粗糙度对磷酸钾镁水泥砂浆-混凝土界面剪切特性的影响

为研究粗糙度对磷酸钾镁水泥砂浆-混凝土黏结界面剪切强度与变形特性的影响,对磷酸钾镁水泥砂浆-混凝土试样开展了不同界面粗糙度和不同法向应力下的直剪试验,探讨了黏结界面的峰值抗剪强度、残余抗剪强度、剪切扩容、破坏模式以及强度参数等剪切力学特性。结果表明:粗糙度和法向应力决定了黏结界面的剪切变形特性和剪切破坏模式,当粗糙度大于0时,界面峰值抗剪强度与粗糙度呈二次关系,与法向应力呈线性相关;磷酸钾镁水泥砂浆-混凝土黏结界面剪切破坏体现为脆性破坏,当粗糙度大于0且法向应力大于1 MPa时,局部剪切破坏面发生在磷酸钾镁水泥砂浆内部,在随后的剪切过程中发生爬坡效应,并出现明显的剪胀现象。磷酸钾镁水泥砂浆-混凝土界面的黏聚力为6.5~7.5 MPa,内摩擦角为44.9°~49.0°,且随着粗糙度的增大,黏聚力和内摩擦角均呈先增大后减小的趋势。研究结果可为损伤混凝土的快速修补加固提供理论基础和技术支撑。

沸石粉对磷酸镁水泥砂浆性能的影响研究

研究了沸石粉掺量对磷酸镁水泥砂浆力学性能、干燥收缩、凝结时间和流动度的影响。结果表明:沸石粉的掺入虽然使MPC砂浆的流动度和力学性能降低,但显著延长了MPC砂浆的凝结时间,并随着沸石粉掺量的增大先增长后降低,与此同时,MPC砂浆的干燥收缩与耐水性能也有较明显的改善。

铁尾矿砂对磷酸镁水泥砂浆性能的影响

由于铁尾矿砂大量堆积带来的环境问题以及河砂资源日益枯竭,探讨将铁尾矿砂代替河砂用于制备磷酸镁水泥(magnesium phosphate cement, MPC)修补砂浆。分析了铁尾矿砂替代天然河砂后对MPC砂浆流动度、凝结时间、强度和干燥收缩的影响规律,并利用XRD和SEM分析了影响机理。结果表明:相较于河砂,铁尾矿砂会造成MPC砂浆流动度降低,可以提高砂浆的抗折强度和抗压强度,但对砂浆凝结时间和干燥收缩影响相对较小;XRD和SEM显示铁尾矿砂对MPC砂浆水化产物基本无影响,但优化了砂浆体系的级配,提高了浆体和骨料界面黏结性能,从而提高了抗折和抗压强度。研究成果有助于促进铁尾矿砂的综合利用。

碳纤维编织网增强磷酸镁水泥砂浆界面黏结性能研究

为研究碳纤维编织网增强磷酸镁水泥砂浆加固法(TRMM)中2个界面(砂浆-混凝土、碳纤维编织网-砂浆)的黏结性能,对21个黏结试件进行了弯折试验。研究变量包括界面处理方式(打磨、刻槽、凿毛)、磷酸镁水泥砂浆(MPCM)类型(MPCM、聚乙烯醇纤维(PVA)改性MPCM)、碳纤维编织网处理方式(表面涂层、表面涂层+粘砂、浸渍+粘砂),分析了试件破坏模式和在不同变量下黏结性能变化规律。结果表明,砂浆-混凝土界面黏结性能随着界面粗糙度的提高而增强,当粗糙度由0.77 mm提高至1.97 mm,试件由脆性破坏变为延性破坏;PVA可通过桥联作用改善碳纤维编织网-砂浆界面黏结性能;浸渍和粘砂后碳纤维编织网-砂浆界面黏结性能显著增强,界面黏结强度提高68%。

碳纤维增强磷酸镁水泥砂浆的力学性能研究

改善磷酸镁水泥砂浆（MPCM）的韧性有利于促进其在混凝土结构加固和修复领域的应用。为了增强MPCM的韧性,对比研究了未处理和硝酸预处理碳纤维对 MPCM力学性能的影响,分析了碳纤维增韧 MPCM的机制。结果表明,当碳纤维质量掺量为0.4%时,MPCM 7 d抗折强度增大44.5%；3~6 mm碳纤维有利于提高MPCM的抗压强度,而6~10 mm碳纤维更有利于提高 MPCM的抗折强度；未处理碳纤维与磷酸镁水泥（MPC）水化产物之间为物理作用,碳纤维未能充分发挥增韧效果；在40~60℃、浓度68%的硝酸中浸泡30~60 min有利于改善碳纤维与MPC水化产物的界面粘结,使预处理后的碳纤维和MPC水化产物产生嵌合作用,显著增强了MPCM的力学性能和韧性。

