粉煤灰对轻烧氧化镁制备磷酸镁水泥性能影响的研究

文中分析了粉煤灰(FA)对轻烧氧化镁制备磷酸镁水泥(MPC)性能的影响。随着FA替代率的增加,MPC的凝结时间逐渐降低,流动度逐渐提高,抗压强度先升高后降低。当FA替代率为10%时,MPC的各项性能较佳,凝结时间为42.0 min,流动度为200 mm,28 d抗压强度为82.6 MPa。

偏高岭土改性轻烧氧化镁基磷酸镁水泥的3D打印性能

本文采用自主研发的混搅挤功能一体化建筑3D打印设备,实现了轻烧氧化镁基磷酸镁水泥材料的3D打印,探究了不同掺量偏高岭土(MK)对3D打印轻烧氧化镁基磷酸镁水泥性能的影响规律,并结合XRD与SEM试验进一步分析MK掺量对3D打印轻烧氧化镁基磷酸镁水泥水化产物及晶体形貌的影响。结果表明:3D打印轻烧氧化镁基磷酸镁水泥的凝结时间与力学性能均随着MK掺量的增加呈先上升后下降的趋势;当MK掺量为胶凝材料质量的4%~6%时,MK的加入有效改善了轻烧氧化镁基磷酸镁水泥浆体的打印性能,此时的轻烧氧化镁基磷酸镁水泥具有良好的挤出性能、建造性能与力学性能,能够满足3D打印应用要求;MK的加入不会改变轻烧氧化镁基磷酸镁水泥水化产物晶体的组成,但会产生大量无定形的非晶体水化产物,进一步填充水化产物与颗粒间的空隙,改善结构密实程度。

粉煤灰掺量对轻烧氧化镁基制备3d打印用磷酸镁水泥性能的影响

以实现轻烧氧化镁为原料制备低碳磷酸镁水泥材料的3d打印为目标,采用自主研发的混搅挤功能一化建筑3d打印设备,探究了不同粉煤灰掺量对以轻烧氧化镁为基制备磷酸镁水泥材料性能与打印性能的影响规律,并结合XRD与SEM微观试验进一步分析粉煤灰对其水化产物及晶体样貌的影响。结果表明:与重烧氧化镁相比,由轻烧氧化镁制备磷酸镁水泥的凝结时间大幅缩短;粉煤灰的加入对材料凝结时间影响较小,均在2~3 min左右,但对抗压强度与界面粘结强度有负面影响,当粉煤灰掺量为磷酸镁水泥质量的30%时,抗压强度及界面粘结强度分别下降约34.24%、48.94%;粉煤灰掺量在20%以内时,可有效改善轻烧氧化镁基磷酸镁水泥材料的干缩率,提高体积稳定性;粉煤灰中的活性物质参与水化反应,生成的水化产物与磷酸镁水泥展现出良好的化学相容性,使结构内部更为密实;当粉煤灰掺量为20%~25%时,制备的3d打印用轻烧氧化镁基磷酸镁水泥具有良好的工作性能、体积稳定性能、挤出性能以及建造性能,且满足3d打印对水泥基材料的力学要求。

MPC混凝土制备及其力学性能试验研究

为了解决现有加固材料加固施工周期长、与旧混凝土结构黏结差等问题,利用改性磷酸镁水泥(magnesium phosphate cement,MPC)作为胶凝材料,制备3种不同骨料类别的MPC混凝土,研究其与普通混凝土力学性能的差异以及不同骨料对其力学性能的影响.以普通混凝土作为对照,制作4组棱柱体试件进行单轴抗压试验.结果表明:MPC混凝土的峰值应变明显高于普通混凝土,轻骨料的加入使其峰值应变进一步升高;其弹性模量明显低于普通混凝土,轻骨料使其弹性模量进一步降低;4组混凝土试件弹性阶段泊松比均为0.2左右,但MPC混凝土峰值时的泊松比明显高于普通混凝土,进入塑性阶段后MPC混凝土内部裂隙发展比例更高,最终破坏现象更加突然,试件破坏后更加松散.因此,MPC混凝土与普通混凝土相比脆性更强.

