磷酸镁水泥耐水性能

磷酸镁水泥研究进展磷酸镁水泥是一种以磷酸镁水泥为胶凝材料，砂、矿物填料和水为主要原料，经过混合、加水反应固化后形成的水泥材料。

磷酸镁水泥研究始于20世纪初，经过百年的发展，磷酸镁水泥已逐渐成为一种备受关注的新型建筑材料。

本文将对磷酸镁水泥的研究进展进行详细介绍。

一、磷酸镁水泥的基本性能磷酸镁水泥是一种无机水泥材料，具有快凝、高强、耐磨、耐水、耐碱和抗冻性能优异的特点。

它具有抗压强度高、耐酸碱腐蚀、不易受潮、抗冻融等特点，因此在一些特殊环境下有广泛的应用，如地下工程、海洋工程和道路铺装等。

磷酸镁水泥强度高，能够提供优良的物理性能和化学性能。

它的主要化学成分为MgO、H2O和P2O5，混合物中含有磷酸盐、磷酸镁水泥和一定比例的碳酸镁等。

磷酸镁水泥的强度高、维护性好，填缝工艺简单，所以广泛应用于工业建筑、道路桥梁、隧道坑道、地下工程、市政设施等领域。

二、磷酸镁水泥的研究进展1. 磷酸镁水泥的生产工艺磷酸镁水泥的生产工艺一般分为热法和冷法。

热法是指以镁质原料和磷酸盐为主要原料，在高温条件下进行煅烧生成的镁氧化物与磷酸铵反应制得磷酸镁水泥。

而冷法是指使用轻烧镁质原料和磷酸盐为主要原料，在室温条件下直接进行反应制得磷酸镁水泥。

磷酸镁水泥的生产工艺在不断地优化与改进中，以降低生产成本，提高产品品质和生产效率。

2. 磷酸镁水泥的改性研究磷酸镁水泥的强度和耐久性一直是制约其应用的重要因素。

许多学者将磷酸镁水泥进行改性，以提高其力学性能和耐久性。

常见的改性方法有添加纤维增强剂、掺杂多元掺合剂、加入化学物质改性等。

这些改性方法能够有效地提高磷酸镁水泥的力学性能和耐久性，使其在特定领域得到更广泛的应用。

3. 磷酸镁水泥的应用研究随着磷酸镁水泥技术的不断发展和改进，磷酸镁水泥的应用领域也在不断拓展。

磷酸镁水泥已经在地下工程、海洋工程、道路桥梁、防水工程、耐火材料等领域得到了广泛的应用。

磷酸镁水泥因其优异的抗压强度、耐久性、耐磨性和耐腐蚀性，越来越受到建筑业的青睐。

磷酸镁水泥混凝土耐久性试验研究发布时间：2021-10-23T20:59:22.772Z 来源：《基层建设》2021年第20期作者：程洪振[导读] 摘要：近年来，作为一种新型的水泥混凝土修补材料，因其具有凝结快、强度高、与老昆明混凝土粘结强度高、外观颜色接近、耐磨性好等优点，越来越受到相关领域研究人员和技术工作者的重视，成为混凝土结构维修加固的研究热点之一。

洛浦天山水泥有限责任公司新疆和田 848200摘要：近年来，作为一种新型的水泥混凝土修补材料，因其具有凝结快、强度高、与老昆明混凝土粘结强度高、外观颜色接近、耐磨性好等优点，越来越受到相关领域研究人员和技术工作者的重视，成为混凝土结构维修加固的研究热点之一。

