硼砂对磷酸镁水泥抗压强度的影响研究
来源: http://www.cqglhg.com   发布时间: 2019-08-14 14:37   742 次浏览   大小:  16px  14px  12px


  研究了磷酸二氢钾与重烧氧化镁的质量比(P/M)、水胶比对磷酸镁水泥(MPC)硬化性能的影响,并探讨了硼砂对磷酸镁水泥性能的影响。测试了磷酸镁水泥的抗压强度,并利用XRD和SEM分析了磷酸镁水泥的水化产物的物相组成和微观形貌。结

  研究了磷酸二氢钾与重烧氧化镁的质量比(P/M)、水胶比对磷酸镁水泥(MPC)硬化性能的影响,并探讨了硼砂对磷酸镁水泥性能的影响。测试了磷酸镁水泥的抗压强度,并利用XRD和SEM分析了磷酸镁水泥的水化产物的物相组成和微观形貌。结果表明,磷酸镁水泥的抗压强度随P/M质量比的增加先增大后减小,当P/M=1∶3时达到最大值,此时产生的水化产物为结晶度很好的板状晶体;随着水胶比的增大,磷酸镁水泥的抗压强度先增大后减小,当其在0.12~0.14时达到最大值;随着硼砂掺量的增加,磷酸镁水泥各龄期的抗压强度先增大后减小,且随着龄期的增长抗压强度逐渐增大;加入硼砂后,磷酸镁水泥晶体呈现出裂纹和缺陷。

重庆硼砂
  磷酸镁水泥(MPC)是由重烧氧化镁粉,可溶性的酸性磷酸盐,缓凝剂和水按一定比列混合,通过酸碱化学反应及物理作用生成的以磷酸盐为粘结相的具有高度结晶结构的材料。它兼具水泥和陶瓷材料的性能,具有快速凝结,早期强度高,以及优良的粘结性,抗冻性和耐磨性能等特点,特别适应于机场跑道,桥梁和军事工程的紧急抢修。但由于在施工过程中对磷酸镁水泥的凝结时间有较高要求,所以通过在实际应用方面加入缓凝剂来推迟水泥的凝结时间。
  P/M质量比对磷酸镁水泥性能的影响
  1 P/M质量比对抗压强度的影响
  将磷酸二氢钾与氧化镁质量比确定为1∶1、1∶2、1∶3、1∶4和1∶5,水胶比为0.22,将粉料混合均匀后倒入搅拌容器内,搅拌30 s,缓慢加水,再搅拌150 s,快速倒入40 mm×40 mm×40 mm的六联模具中,置于空气中自然养护1 h后脱模,继续养护到相应龄期,分别测定3 h、1 d和7 d的抗压强度。

重庆硼砂
  随着P/M质量比的增大,磷酸镁水泥的抗压强度先增大后减小。当P/M质量比为1∶3时,磷酸镁水泥的抗压强度最高。
  产生上述现象的主要原因是,P/M主要影响磷酸镁水泥浆体中水化产物的含量。一般认为,磷酸镁水泥的水化产物为MgNH4PO4·6H2O,按此配比时P/M为1∶0.3。由此可知,在水泥浆体中有大量的氧化镁未参与反应而充当骨架起支撑作用。磷酸二氢氨质量一定时,生成的水化产物一定,如果氧化镁含量过高泽水化产物难以胶结而使强度降低。因此P/M大于1∶3时强度降低[10]。
  2 P/M质量比对矿相及微观结构的影响
 的磷酸镁水泥试样,分别进行微观测试。
  突出明显的峰是氧化镁的衍射峰,但水化产物衍射峰不明显。随着P/M减小,氧化镁含量逐渐增加,其衍射峰也逐渐加强,水化产物衍射峰逐渐减弱。
 P/M=1∶3的磷酸镁水泥电镜图片,从图可以看出有大量短柱状晶体产生,这说明其在常温条件下会促使磷酸镁水泥生成稳定的磷酸镁化合物,保证镁质材料具有优良特性,且晶体结晶相发育比较完全且堆积紧密。图3b是P/M=1∶2的磷酸镁水泥电镜图片,从图中可以看出晶体有大量空隙,因此强度较低。

重庆硼砂
  3.2 水胶比对磷酸镁水泥性能的影响
  重庆硼砂依据上述实验,将磷酸二氢钾与氧化镁质量比确定为1∶3,水胶比为0.10、0.12、0.14、0.16。分别测定3 h、1 d和3 d的抗压强度,结果如图4所示。
  随着水胶比的增加,磷酸镁水泥的抗压强度大体上呈现出先增大后减小的趋势,当水胶比在0.12~0.14之间时达到最大值。水胶比对磷酸镁水泥石早期强度影响不大,对后期强度影响较明显。水胶比为0.10时,3 h的抗压强度约为23 MPa,在水化1 d时,水胶比为0.12时的抗压强最高32 MPa,3 d的抗压强度值最高,为30 MPa。
  3.3 硼砂掺量对磷酸镁水泥性能的影响
  3.3.1 硼砂掺量对磷酸镁水泥抗压强度的影响
  依据上述实验,将磷酸二氢钾与氧化镁质量比确定为1∶3,硼砂加入量分别为氧化镁质量的7%、9%、11%和13%,水胶比为0.12,分别测定3 h、1 d、3 d、7 d的抗压强度,结果如图5所示。
  由图5可知,随着硼砂掺量的增加,磷酸镁水泥的抗压强度呈现出先增大后减小的趋势,当其掺量为11%时抗压强度达到最大值,当硼砂掺量大于11%时,磷酸镁水泥的抗压强度急剧降低;随着龄期的延长,硬化体抗压强度逐渐增大。