磷酸镁水泥

磷酸镁水泥水化硬化及水化产物稳定性

2021磷酸镁水泥的性能机理及其具体运用范文1

矿渣磷酸镁水泥的力学性能和水化机理

磷酸镁水泥研究进展

磷酸镁水泥耐水水性机理与改性研究

磷酸镁水泥的制备及其在水泥路面快速修复中的应用

磷酸镁水泥水化热研究进展

磷酸镁水泥的水化过程调控

文档推荐

最新文档