事实上，修复材料的耐久性并不像预期的那样。

在环境因素的长期作用下，修补材料的物理力学性能大大衰减甚至完全丧失，是混凝土结构修补最终失败的重要原因。

关键词：磷酸镁水泥；干缩性；耐水性；抗渗性；耐氯盐腐蚀性；磷酸镁水泥混凝土耐水性差。

添加硅溶胶或HEA防水剂可显著提高其耐水性和抗渗性。

由于孔隙率的降低和孔结构的显著改善，硅溶胶的抗渗效果更好。

氯盐和硫酸盐腐蚀试验结果表明，磷酸镁水泥混凝土具有良好的耐腐蚀性能。

一、原材料1.水泥材料。

磷酸镁水泥的基本配方由磷酸二氢钾、氧化镁和硼砂组成。

因为磷酸二氢钾与氧化镁反应太快，不方便修复。

硼砂是最常见的缓凝剂，其溶解产生的B4o72-快速吸附在MgO颗粒表面，形成以b4o 72-1和Mg2+为主的水化产物层，阻碍了MgO的溶解以及K+和P043-与MgO颗粒的接触。

磷酸镁水泥的基本配方由10%粉煤灰、10%普通硅酸盐水泥、5%石膏、0.3%聚磷酸钠复合改性而成：普通硅酸盐水泥和粉煤灰不仅可以降低修补材料的成本，还可以优化体系的颗粒组成，提高体系水化产物的密实度；聚磷酸钠可以进一步延缓凝结时间，石膏可以抵消聚磷酸钠对强度的负面影响。

2．防水剂。

主要使用两种防水剂，即硅溶胶和HEA高效防水剂。

一、基本组分的掺量变化和掺加粉煤灰和硅灰的条件下磷酸钾镁水泥3d、7d的强度变化以及耐水性的损失。

1、基本组分的变化a 、P/M试验号因素P/M3d抗压强度(MPa) 7d抗压强度(MPa) 强度保留率K(%)自然养护水养护自然养护水养护K3K7 1-1 1/2 63.93 59.54 65.83 57.37 93.13 87.15 1-2(JZ) 1/3 71.08 60.71 71.54 61.3 85.41 85.69 1-3 1/4 52.25 51.06 55.28 50.31 97.72 90.99 1-4 1/5 36.36 35.94 38.76 35.42 98.84 91.38关于磷镁比对磷酸钾镁水泥耐水性的影响：若P/M比值过大，MgO的含量不足，MgO75-70-65-60-55-50-45-40- 35- ■3d自然养护・3d水养护7d自然养护―7d水养护(Pd≡)Uo 1 SSφJd≡OJ 1/2 1/3 1/4 1/5P/M溶解量就不足，从而使水化产物量减少，而未反应的磷酸盐易使MPC基体开裂、吸湿，若P/M比值过小，则不能生成更多的水化物填充在未反应MgO颗粒之间。

李东旭等研究表明,磷酸镁水泥的n(KH2PO4):n(MgO)越小，即MgO含量越高、磷酸盐含量越低，则其在水养条件下的抗压强度下降越小，耐水性就越好。

b^水胶比0.160 0.165 0.170 0.175 0.180W/B磷酸镁水泥材料的强度会随着水胶比的增加而降低。

这是因为水胶比越大，多余的水分蒸发后在体系中也会留下大量的连通孔，体系孔隙率增大，为水渗入体系内部提供了通道，使得MPC 强度下降，耐水性较差。

但是水胶比并不是越小越好，水胶比越小，MPC的流动性就不够，操作成型困难，同时反应也不够充分，不利于生成更多有利于提高磷酸镁水泥的耐水性的水化产物MAP生成，强度会发生下降，耐水性也会降低。

未养护I I I I ・I2 3 4 5 6B在试验时发现粉煤灰的掺入量在20%时，浆体的流动性已经很差，最后发现试块表面有孔洞，并不密实，粉煤灰的“减水剂”作用并没有发挥出来。