钢渣对磷酸钾镁水泥砂浆性能的影响

磷酸钾镁水泥(MKPC)是一种硬化快、早强高的胶凝材料,在其中掺入钢渣可对其性能有一定改善。为了研究钢渣对MKPC砂浆性能的影响,本文采用重烧氧化镁、磷酸二氢钾和缓凝剂配制而成磷酸钾镁水泥,骨料选用纯黄砂,并在其中掺入一定量的钢渣。测试了不同掺量的钢渣对MKPC砂浆的抗折抗压强度、变形及水化热。结果表明:掺加钢渣后,MKPC浆体的收缩变形和抗折抗压强度有明显改善,其中当钢渣粉掺量为10%时强度最佳。掺加钢渣后,水化热第二放热峰发生推迟,并且最高放热温度下降。

磷酸钾镁水泥砂浆抗氯离子渗透性研究

为了研究磷酸钾镁水泥(MKPC)砂浆抗氯离子渗透性能,通过与普通硅酸盐水泥砂浆对比,进行在不同掺合料情况下的电通量试验。试验结果表明:磷酸钾镁水泥砂浆的电通量远低于硅酸盐水泥砂浆,因而其抗氯离子渗透性能要优于硅酸盐水泥基材料;掺用硅灰和粉煤灰可以较好的降低磷酸钾镁水泥砂浆的电通量,两种掺合料混掺后使磷酸钾镁水泥砂浆的抗氯离子渗透性能更好。

纤维增强磷酸钾镁水泥砂浆力学性能研究

研究了PVA纤维、PP纤维、玻璃纤维三种纤维在不同的w_(S/C)下对磷酸钾镁水泥砂浆力学性能的影响.结果表明:三种纤维都能在一定程度上增强磷酸钾镁水泥砂浆的力学性能,对磷酸钾镁水泥砂浆早期力学性能的影响比较大,后期力学性能的影响会有所降低.其中,PVA的增强效果最为明显,PP纤维次之,玻璃纤维增强效果最弱.同时得出,在同种纤维条件下,w_(S/C)不是磷酸钾镁水泥砂浆抗折强度的主要影响因素,但是其抗压强度均随着w_(S/C)的增大而增大.

改性聚丙烯纤维增强磷酸镁水泥砂浆的力学性能研究

增强磷酸镁水泥砂浆(MPCM)的抗弯韧性有利于促进其在混凝土路面修复领域的应用。为了增强MPCM的抗弯韧性,对比研究了未处理和硅烷偶联剂预处理的聚丙烯纤维对MPCM抗弯韧性的影响,分析了预处理聚丙烯纤维增韧MPCM的机制。结果表明,聚丙烯纤维质量掺量0.4%时,MPCM7d抗折强度增大23.5%;6-10mm聚丙烯纤维有利于提高MPCM的抗压强度,而10-19mm聚丙烯纤维更有利于提高MPCM的抗折强度;未处理聚丙烯纤维与磷酸镁水泥(MPC)水化产物之间为物理作用,聚丙烯纤维并未充分发挥增韧效果;用浓度20%的硅烷偶联剂溶液改性处理30~60min有利于改善聚丙烯纤维与MPC水化产物的界面粘结,使MPC水化产物和预处理后的聚丙烯纤维产生嵌合作用,显著地增强了MPCM的抗弯韧性。

聚乙烯醇高强磷酸钾镁水泥砂浆基本性能试验研究

磷酸钾镁水泥作为一种新型快速修补材料,已得到越来越广泛的应用。而聚乙烯醇能够显著改善普通水泥基材料的基本性能,但其在磷酸钾镁水泥砂浆中的作用尚未见报道。为了解聚合物磷酸钾镁水泥砂浆的基本性能,利用不同掺量的聚乙烯醇(PVA)对磷酸钾镁水泥砂浆(MKPM)进行改性,并探究不同掺量的聚乙烯醇对聚合物磷酸钾镁砂浆PMKPM的凝结时间、流动度、抗压强度、抗折强度的影响规律。结果表明,随着PVA掺量的增大,砂浆抗压强度先增大后减小,28d抗压强度值最高可达到94.5 MPa,抗折强度最高为22.4 MPa;同时凝结时间逐渐延长,流动度先降低后增大,改善了镁水泥砂浆的施工性能。