磷酸盐水泥用于修补桥梁伸缩缝的可行性研究

为验证磷酸盐水泥(Magnesium Phosphate Cement,MPC)在桥梁伸缩缝修复中的可行性,通过MPC快硬高强砂浆的凝结时间、力学性能来评估其工作性能,通过压汞法检测MPC砂浆的孔隙结构,同时进行快速氯离子渗透试验,评估其耐久性。结果表明,MPC砂浆的抗压强度在12 h内达到最大值。其中,重烧氧化镁与磷酸二氢钾的质量比为4.0时,MPC砂浆的最大抗压强度为31.4 MPa,而普通硅酸盐水泥(Ordinary Portland Cement,OPC)制备的砂浆为4.2 MPa。同时,MPC砂浆与修补面的黏结性能更好,其拉伸黏结强度和弯曲黏结强度更高,分别为1.9 MPa和1.7 MPa,而OPC砂浆分别为1.5 MPa和1.2 MPa。除此以外,MPC快硬高强砂浆孔隙类型以空气孔隙为主,而不是毛细孔隙,因此相比OPC砂浆,MPC砂浆在电通量试验中表现出较低的渗透性。实际工程应用表明,MPC配制的快硬高强修补材料优于OPC配制的修补材料。

速凝磷酸镁水泥基加固材料耐蚀性能研究

磷酸镁水泥因其高密实度、良好的黏结性和高强度,在耐蚀性能方面得到广泛应用。该文通过调整M/P值,探究其对钢筋电化学特征的影响,并分析了MPC对钢筋的保护作用及其机理。研究发现,不同M/P值的MPC试件在性能上表现出明显差异,且随养护龄期增加,MPC试件的抗锈蚀能力逐渐增强。MPC对钢筋的保护作用主要体现在其优异的化学结合陶瓷属性和与钢筋良好的黏结性能上。

混凝土预制构件MPC接缝材料性能研究

在再生橡胶粉颗粒中掺入MPC砂浆,通过测试其流动度、抗压强度、黏结性能与耐水性系统研究橡胶改性MPC砂浆的性能,并采用BSE微观图像表征橡胶粉颗粒对MPC砂浆微观结构的影响。结果表明,少量的橡胶粉颗粒对MPC砂浆工作性能影响较小,掺量>10%时,MPC砂浆流动度显著降低;橡胶粉可降低MPC砂浆抗压强度和黏结强度,且对早期抗压强度影响远大于中后期;橡胶粉对MPC砂浆耐水性能有一定改善作用,掺入10%橡胶粉的MPC砂浆浸水60d后耐水系数可达0.88;橡胶粉颗粒与MPC基材料的胶结十分紧密,同时还能改善MPC基材料与石英砂的界面性能。

矿物掺合料改性磷酸镁水泥性能研究进展

磷酸镁水泥(MPC)是一种早期强度高、体积稳定性好、粘结强度高的新型胶凝材料,在工程快速修补、加固、国防建设等方面有重要价值,但也存在反应速度过快、凝结硬化时间短、成本高等问题,限制了MPC的应用推广。根据目前的研究,矿物掺合料可用于MPC改性,为使MPC在实际工程中更好发挥优势,文中从粉煤灰、矿渣、硅灰、纤维对MPC的改性效果进行总结,为MPC在重点工程中的应用提供参考。

3D打印植生混凝土pH值的影响因素研究

采用3D打印工艺,使用普通硅酸盐水泥(OPC)、硫铝酸盐水泥(SAC)、磷酸盐水泥(MPC)制备了3类24组不同配合比的植生混凝土试件,研究了水泥种类、水灰比、砂灰比、缓凝剂掺量等对植生混凝土pH值的影响规律。结果表明:水泥种类对植生混凝土pH值的影响最明显,掺OPC的植生混凝土的碱性最高,SAC次之,MPC最低;植生混凝土的pH值均随水灰比的增加而提高;砂灰比增加会降低植生混凝土的碱性;缓凝剂也会影响植生混凝土的pH值,其中,葡萄糖酸钠和酒石酸可以分别降低掺OPC或SAC的植生混凝土的pH值,而硼砂可以先降低后提高掺MPC的植生混凝土的pH值。

