磷酸鎂水泥基材料粘結(jié)性能研究.pdf

1、混凝土結(jié)構(gòu)在受到外界各種因素的作用下會發(fā)生不同程度的破壞，因此有必要對受損的結(jié)構(gòu)進(jìn)行修補(bǔ)。磷酸鹽水泥材料一般是由高溫?zé)Y(jié)的金屬氧化物與可溶性磷酸鹽（MH2PO4，M=NH4或K）以及外加緩凝劑按一定比例配制得來，主要膠凝水化產(chǎn)物為磷酸鹽水化物，是一種新型的無機(jī)膠凝材料。該材料具有凝結(jié)時(shí)間短，早期強(qiáng)度高，體積變形小以及耐久性好等特點(diǎn)，這些性質(zhì)使其在作為硅酸鹽水泥修補(bǔ)材料方面具有廣闊的應(yīng)用前景。本文研究了以重?zé)趸V（MgO）和磷酸二氫鉀（

2、KH2PO4）以及復(fù)合緩凝劑配制的新型磷酸鎂水泥。主要工作及成果如下。
　　研究了新型磷酸鎂水泥的水化特性，實(shí)驗(yàn)表明該體系的pH值相對硅酸鹽水泥要低，大約在6~10之間，其水化反應(yīng)速率較快，水化過程中放出大量的熱，使之在低溫下也能實(shí)現(xiàn)凝結(jié)硬化。摻入復(fù)合緩凝劑后的磷酸鎂水泥的放熱溫度峰由一個(gè)分散為兩個(gè)，抑制了水化反應(yīng)的速率和放熱量，延長了凝結(jié)時(shí)間。
　　對不同礦物摻合料對于磷酸鎂水泥的性能影響進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明摻合料的摻入能一

3、定程度上提高水泥漿體的流動性，摻入粉煤灰能適當(dāng)延長其凝結(jié)時(shí)間，但早期強(qiáng)度下降，后期強(qiáng)度有一定提高。而礦粉和水泥的摻入則縮短了硬化時(shí)間，增加了磷酸鎂水泥的早期強(qiáng)度，其中礦粉對于試件強(qiáng)度的提高最為顯著。養(yǎng)護(hù)環(huán)境中的溫度和濕度對磷酸鎂水泥的強(qiáng)度發(fā)展也有重要影響，實(shí)驗(yàn)表明，高溫養(yǎng)護(hù)能適當(dāng)提高磷酸鎂水泥的早期強(qiáng)度，但對后期強(qiáng)度發(fā)展不利。低溫下的試件仍能表現(xiàn)出早強(qiáng)性能，而浸水養(yǎng)護(hù)則因磷酸鎂水泥耐水性不佳使得試件的強(qiáng)度發(fā)生倒縮。
　　通過研究不

4、同膠砂比以及細(xì)骨料種類對磷酸鎂水泥砂漿工作性和強(qiáng)度的性能的影響，并對界面過渡區(qū)進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)分析，發(fā)現(xiàn)存在適宜的膠砂比，即1:1的膠砂比使得砂漿的強(qiáng)度較高并滿足和易性要求。采用機(jī)制卵石作為磷酸鎂水泥砂漿細(xì)骨料時(shí)，其試件的強(qiáng)度最高。
　　磷酸鹽水泥基修補(bǔ)材料與硅酸鹽水泥性能匹配，文章研究分析了修補(bǔ)材料和基體的強(qiáng)度等級、界面的處理方式和潮濕狀況以及養(yǎng)護(hù)條件等多種因素對于兩者之間粘結(jié)性能的影響，從物理和化學(xué)方面分析了磷酸鹽水泥基材料擁有較

5、高粘結(jié)性能的原因，即較好的體積穩(wěn)定性和與基體之間發(fā)生水化反應(yīng)的化學(xué)活性。
　　研究了鋼纖維對于磷酸鹽水泥的增強(qiáng)增韌作用，考察了單根不同外形的鋼纖維與磷酸鹽水泥基材料的粘結(jié)性能，并研究了摻入石灰石粉和礦粉等礦物摻合料能提高鋼纖維與基體之間的粘結(jié)性能充分發(fā)揮其形態(tài)效應(yīng)和微集料效應(yīng)，對其界面性能的改善作用。通過荷載-位移曲線分析，改變鋼纖維的外形對粘結(jié)性能的影響非常顯著，異形鋼纖維由于其錨固作用能極大地提高與基體間的粘結(jié)強(qiáng)度，拔出過程中