磷酸镁水泥耐酸碱性能及机理研究∗姜自超;汪宏涛;戴丰乐;张时豪;丁建华;薛明【摘要】In this experiment,the corrosion of magnesia phosphate cement (MPC)was studied by means of mass loss,compressive strength loss,phase analysis,micro morphology analysis.Research results show that sul-phoacid and sodium hydroxide solution can cause corrosion of MPC.The main hydration products MgKPO4 . 6 H2 O (MKP)and unhydrated magnesium oxide can react with sulphoacid.Erosion effect of low concentration sodium hydroxide solution on MPC is very small,similar to pu re water for MPC’s corrosion.The Corrosion effect of high concentration sodium hydroxide solution on MPC is serious,because sodium hydroxide react with MKP generating the dissolved matter.%通过质量损失、抗压强度损失、物相分析、微观形貌分析等方法研究了硫酸溶液、氢氧化钠溶液对磷酸镁水泥的腐蚀情况.研究结果表明硫酸、氢氧化钠溶液会对磷酸镁水泥造成腐蚀.硫酸可与磷酸镁水泥的主要水化产物六水磷酸镁钾(MgKPO4.6 H2 O,MKP)及未水化的氧化镁发生反应.低浓度的氢氧化钠溶液对磷酸镁水泥的腐蚀作用很小,与纯水对磷酸镁水泥的作用相似.高浓度的氢氧化钠溶液对磷酸镁水泥腐蚀作用强烈,高浓度的氢氧化钠溶液与MK P发生反应生成可溶物质.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2016(047)011【总页数】6页(P11156-11161)【关键词】磷酸镁水泥;硫酸;氢氧化钠;机理【作者】姜自超;汪宏涛;戴丰乐;张时豪;丁建华;薛明【作者单位】后勤工程学院化学与材料工程系，重庆 401311;后勤工程学院化学与材料工程系，重庆 401311; 后勤工程学院军事土木工程系，重庆 401311;后勤工程学院化学与材料工程系，重庆 401311;后勤工程学院化学与材料工程系，重庆 401311;后勤工程学院化学与材料工程系，重庆 401311;后勤工程学院建筑规划与环境工程系，重庆 401311【正文语种】中文【中图分类】TU528磷酸镁水泥(magnesium phosphate cement, MPC)又被称为化学结合磷酸镁陶瓷，是一种基于过烧氧化镁与磷酸盐发生酸、碱中和反应的新型胶凝材料。

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。

第53卷第4期 辽 宁 化 工 Vol.53，No. 4 2024年4月 Liaoning Chemical Industry April，2024磷酸镁水泥研究进展黄浩，杨元全（沈阳理工大学，辽宁 沈阳 110158）摘 要： 磷酸镁水泥（MPC）具有凝结速度快，早期强度高，耐磨性高以及黏结性高等优点，使其在机场跑道、高速公路和市政道路的快速修补方面以及有害物质的固化等领域很受欢迎。

但磷酸镁水泥水化极快，凝结时间非常短，导致工程施工无法进行。

综述了磷酸镁水泥凝结时间受原材料、缓凝剂、掺合料、配合比等因素影响的新成果。

其高脆性的特点限制了它的工程应用, 对各种MPC基纤维复合材料的研究进展进行了梳理，讨论了磷酸镁水泥的发展前景。

关 键 词：磷酸镁水泥； 配合比； 掺合料； 纤维中图分类号：TU528 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2024）04-0625-04在20世纪80年代早期，磷酸镁胶凝材料开始被发展，美国等西方一些发达国家在高速公路、军事基地、机场等主要设施的加急抢修。

