粉煤灰改性磷酸镁水泥耐久性能的试验研究.pdf

粉煤灰综合利用F L YA S HC o N R E H E N S EU T I L I Z A T I O N2 0 1 7N O 3粉煤灰改性磷酸镁水泥耐久性能的试验研究E x p e r i m e n t a lS t u d yo nD u r a b i I i t yo fF l yA s hM o d i f i e dM a g n e s i u mP h o s p h a t eC e m e n t曾翠云1，万德刚1，董峰亮1，陈兵2(1 派丽德高(上海)建材有限公司，上海2 0 0 4 3 6；2 上海交通大学土木工程系，上海2 0 0 2 4 0)摘要：以粉煤灰作为改性材料取代部分镁砂改性M P C 砂浆，研究了不同粉煤灰掺量对改性M P C 砂浆抗压强度、耐水性能、耐腐蚀性能的影响，并通过S E M 考察了粉煤灰对砂浆微观结构的影响。结果表明：粉煤灰能大幅提高M P C 砂浆的中后期抗压强度，存在一个最佳掺量以1 0 一2 0 为宜；粉煤灰可显著改善M P C 砂浆的耐水性能、耐酸碱腐蚀性能，M P C+2 0 粉媒灰砂浆的6 0 d 强度保留系数(W n)及耐腐蚀系数(K n)均接近0 8；I l I P C 砂浆自身即具有较好的耐盐性能，粉煤灰对其埘盐性影响较小；粉煤灰可以填充水化产物之间的孔隙，提高基体密实度，改善砂浆力学及耐久性能。关键词：磷酸镁水泥；粉煤灰；耐水性；耐腐蚀性中图分类号：T Q l 7 2，l+2文献标识码：A文章编号：1 0 0 5 8 2 4 9(2 0 1 7)0 3 0 0 2 7 0 5作为一种混凝土结构快速修补材料，磷酸镁水泥基材料(M a g n e s i u mP h o s p h a t eC e m e n tB a s e dM a t e r i a l s，M P C B M)已有较多应用。1。J。磷酸镁水泥由重烧氧化镁、可溶性磷酸盐、缓凝剂及其他外掺料按比例制成，水化反应为快速、放热的酸碱中和反应，因此，其具有早强、高强、与硅酸盐水泥基旧混凝土粘结强度高及耐磨性优良等诸多优点。6，7|。上世纪7 0 年代，磷酸镁水泥在国外研制成功，我国学者自9 0 年代中期开始关注，并在近年来针对磷酸镁水泥的水化反应机理、缓凝剂制备及凝结时间控制与力学性能开展了大量的研究工作8J。研究表明：(1)反应动力学特征同非硅酸盐陶瓷的合成过程类似，主要产物为M g K P O。6 H：O 或M g N H。P O。6 H：O，硬化浆体中还有一定量的M g O未参与反应1 6。；(2)单一硼砂、多聚磷酸钠或二者复合可有效延长磷酸镁水泥的凝结时间9 1 0。；(3)力学性能的提高可通过调节氧化镁与磷酸盐配比、复合缓凝剂用量、改善氧化镁品质或掺入活性矿物第一作者：曾翠云，女。1 9 8 6 年)。博士学历，派丽德高 上海)建材有限公司研发中心化学师E m a i l：c u i y u n z e n g d a v c o c n。收稿日期：2 0 1 7 0 2 2 1等措施来实现i3,6,t 1,1 2 j。但需注意的是，关于磷酸镁水泥的耐水性能、耐酸碱性能、耐盐性及抗冻融性能等耐久性能并未有全面的研究，而已有的研究发现，磷酸镁水泥的耐久性并不十分优秀3。1 5J。主要表现为，磷酸镁水泥在浸水、酸碱盐溶液及冻融循环后出现力学性能衰退现象。本文在前期的研究基础上，利用粉煤灰改性磷酸镁水泥，测试了粉煤灰改性磷酸镁水泥的抗压强度，探讨了粉煤灰对磷酸镁水泥耐水性能、耐酸碱性能、及耐盐性的影响，基于微观结构分析，考察了粉煤灰对磷酸镁水泥的影响机理。1 试验1 1 试验材料采用过烧镁砂(M g O)与磷酸二氢铵(N H。H 2 P 0 4)按一定比例制备磷酸镁水泥(M P Co 镁砂由上海某贸易公司提供，经高温炉1 5 0 0 煅烧破碎磨细而成，其中，M g O 纯度8 9，化学组成如表1 所示。试验用工业级磷酸二氢铵的纯度为9 8，白色晶体粉末。粉煤灰选用上海吴泾发电厂提供的I I 级粉煤灰，灰黑色粉末，化学组成如表1 所示。缓凝剂为实验室自制，由工业级硼砂与三聚磷酸钠按质量比2 7 2 0 1 7N O 3粉煤灰综合利用F L YA S HC o M 吧R E H E N S I、刀EU T I U Z A T I O N1：1 复配而成，掺量为M g O 的8 5。试验用砂为经5 m m 筛筛分过的普通河砂，细度模数为2 8。表1过烧镁砂与粉煤灰的主要化学组成原材料S i 0 2C a OA 1 2 0 3F e 2 0 3M g ON a 2 0K 2 0S 0 3 烧失量镁砂4 9 l1 4 42 3 51 1 68 9 5 1 一一粉煤灰5 4 9 08 7 0