原料粒度对磷酸镁水泥水化硬化特性的影响

研究了原料粒度对新型磷酸镁水泥(MPC)水化硬化过程的影响规律.首先,以一定量不同粒度的烧结氧化镁粉(MgO)和磷酸二氢钾(KH2PO4)搭配并掺入不同量的缓凝剂硼砂(Na2B4O7.10H2O)配制MPC.然后,测试MPC浆体3h内半绝热温升曲线、凝结时间和MPC硬化体的强度,并分析硬化体的物相组成和微观结构形貌.结果表明:MgO粉和KH2PO4的粒度对MPC水化硬化特性有显著影响,随着MgO粉和KH2PO4的颗粒粒径减小,早期水化反应速率加快,凝结时间缩短;但对于抗压强度并非颗粒越小其值越大,在最佳MgO粉和KH2PO4粒度范围内,MPC硬化体抗压强度最高.同样,对一定粒度MgO粉和KH2PO搭配的MPC浆体,在硼砂适量时,MPC硬化体才能具有适宜的凝结时间、水化反应速度和较高的抗压强度.

磷酸镁水泥的研究进展

分析了磷酸镁水泥的原料制备、水化机理及主要水化产物,介绍了磷酸镁水泥凝结影响因素、强度影响因素研究现状,在此基础上对磷酸镁水泥的应用前景及亟需解决的问题进行了初步探讨。

缓凝剂硼砂对磷酸镁水泥水化硬化特性的影响

为了探讨缓凝剂硼砂(B)对磷酸镁水泥(MPC)的作用机理,测试和分析了不同掺量硼砂(B)的磷酸镁水泥(MPC)浆体的凝结时间、pH值、体系温度以及硬化体的强度和微观结构。结果表明:硼砂在一定掺量范围内对磷酸镁水泥(MPC)浆体有较明显的吸热降温促进作用和调节pH值作用,两种作用均可减慢浆体的水化反应速度且进一步影响硬化体的微观结构形貌和强度。由此推论硼砂在磷酸镁水泥(MPC)浆体中,除在MgO表面形成保护膜外,还通过降低体系温度和调节浆体pH值进而减慢水化反应速度来延缓浆体的凝结,随着硼砂(B)掺量的变化,不同因素起主导作用。

磷酸镁水泥基材料复合减水剂的应用研究

在研究适用于普通硅酸盐水泥的减水剂对磷酸镁水泥(MPC)基材料流动性影响的基础上,根据MPC基材料的水化特点,采用复合方法配制减水剂,研究了复合减水剂对MPC基材料流动性、凝结时间、强度、水化产物及结构的影响.结果表明,适合于普通硅酸盐水泥的减水剂,对MPC砂浆流动性没有明显改善作用;复合减水剂对MPC基材料流动性及强度均有明显改善作用,而且还能提高MPC水化产物生成量和水化产物密实度.

玻璃纤维增强磷酸镁水泥复合材料的耐久性

试验研究了玻璃纤维织物对磷酸镁水泥(MPC)砂浆试件抗弯强度的影响以及加速老化条件下其抗弯强度的变化;测试了玻璃纤维原丝老化前后的拉伸断裂荷载和不同老化龄期MPC硬化体的pH值;观察分析了玻璃纤维原丝老化前后的微观形貌.结果表明:磷酸镁水泥砂浆基体与涂胶玻璃纤维织物有较好的黏接力,两者复合可大幅度提高试件的抗弯强度;MPC基体对玻璃纤维无明显的腐蚀作用,可有效改善玻璃纤维增强复合材料的耐久性.

磷酸镁水泥耐水性的研究

研究了不同养护条件对磷酸镁水泥(MPC)力学、收缩性能的影响,以及不同原料配比对MPC耐水性的影响,并对不同养护条件下MPC水化产物的成分和微观结构进行了分析.结果表明:水养条件下MPC的28 d强度发生较大倒缩,耐水性较差;原料配比对MPC耐水性的影响较大,磷酸盐含量对MPC耐水性影响显著.MPC耐水性差的主要原因是水养条件下基体中少量未反应的磷酸盐溶出,改变了水溶液的pH值环境,导致主要水化产物MgKPO4.6H2O在酸性环境下水解,使体系孔隙率增大,强度倒缩.