骨料对大流动度磷酸钾镁水泥砂浆性能的影响

通过对磷酸钾镁水泥(MKPC)砂浆流动度、强度变化、体积变形、水稳定性和微观分析,研究了骨料种类和胶砂比对大流动性MKPC砂浆物理力学性能及微观结构的影响。试验结果表明,相同胶砂比下,采用石英砂能获得更好的抗压强度、流动度及体积稳定性,胶砂比越大,硬化体力学性能越好。

磷酸镁水泥砂浆配合比研究

通过改变硼砂用量、磷酸二氢铵和氧化镁比值(P/M)、水胶比(W/B),分别研究各因素对磷酸镁水泥砂浆性能的影响。研究结果表明:磷酸镁水泥砂浆的强度随着硼砂用量、W/B的增加而减小,随着P/M的增加而增大;流动度随着硼砂用量、P/M、W/B的增加而增大。在试验范围内,硼砂用量掺量为2.15%,P/M为0.3%,W/B为0.16%,试件的流动性及强度为最佳。

磷酸镁水泥砂浆与寒区水工混凝土结合面力学性能研究

磷酸镁水泥砂浆强度发展快、热稳定性好、抗冻、耐腐蚀等诸多优势,在水工混凝土病害和缺陷的修补加固施工中具有一定的应用价值。文章通过室内试验的方式,分析了寒冷条件下界面粗糙度和混凝土含水率对磷酸镁水泥砂浆与水工混凝土结合面力学性能的影响规律。根据试验结果,建议在低温环境下利用磷酸镁水泥砂浆进行水工混凝土缺陷加固补强施工时,应该尽量控制基础混凝土的含水率,同时选择合适的混凝土表面粗糙度。

聚乙烯醇对磷酸钾镁水泥砂浆粘结性能的影响

磷酸钾镁水泥砂浆(MKPM)具有早凝、高强、与普通混凝土热膨胀系数相近等特点,是一种新型环保的混凝土结构修补材料。而聚乙烯醇(PVA)在修补领域中常作为提高粘结性能的改性剂,但其与快速修补材料磷酸钾镁水泥砂浆(MKPM)结合使用的研究尚未广泛开展。为进一步提升MKPM粘结性能,利用PVA对MKPM进行改性,并对聚乙烯醇-磷酸钾镁水泥砂浆(PMKPM)的粘结性能进行系统分析。结果表明,PMKPM的粘结性能(拉伸粘结强度、抗折双面粘结强度)随着PVA的增加而显著提高,当PVA掺量为0.6%时,其28d龄期的拉伸粘结强度相对基准组可提高41.6%;抗折双面粘结强度测试中,最优组P-3组相对P-0组最高可提高27.5%。在SEM分析中可发现,在粘结界面处PVA颗粒容易团聚,通过填充在界面处的毛细孔内部改善界面的密实度。且PVA膜具有极好的粘结性能,水化产物C-S-H凝胶能够与PVA膜共同形成一个整体,因此掺入PVA之后的PMKPM粘结性能显著提高。

磷酸镁水泥砂浆抗压强度敏感性因素研究

磷酸镁水泥作为一种生态友好型胶凝材料,具有快硬早强、收缩性良好、黏结性能优异、抗腐蚀性强、耐磨抗冻等诸多特点,在工程领域的应用前景十分广阔。本文重点考察了磷酸盐类型、粉煤灰掺量、水灰比和养护龄期等因素对磷酸镁水泥砂浆(MPCM)抗压强度的影响。试验结果表明:不添加粉煤灰时,相比于单独使用磷酸二氢铵或磷酸二氢钾,按质量比1∶1混合使用两种磷酸盐制备的MPCM,其早期抗压强度得到了显著的提升;按20%的水泥凝胶质量掺入粉煤灰有助于提升使用磷酸二氢钾或混合磷酸盐的MPCM的1 d抗压强度,而对它们的28 d抗压强度具有潜在的不利影响;水灰比的降低(0.25到0.20)和龄期的增加(1 d到28 d)对MPCM抗压强度的提升都具有积极作用。