我国对于磷酸镁的研究时间较晚，直到20世纪90年代末，才陆续围绕着磷酸镁水泥进行研究。

磷酸镁水泥（MPC）因为具有一些硅酸盐水泥没有的性能，从研究开始就备受关注[1-2]。

在磷酸镁水泥的反应原理上，MPC是通过氧化镁（MgO）和可溶性的磷酸盐发生酸碱化学反应生成鸟粪石的一种胶凝材料。

因此可以类似传统水泥的方式方便使用，其中就有以粉料形式贮存、加水后具备较好的可塑性等性能。

MPC通常被认为是一类水泥，但又不同于传统水泥，MPC有独特的水化硬化特性和类陶瓷材料的特点，所以又被称为化学结合磷酸镁陶瓷[3]。

磷酸镁基水泥（MPC）在包括修复混凝土的元件、放射性废物的稳定化、水处理和生物医学使用的各种领域中得到发展[4]。

现在磷酸镁水泥在工程应用中主要存在以下问题：一是凝结时间快，不能进行长时间施工，缓凝剂加入后，强度降低；二是前期水化放热高，让水泥产生预压力导致水泥产生裂缝，影响强度严重；三是磷酸镁水泥的耐水性能比较差，碰水容易使结构密实度降低，强度有所下降；最后是原材料制造成本较高，没法大范围使用。

权利要求书1.一种无需缓凝剂的新型高耐水性磷酸镁水泥，其特征在于：新型磷酸镁水泥由烧结氧化镁、磷酸氢二盐、硅灰组成。

2.根据权利要求1所述的无需缓凝剂的新型高耐水性磷酸镁水泥，其特征在于：烧结氧化镁50-70%,磷酸氢二盐10-40%,硅灰10~20%,各组分的质量百分数总和为100%。

3.根据权利要求2所述的无需缓凝剂的新型高耐水性磷酸镁水泥，其特征在于：所述的磷酸氢二盐为磷酸氢二钾(K2HPO4SH2O)、磷酸氢二钠或两者磷酸盐的混合O4.一种制备如权利要求1所述的无需缓凝剂的新型高耐水性磷酸镁水泥，其特征在于:将镁粉与硅灰混合并搅拌均匀后，再加入已事先溶于水的磷酸氢二盐溶液,低速搅拌60s,高速搅拌60s,得到无需缓凝剂的新型高耐水性磷酸镁水泥。

说明书摘要本发明公开了一种不需要添加缓凝剂的新型高耐水性磷酸镁水泥及其制备方法，主要原材料为镁粉，磷酸氢二盐，硅灰。

制备步骤如下：将烧结氧化镁与硅灰混合并搅拌均匀，加入已事先溶于水的磷酸氢二盐溶液得到无需缓凝剂的新型高耐水性磷酸镁水泥。

本发明具有高强度（28d抗压强度不低于IOOMPa）,凝结时间较长（初凝时间不低于30I i1in）,耐水性好（56d强度保留率可达到95%以上）的特点。

说明书技术领域本发明设计一中水泥，尤其是一种无需缓凝剂的新型高耐水性磷酸镁水泥。

背景技术磷酸镁水泥（MagneSiUmphosphatecement,MPC）作为一种新型的气硬性胶凝材料，同时兼具化学结合陶瓷的属性，具有一系列传统结构材料无以比拟的性能：凝结硬化迅速、早期强度高、粘结强度高、耐热性和耐磨性良好等优点，被大量应用于水泥混凝土的快速修补领域，如飞机跑道、公路和桥面等。

磷酸盐是磷酸镁水泥的主要组分之一，主要为磷酸镁水泥反应提供酸性组分。

目前，磷酸镁水泥常用磷酸盐主要有NH4H2PO4和KH2PO4、及两者的复合。

也有学者研究用磷酸一氢盐如（NH4）2HPO4、K2HPO4和电解镁砂制备磷酸镁水泥，指出虽然采用磷酸一氢盐较磷酸二氢盐相比，水泥的凝结时间变长，但强度比磷酸二氢盐要低很多，几乎没有强度。

