【摘 要】
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磷酸镁水泥（Magnesium Phosphate Cement,MPC）是磷酸二氢钾和重烧氧化镁按照一定比例配制而成,与水混合后发生酸碱中和反应,生成以鸟粪石（Mg KPO4·6H2O）为主要产物的无机胶凝材料。磷酸镁水泥因其具有许多独特的性能近年来受到极大关注。磷酸镁水泥最显著特点是其早期强度发展快、后期强度高、与水泥混凝土粘结性能优异、收缩小、养护简单、水化产物不被侵蚀等优点,因此被广泛应用
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磷酸镁水泥（Magnesium Phosphate Cement,MPC）是磷酸二氢钾和重烧氧化镁按照一定比例配制而成,与水混合后发生酸碱中和反应,生成以鸟粪石（Mg KPO4·6H2O）为主要产物的无机胶凝材料。磷酸镁水泥因其具有许多独特的性能近年来受到极大关注。磷酸镁水泥最显著特点是其早期强度发展快、后期强度高、与水泥混凝土粘结性能优异、收缩小、养护简单、水化产物不被侵蚀等优点,因此被广泛应用和研究。然而,磷酸镁水泥因反应速率太快,以及反应过程中放出大量的热量而不利于施工。希望通过对磷酸镁水泥凝结硬化进行调控,探究不同配比对磷酸镁水泥水化硬化及放热的规律。同时,现有的磷酸镁水泥缓凝剂不能很好的调节凝结时间和强度之间的关系。所以解决磷酸镁水泥应用的关键是找到一种既能改善其工作性能又对其强度影响不大的缓凝剂。另外,目前对磷酸镁水泥的缓凝机理分析还不明确,在研究过程中对缓凝剂在磷酸镁水泥中的作用机理进行了探讨。本文研究不同配比对磷酸镁水泥力学性能和工作性能的影响,然后通过水化动力学研究其不同水化阶段,探究其规律,然后结合水化热、离子浓度、固相组成以及微观结构分析等对硼酸和三乙醇胺的缓凝机理进行分析,最后对新型缓凝剂进行水泥砂浆的应用及验证。主要研究成果如下:（1）磷酸镁水泥的凝结时间和流动度随着水灰比的增加而增加,各龄期强度随着水灰比得到增加而减小。磷酸镁水泥的凝结时间和流动度随着M/P的增加先增加后减小,各龄期强度随着M/P的增加先增大后减小,最佳M/P为3。磷酸镁水泥的流动度和凝结时间随着硼酸掺量的增加而增加,强度随着硼酸掺量的增加而减小,最佳硼酸掺量为2%。（2）磷酸镁水泥水化热有两个放热峰,水灰比增加,两个峰的峰值降低,且第二个峰出现的时间延迟。随着M/P的减小,第一个水化热峰值出现时间会延长,峰值增大。但对于水化热的第二个峰,随着M/P的增大,水化热峰值出现的时间会延长,但水化热的峰值会出现小幅度的降低。随着硼酸的加入,水化热两个峰的峰值下降且出现的时间延迟。（3）对磷酸镁水泥进行水化动力学分析,测得各水化反应阶段反应阻力常数N和反应速率K。计算得出:随着水化进行,反应阻力常数N呈上升趋势,反应速率K呈下降趋势。在水泥水化的第Ⅱ阶段,随着硼酸掺量的增加,水化阻力常数N减小,反应速率K下降,表明硼酸的加入抑制了氧化镁的溶解。硼酸的加入极大程度抑制了第Ⅲ阶段的水化,抑制了Mg（H2O）62+的生成。（4）TEOA的加入会抑制氧化镁和磷酸二氢钾的溶解,抑制磷酸镁水泥水化产物的生成,改变了磷酸镁水泥水化产物的形貌,阻碍了水化产物晶体的长大,随着TEOA的加入,产物晶体尺寸变小,结构致密性下降。研究发现,三乙醇胺的加入可以极大地改善磷酸镁水泥的工作性能且不会造成水泥强度的下降。
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