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磷酸镁水泥是一种化学结合陶瓷属性的新型胶凝材料，其中钾基磷酸镁水泥是近年来修补材料领域研究的热点。磷酸镁水泥具有早强、快硬、粘结性好、环境适应性好等特点，可应用于道路、桥梁、机场、厂房等土建结构的快速修补工程与有害物质的固化。然而磷酸镁水泥使用中也存在一些不足，如其凝结快且不宜调控，致使材料施工性能差;在潮湿或水养环境下，水泥强度会发生倒缩等。本文对磷酸镁水泥的基本性能、水化产物、水化机理进行研究，探索了新型缓凝剂对磷酸镁水泥性能的影响，并着重研究了磷酸镁水泥在低温养护条件下的性能及低温对磷酸镁水泥的破坏机理，并研究粉煤灰对磷酸镁水泥抗冻性能的改善作用及机理。 本文对原料配比、用水量、缓凝剂、掺合料种类与掺量等因素对磷酸镁水泥凝结时间和力学性能的影响进行研究。综合考虑胶凝材料的使用性能与成本，认为磷酸镁水泥的最佳配比M∶P摩尔比8∶1。在此比例下，掺合料掺量为20％时，磷酸镁水泥的性能最佳。使用X射线衍射分析(XRD)、差示扫描量热法(DTA)，能谱(EDS)等分析方法对磷酸镁水泥的水化产物进行分析，使用扫描电镜(SEM)对其微观形貌观察，使用压汞分析(MIP)对孔结构分析。结果表明，磷酸镁水泥的主要水化产物为MgKPO4·6H2O(MKP)。粉煤灰的添加对其水化有一定促进作用，对其微观形貌与孔结构都有改善作用。pH调节剂对反应速度的控制是通过改变水化浆体的pH值，抑制氧化镁的溶解来控制的，其凝结时间可达25min。水养条件下，磷酸镁水泥中的水化产物和未反应物的溶出是其强度下降的主要原因，粉煤灰的加入能提高其耐水性能，且当添加量为20％时，其性能达到最佳。低温养护条件下磷酸镁水泥早期的强度有较为明显的降低，但从其强度发展来看，其后期强度与常温养护下相比降低不大。可以看出低温养护使磷酸镁水泥的的水化速度明显降低，但XRD分析结果显示其水化反应的主要水化产物没有改变，仍为MKP。低温下粉煤灰的掺加对MPC的凝结时间、体积稳定性、强度有一定影响:随着粉煤灰含量的增加，凝结时间相对延长;当粉煤灰掺量为20％左右时，磷酸镁水泥的强度最大且体积稳定性最好。低温下磷酸镁水泥内部孔洞的水结冰对其内部结构也有一定的破坏，使MPC浆体的结构疏松且多孔。粉煤灰的添加对磷酸镁水泥在低温条件下性能的提升有较大的作用。通过对粉煤灰侵蚀表面的EDS分析，可以看出其与MPC浆体已发生反应并有凝胶物质形成。低温下粉煤灰对MPC主要作用为火山灰效应以及颗粒填充效应和微集料效应，使MPC浆体的结构趋于致密，降低了孔隙率，使可发生冰冻破坏的有害孔洞与裂纹减少，提高了低温养护下MPC的使用性能。