磷酸镁水泥耐水性的影响因素与改进措施论文
磷酸镁水泥是一种广泛应用的水泥，由于其良好的结构和性质，能有效地抵抗水蚀。

但是，同时也显示出不足的耐水性，即使是在微水环境下存在较强的水侵蚀和破坏力。

因此，提高磷酸镁水泥的耐水性已成为当前研究热点。

磷酸镁水泥的耐水性受到多种因素的影响，包括水泥砂浆结构、水泥基材组成、水泥基材表面活性物质、砂混合料细度分布和水灰比等。

其中，水泥砂浆结构对于磷酸镁水泥的耐水性有重要意义。

空隙的大小会影响水的进入速度和内部水的分布，从而影响水下磷酸镁水泥的破坏性。

但是，水泥砂浆结构也受到水泥及其混合料中各成分之间的关系及细度分布的影响。

此外，水泥基材组成以及表面活性物质也会影响磷酸镁水泥的耐水性。

水泥基材中的矿物质组分会影响水泥砂浆密度，从而变化其空隙大小，同时也直接影响水泥耐水性。

此外，表面活性物质也与水泥砂浆的水分吸附和保留有关，从而可能影响水泥的耐水性。

为改善磷酸镁水泥的耐水性，可以采取一些措施。

首先，应精细选择水泥砂浆组成，能够改善水泥砂浆密度，以降低其空隙大小，从而提高水泥耐水性。

其次，应考虑水泥及其混合料中各成分之间的关系及细度分布，以确保水泥砂浆的均匀性。

此外，可以通过改变水泥基材组成，或者加入一定量的表面活性物质，来改善水泥砂浆的耐水性。

本文总结了影响磷酸镁水泥耐水性的主要因素，并提出了相应
的改进措施。

这些措施旨在通过改善水泥砂浆结构、水泥基材组成和表面活性物质，以及水灰比等因素，来提高磷酸镁水泥的耐水性，从而提高其抗水蚀性能。

氧化镁和磷酸一氢钾比例对磷酸镁水泥的性能影响研究摘要：磷酸镁水泥是一种可以快速硬化的新型无机胶凝结合材料,本文采用磷酸一氢盐（K2HPO4·3H2O）和低温煅烧的轻烧粉来制备磷酸镁水泥，通过对其抗压强度、耐水性和水化放热的考察，并结合X射线衍射仪和扫描电镜分析，研究了氧化镁和磷酸一氢钾比例配比（M/P值）对磷酸镁水泥性能的影响。

研究结果表明：磷酸镁水泥的抗压强度、水化放热以及耐水性能等会随着M/P值而出现一定的差异性变化，当M:P=2:1时，磷酸镁水泥的各项性能及孔隙微观配比均优于其他比例下制备的磷酸镁水泥。

关键词：磷酸镁水泥；抗压强度；磷酸一氢钾；轻烧粉;水化反应；耐水性中图分类号：TQ172.6Study on the Influence of the ratio of MgO and K2HPO4·3H2O on theProperties of MPCMIAO Shuo1，DAI Yu1，WU Chengyou1,2(1.School of Civil Engineering, Qinghai University, Xining 810016,China;2.Qinghai Provincial Key Laboratory of Energy-saving BuildingMaterials and Engineering Safety, Xining 810016,China)Abstract:Magnesium phosphate cement(MPC) is a new type of inorganic cementitious binder that can harden quickly. We useK2HPO4·3H2O and low-temperature calcined light-burning powder toprepare MPC. The water resistance and hydration exotherm were investigated, combined with X-ray diffractometer and scanning electronmicroscope analysis, to study the effect of the ratio of MgO andK2HPO4·3H2O (M/P value) on the properties of magnesium phosphate cement.The research results show that the compressive strength, hydration heat release and water resistance of magnesium phosphate cement will vary with the M/P value to a certain degree. When M:P=2:1, the various properties of magnesium phosphate cement The properties and the microscopic ratio of pores are better than those of magnesium phosphate cement prepared under other ratios.Key words:magnesium phosphate cement; compressive strength; Potassium Monohydrogen Phosphate; light burned powder; hydration reaction; water resistance0引言磷酸镁水泥是一种可以快速硬化的新型无机胶凝结合材料，其具有早期强度高、凝结硬化速度快、耐久性强、体积稳定性好、与旧混凝土有很好的兼容性等特点。