【摘 要】
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磷酸镁水泥通常由酸式磷酸盐、重烧氧化镁、缓凝剂以及改性组分组成,具有早期强度发展迅速、体积稳定性好和粘结强度高等优异性能,在高速公路、机场跑道、市政主干道等对时间有严格要求的快速修补工程中有着广泛的应用,在军事工程的抢修抢建方面更是作为首选材料。然而,伴随磷酸镁水泥研究和应用的广泛,磷酸镁水泥基材料的耐水性越来越受到大家的关注,研究者发现磷酸镁水泥基材料在水中或者潮湿条件下养护时,强度会随着龄期的
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磷酸镁水泥通常由酸式磷酸盐、重烧氧化镁、缓凝剂以及改性组分组成,具有早期强度发展迅速、体积稳定性好和粘结强度高等优异性能,在高速公路、机场跑道、市政主干道等对时间有严格要求的快速修补工程中有着广泛的应用,在军事工程的抢修抢建方面更是作为首选材料。然而,伴随磷酸镁水泥研究和应用的广泛,磷酸镁水泥基材料的耐水性越来越受到大家的关注,研究者发现磷酸镁水泥基材料在水中或者潮湿条件下养护时,强度会随着龄期的增加发生倒缩,认为磷酸镁水泥基材料的水稳定性较差。但也有研究发现,磷酸镁水泥基材料在水中养护时,其强度尽管低于干燥空气养护,但仍能保持强度增长或保持稳定。磷酸镁水泥基材料是否能长期服役于水环境并保持性能稳定,对其应用领域和范围有着重要的影响,是亟需明确和解决的问题。文章对磷酸镁水泥基材料的水稳定性表现进行了研究,以减少材料中未反应的磷酸盐,提高水化体系早期反应程度为目的,探究影响磷酸镁水泥基材料的水稳定性的影响因素。首先,明确了磷酸镁水泥基材料水稳定性的概念,磷酸镁水泥基材料的水稳定性是指材料在水环境下保持性能稳定或发展的能力,应以材料在水中的强度发展为主要指标评价材料在水中的性能稳定性,辅以强度保留率评价材料在空气和水中养护下的性能差距。其次,对市售的磷酸镁水泥产品进行试验发现,在淡水和海水中养护的试件均能保持强度的稳定发展,180d龄期时强度保留率分别为95.13%和102.26%,说明磷酸镁水泥基材料本身不存在水中稳定性差的问题。进而使用产品原材料,从原材料和配合比两个方面探究磷酸镁水泥基材料水稳定性的影响因素,其中磷镁比、水胶比、磷酸盐种类和磷酸盐品质对磷酸镁水泥基材料水稳定性的影响较为显著。当P/M=1/3,试件在空养和水养条件下的强度最高,强度保留率在180d龄期内均保持在90%以上。水胶比的选择需考虑水化体系的理论需水量(W/ADP=0.782,W/KDP=0.661)和浆体的工作性能,水胶比过高或过低均不利于磷酸镁水泥基材料的水下性能发展。硼砂掺量对水稳定性的影响较小。磷酸铵镁水泥体系的水稳定性优于磷酸钾镁水泥体系,使用高品质的磷酸盐制备的磷酸镁水泥的水稳定性表现更佳。最后,探究磷酸镁水泥在施工过程中的浆体搅拌时间和硬化成型后的空气预养护时间对磷酸镁水泥基材料的水稳定性的影响。结果表明,实际工程中,为进一步提升磷酸镁水泥基材料在水环境下性能的稳定性和发展速度,可在3~6min的范围内可适当延长浆体搅拌时间,应尽量延长材料硬化后在空气中的预养护时间。
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