磷酸钾镁水泥的制备和力学性能研究.docx
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1、磷酸钾镁水泥的制备和力学性能研究丘建宏(福州大学土木工程学院,福建福州350108)摘要:磷酸钾镁水泥(MKPC)是一种新型的快硬早强胶凝材料,可以作为修补材料应用于工程修补中。 通过正交试验,研究了酸碱组分比例(P/M)、硼砂掺量(B/M)及水灰比对抗压强度的影响。研究结果表 明,随着P/M的减小,抗压强度呈先增大后减小的趋势,当P/M为1/3时抗压强度最高;随着B/M的增 加,抗压强度反而降低;随着水灰比的增加,抗压强度逐渐降低。关键字:磷酸钾镁水泥、抗压强度、影响因素中图分类号:TQ177.5The Preparation and mechanical properties of Mag
2、nesium-potassium Phosphate CementQIU Jian-hong(College of Civil Engineering, Fuzhou University. Fuzhou. Fujian 350108, China)Abstract: Magnesium-potassium Phosphate Cement is a new high early strength cementitious material, which can be used as repairing materials in engineering. Influences of ratio
3、 of acid to base(PM), content change of borax(BM) and ratio of water to binder on the compressive strength were investigated through orthogonal test. The results show that, with the decrease of P/M, Compressive strength shows a trend of first increase and then decrease. When the P/M for a third time
4、, the compressive strength is the highest; With the increase of B/M, the compressive strength decreases; With the increase of Water-cement ratio, the compressive strength decreases gradually.Keywords: Magnesium-potassium Phosphate Cement; compressive strength; Influence factors1前言传统的磷酸镁水泥(MPC)是由氧化镁、
5、磷酸二氢氨反应而得到,具有高早强、黏结力强、体积稳定 性好、抗冻融和盐冻、耐磨和护筋性好、环境温度适应性强、与纤维的相容性好等一系列优点,但其在成 型和水化反应时会释放出气味难闻的氨气,易造成使用设备的损坏,从环保角度考虑应该选择更合适的磷 酸盐代替磷酸二氢钺。WaSh首先以KH2PO4替代NH4H2PO4成功开发出性能更为优越的磷酸钾镁水泥,克 服了磷酸筱镁水泥在制备过程中释放氨气的缺点,并将其用作固核固废材料。磷酸钾镁水泥(MKPC)是由氧化镁粉、磷酸二氢钾、缓凝剂按一定比例配制而成,其水化反应实质 上是一个以酸碱中和反应为基础的放热反应。氧化镁粉是由菱镁矿(MgCo3)经锻烧而成,磷酸二
6、氢钾主要 为水化反应提供酸性环境和磷酸根离子。为使磷酸钾镁水泥具有充分的施工操作时间,缓凝剂也是必不可 少的组分,硼砂是目前使用最多的缓凝剂网。目前,针对MKPC的制备研究大致是从以下几方面着手:酸碱组分比例(P/M),硼砂掺量(B/M),水 灰比等,本文从MKPC的配比出发,通过正交试验研究了P/M、B/M和水灰比对抗压强度的影响,并探讨其 影响机理。2试验方案2.1原材料氧化镁粉(MgO,缩写成M):由辽宁省海城市群利矿业有限公司生产,颜色为棕黄色,并经过高温 炉900的条件下燃烧l.5h而成,其化学成分见表Io表1 MgO的化学成分/(%)Table 1 Chemicalcomponen
7、tofMgO (%)MgOSiO2CaOAl2O3Fe2O3loss90.334.242.380.721.410.94磷酸二氢钾(KH2PO,缩写成P):工业级,KH2PO4含量298%,由福州台江区品杰实验仪器有限 公司提供。硼砂(Na2B4O7 10比0,缩写成B):工业级,Na2BQ7IOHzO含量295%,由辽宁省大石桥市兴 鹏复合配有限公司生产。2.2 试验方法2.2.1 凝结时间采用维卡仪测定MKPC的凝结时间,由于MKPC凝结速度太快,搅拌时间要控制在3分钟之内,初始阶 段每隔30秒钟测一次,临近初凝时每隔15秒钟测一次。考虑到MKPC水泥的初、终凝时间间隔很短,试验 中主要测定
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