磷酸镁水泥耐水性的影响因素与改进措施

镁水泥(MPC)是一种新型的早强快硬胶凝材料,可作为修补材料应用于工程修补。从磷酸镁水泥的水化机理出发,讨论磷酸镁水泥主要水化产物鸟粪石(MgNH4PO4.6H2O)的性质、形成及影响因素,及其与磷酸镁水泥耐水性的关系。从理论上提出了通过选择合适活性、粒度和低CaO含量的原材料、优化配合比、控制体系pH值和掺加粉煤灰等措施改善磷酸镁水泥的耐水性。

不同纤维对磷酸镁水泥砂浆早期性能的影响研究

磷酸镁水泥具有硬化速度快、强度高、抗冻等优点,但抗折性能较差。添加聚丙烯纤维是提高其抗折能力较为常用的方式,而聚乙烯醇纤维和玄武岩纤维力学性能优于聚丙烯纤维。为了拓宽磷酸镁水泥应用场景,本研究尝试采用聚乙烯醇纤维和玄武岩纤维增强磷酸镁水泥砂浆的力学性能,并与同体积掺量的聚丙烯纤维磷酸镁水泥砂浆进行比较,评价聚乙烯醇纤维和碳纤维的作用效果,并对磷酸镁水泥水化过程及过渡界面进行微观分析。试验结果表明,随纤维掺量增加,磷酸镁水泥砂浆凝结时间变短;同体积掺量下,玄武岩纤维提升力学性能最好,聚乙烯醇纤维次之,聚丙烯纤维最差。试验范围内,玄武岩纤维掺量在0.08%时力学性能最优;磷酸镁水泥早期生成针状结晶,后期形成致密结构;玄武岩纤维和聚乙烯醇纤维与磷酸镁水泥基质结合良好,能形成稳定结构;磷酸镁水泥砂浆抗折强度主要取决于纤维抗拉能力。

碳纤维对HAP-PAC-MPC基复合生物水泥的增强、增韧研究

研究了碳纤维对羟基磷灰石-磷铝酸盐-磷镁酸盐(HAP-PAC-MPC)复合生物水泥的增强、增韧作用,采用XRD、SEM和IR等测试方法分析和探讨了其作用机理。结果表明:(1)碳纤维对于复合生物水泥的增强效果明显,未经处理的碳纤维使复合生物水泥的劈裂强度提高13%,维氏硬度提高63%,而用碳纤维处理后分别提高了51%和近130%,碳纤维的最佳掺量为0.076%;(2)由于碳纤维处理后其表面含有的氧官能团—羟基和羧基的浓度显著提高,加强了它与水泥水化产物在界面处的结合力,形成了化学结合,从而使水泥基料水化、水化产物形成及结晶过程中产生的应力可以通过纤维与基料间的界面而被吸收;(3)碳纤维可以有效地阻止在外力作用下试件内裂纹的扩展或使其转向,从而导致复合材料增强、增韧。

新型水泥混凝土道路修补剂的制备与施工

采用氧化镁、磷镁酸盐和硼砂为主,添加部分矿物掺和料和钢渣粉等,制备了快硬早强磷镁酸盐快硬水泥修补剂,提出了路面修补施工工艺,并应用到了实际工程中。利用矿物掺和料(粉煤灰、硅灰、膨胀剂、钢渣粉等)和铬铁矿渣粉替代部分磷镁酸盐水泥,降低了修补剂成本,节约了资源,同时有利于重金属的固化。工程应用表明:在早期强度损失率低的情况下,该修补剂的初始流动度大,凝结时间可调控,早强强度等级高,抗裂抗渗好,满足施工设计指标要求。

FRC板力学性能分析和材性结构设计

本文采用预测FRC板的复合材料模型,从表面层到夹芯层进行力学性能分析,并根据工程使用的关键力学性能—抗弯强度进行材性结构设计。