海工磷酸镁水泥基材料的制备及性能研究

选用海砂、海水制备了海工磷酸镁水泥基材料,研究了该材料的贮存性能,早期强度特性及抗海水侵蚀性能。结果显示磷酸镁水泥有着良好的贮存性能,原材料按一定方式存放360d后,水泥强度降低不超过5%,原材料存放1000d后,水泥强度降低不超过10%;所制备的海工磷酸镁水泥基材料,2h的抗压强度均达到28MPa以上,1d抗压强度已达52MPa以上,凝结时间在25min以内;所制备的海工磷酸镁水泥胶砂抗海水侵蚀性能良好。

Na_2HPO_4·12H_2O对磷酸镁水泥水化硬化特性的影响

研究了适量掺加Na_2HPO_4·12H_2O对新型磷酸镁水泥(MKPC)浆体水化硬化过程中的-pH值、体系温度、凝结时间、流动性以及强度发展等的影响.结果表明:Na_2HPO_4·12H_2O在MKPC浆体中的溶解和相变过程吸收了大量热量,从而降低了MKPC浆体的初始温度,延缓了浆体的温度上升速度,提高了MKPC浆体的pH值;上述因素导致MKPC浆体中KH_2PO_4和MgO的溶解度以及离子溶出速度降低,从而有效地控制了MKPC浆体的凝结时间和早期水化反应速度,改善了MKPC浆体的流动性;Na_2HPO_4·12H_2O还参与了系统的水化反应,使MKPC硬化体后期强度稳定增长.

粉煤灰和矿粉对磷酸镁水泥性能的影响

磷酸镁水泥(magnesium phosphate cement,MPC)是一种新型气硬性胶凝材料,在其中掺入矿物掺合料可改善其性能。本文采用高纯度死烧Mg O、磷酸二氢铵及硼砂配制了磷酸镁水泥,掺入一定量粉煤灰或矿粉,研究了这两种矿物掺合料对磷酸镁水泥凝结时间、力学性能及耐水性能的影响。结果表明:随着粉煤灰和矿粉掺量的增加,MPC凝结时间缩短;砂浆试件抗压强度呈先升高后降低趋势,当掺量为10%时,抗压强度最高,同等掺量的矿粉对MPC早期和后期强度的贡献均优于粉煤灰的贡献;粉煤灰的掺入提高了MPC的耐水性,而矿粉的掺入却有降低MPC的耐水性的趋势;XRD测试表明,不掺掺合料、掺粉煤灰、掺矿粉的MPC的主要反应产物均为Mg NH4PO4·6H2O和一些非晶相,掺矿粉的MPC试件浸水28 d后,表面浸出物主要为Mg NH4PO4·6H2O。

磷酸镁水泥抗氯离子侵蚀性能研究

对由磷酸镁水泥(magnesia-phosphate cement,MPC)为胶结材料制备的砂浆长期浸泡在饱和氯化钠溶液和海水中(180 d)的氯离子渗透情况进行了研究.通过试验测试了沿试件表面至不同深度的氯离子分布浓度,分析了氯离子在MPC砂浆中的渗透情况和分布规律,并对其渗透性能进行了评价.结果表明:氯离子渗透深度x与渗透时间t之间的关系可以用幂函数x=atb(a>0,b>0)来描述;掺加粉煤灰的MPC砂浆其抗氯离子渗透性能比未掺粉煤灰的MPC砂浆好;氯离子渗透性能评价结果显示MPC砂浆的抗渗性能好于普通水泥砂浆.

粉煤灰对磷酸盐水泥耐水性能的影响

通过掺加粉煤灰改善磷酸盐水泥的耐水性能,同时研究了粉煤灰对磷酸盐水泥工作性能、体积稳定性和粘结强度的影响。结果表明,粉煤灰掺量达到30%时,耐水性增强,水养条件下抗压强度和抗折强度提高近40%;粉煤灰掺量为10%时,流动度提高近20%;粉煤灰掺量为20%时,粘结强度达到最大。随着粉煤灰掺量的增大,膨胀率降低,体积稳定性提高。