玄武岩纤维网格增强磷酸镁水泥砂浆复合材料力学性能

为了研究钢纤维与玄武岩纤维(BFRP)网格对磷酸镁水泥砂浆(MPCM)力学性能的增强效果,制备了BFRP网格MPCM复合材料(GRMM)。通过轴向拉伸试验和四点弯曲试验,研究材料复合方式(钢纤维增强、BFRP网格增强、复合增强)、BFRP网格厚度(1 mm、2 mm、3 mm)和BFRP网格表面形式(未处理、粘砂)对复合材料拉伸应力-应变曲线、弯曲应力-挠度曲线与关键力学参数的影响规律,以及钢纤维、BFRP网格在GRMM中的作用机制。结果表明:钢纤维主要在GRMM受力前期发挥作用,可以有效地抑制裂缝的产生,起到了增强、增韧的作用,钢纤维的掺入使拉伸试件与弯曲试件承载力分别提高了24.23%与215.33%,并提高了两类试件的抗裂性能、变形与耗能能力;BFRP网格作为拉应力的主要承担者,作用于GRMM整个受力过程,使两类试件的峰值变形提升了70倍以上,但试件中BFRP网格与MPCM受力并不协调;两种材料复合增强下,GRMM综合了钢纤维对基体的增强效果与BFRP网格的良好变形性能,其抗裂性能、强度、变形性能及耗能能力均得到提升;随着BFRP网格厚度的增加,GRMM试件强度与耗能能力得到进一步提升;BFRP网格表面进行粘砂处理对GRMM各项性能影响并不明显。

磷酸钾镁水泥砂浆与混凝土粘结抗剪性能试验研究

以双面剪切试验研究磷酸钾镁水泥(MKPC)砂浆与旧混凝土粘结抗剪性能,试验变化因素包括钢丝刷清洗浮灰、机械凿毛去浮浆、人工凿毛等三种旧混凝土表面处理方式,以及MKPC净浆销栓、加筋MKPC销栓和钢筋销栓三种植筋加固方法,对比分析各组试件的界面粘结抗剪强度和剪切破坏形貌。结果表明,对旧混凝土表面进行人工凿毛并露出骨料能较大幅度地提高界面粘结抗剪强度;加筋MKPC销栓能明显提高界面粘结抗剪强度,其效果接近于钢筋销栓,并具有明显的可操作性和经济性。

水冻融和硫酸盐溶液冻融环境下MKPC砂浆的耐久性评价

为了评价磷酸钾镁水泥(MKPC)砂浆的抗水和抗硫酸盐溶液冻融性能,测试了快速冻融条件下MKPC砂浆试件的强度发展和质量损失,并与同强度等级的硅酸盐水泥(P·O)砂浆试件相比较,试验结果证实:在水冻融循环75次和5%Na2SO4溶液冻融50次后P·O砂浆试件(M2)完全失去强度,而具有同样强度等级的MKPC砂浆试件(M1)在水冻融循环75次和5%Na2SO4溶液冻融100次后的强度剩余率均高于75%。在水和5%Na2SO4溶液中冻融循环50次时,M2试件的质量损失均已超过5%的破坏标准,而M1的质量损失远低于5%。上述结果说明MKPC砂浆试件的抗水冻融和抗硫酸盐溶液冻融性能远高于硅酸盐水泥砂浆试件,且抗盐冻融性能好于抗水冻融性能。

骨料品种对MKPC砂浆抗水和硫酸盐溶液冻融性能的影响

为研究骨料品种对磷酸钾镁水泥(MKPC)砂浆抗水和硫酸盐溶液冻融性能的影响,测试了水和5%Na2SO4溶液快速冻融条件下MKPC砂浆的强度发展、体积变形和吸水率,并分析了其物相组成和微观形貌。结果表明:由河砂和石灰石砂合理搭配的MKPC砂浆的强度明显高于由全河砂或石灰石砂配制的MKPC砂浆。河砂和石灰石砂混合配制的M2试件的抗水冻融性能明显高于单一河砂和石灰石砂配制的MKPC砂浆。MKPC砂浆的抗硫酸钠溶液冻融性能优于抗水冻融性能。石灰石砂配制的MKPC砂浆在抗硫酸盐冻融性能方面较普通河砂具有明显优势。用67%石灰石砂等量替代河砂,可明显提高MKPC砂浆的抗硫酸盐冻融性能。