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磷酸镁水泥能用于结构部位吗

发布时间:2023-06-22 18:02:58

磷酸镁水泥(MPC)属于特种胶凝材料,也被称为化学结合陶瓷,具有凝结速度快、早期强度高、体积收缩率低、耐磨性好、可在低温条件下施工等优点,在路面裂缝修补、固废重金属、生物材料领域等方面有着广泛的应用价值。

水泥

磷酸镁水泥能用于结构部位吗

矿物掺合料相对于MPC的原料来说,容易获得、价格低廉。许多研究表明矿物掺合料对MPC的性能有一定程度的改善作用。因此利用矿物掺合料取代部分原料制备MPC已经成为趋势,目前常见的矿物掺合料主要有氧化铝、硅灰、偏高岭土、粉煤灰、矿渣、钢渣等。

1、氧化铝

氧化铝(Al2O3)是世界上含量最多的金属氧化物之一,可以部分或者全部取代MgO形成磷酸盐水泥,但在常温下Al2O3和磷酸盐很难形成磷酸盐水泥,因为Al2O3在水中的溶解度较低。所以用Al2O替代部分MgO制成的MPC应用的更为广泛。

2、硅灰

硅灰(SF)也叫微硅粉或二氧化硅超细粉,一般情况下统称硅灰。SF是在冶炼硅铁合金和工业硅时产生的SiO2和Si气体与空气中的O2迅速氧化并冷凝而形成的一种超细硅质粉体材料,平均粒径约为0.1μm,其主要化学组成成分为无定形的SiO2。

有研究表明SF的微集料物理填充效应有利于MPC砂浆在水化硬化早期密实结构的形成。然而,随着龄期的发展,水化产物的生成使MPC砂浆基体变得密实,硅灰的微集料物理填充效应逐渐淡化,因而SF对MPC砂浆后期抗压、抗折强度的改善效果降低。

3、偏高岭土

偏高岭土(MK)是以高岭土(Al2O3·2SiO2·2H2O)为原料,在适当温度下经脱水形成的无水硅酸铝(Al2O3·2SiO2)。由于偏高岭土的分子排列是不规则的,呈现热力学介稳状态,在适当激发下具有胶凝性。同时MK的活性高,因此成为一种常见的水泥掺合料。

一定范围内,MPC的抗压强度与MK掺量成正比例关系。一方面是因为所使用的MK颗粒粒径比水泥颗粒粒径小1个数量级左右,其填充于水泥间隙,增强结构致密度。另一方面,MgO与磷酸盐发生酸碱反应时放出反应热激发MK中的活性Al2O3成分,与磷酸盐反应生成磷酸铝盐胶凝物质,具有填充水泥间隙的效应,同时又改善微观结构,提高水泥的密实度,有利于提高水泥强度和耐久性能。但是过量的MK会削弱强化作用。

磷酸镁水泥能用于结构部位吗

4、粉煤灰

粉煤灰(FA)是煤炭燃烧过程中产生的粉体废弃物,其主要矿物组成是玻璃体,其主要化学成分是SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO等。

在MPC中加入FA可以延长其凝结时间,改善工作性。其一是由于缓凝剂主要与MgO颗粒发生络合反应,吸附在MgO颗粒表面,阻碍MgO与磷酸盐发生反应,而FA取代部分MgO后,MgO总量降低,缓凝剂相对含量变多,水化热会有所降低,从而延长凝结时间。其二是由于FA本身可以吸收PO43-,阻止K-Struvite的生成,从而减缓MPC的凝结速度。此外,在新拌的MPC浆体过程中,由于FA中的细玻璃体颗粒具有一定的润滑作用,所以可以提高MPC的流动性。

1979-1983年东南大学混凝土与制品专业学习,获工学学士学位

1985-1988年重庆建筑大学建筑材料专业学习,获工学硕士学位

1989-1992年同济大学无机非金属材料专业学习,获工学博士学位

1993年5月被破格晋升为副教授

1995年6月被破格晋升为教授

1997年12月被批准为材料学博士导师

磷酸镁水泥能用于结构部位吗

1999-2000年美国宾州大学做访问教授

2003年被批准为环境工程博士导师

2008-2009年英国剑桥大学做访问教授

历任《重庆建筑大学学报》《中国科学》《科学通报》《建筑材料学报》《粉煤灰综合利用》《混凝土与水泥制品》《重庆大学学报》《混凝土》《THE OPEN ConSTRUCTION AND BUILDING TECHNOLOGY JOURNAL》《重庆大学学报》《三峡环境与生态》《土木建筑与环境工程》等杂志的特邀编辑或编委

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