磷酸镁水泥组分对凝结时间影响的研究及机理分析

发布时间：2017-06-09 13:14

  本文关键词：磷酸镁水泥组分对凝结时间影响的研究及机理分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：磷酸镁水泥作为一种新型的预配制水泥,与传统硅酸盐水泥相比具有一系列的优点:早期强度高,凝结硬化快,优异的粘结性能和耐久性能,并且能耗低,属于低碳环保类建筑材料。但是,磷酸镁水泥自身也具有一些显著的缺陷:(1)凝结过快,(2)水化放热量大,导致其施工的可操作性能变差。目前关于MPC凝结时间的研究较多,但都没有能够达到完全可控的水平,同时,配制的水泥往往是凝结时间优异,但强度等性能较差,不能在实际工程应用中发挥其最大的优势。本课题首先从分析MPC的标准稠度用水量和凝结时间入手,研究各组分对标准稠度用水量和凝结时间的影响规律,建立组分掺量与凝结时间之间的数学关系式;之后在保证MPC具有良好的凝结时间以及高效的经济性的基础之上,选择粉煤灰的掺量固定为60%的不同M/P以及硼砂掺量的MPC进行净浆和砂浆强度性能测试以及微观XRD和SEM分析;针对不同组分掺量变化对水化放热性能的影响的研究,一方面可以有助于解释水化反应机理,另一方面也可以为有效控制水泥的放热性能提供理论依据。试验结果表明:(1)磷酸镁水泥的稠度对用水量非常敏感,选用机器搅拌可以使浆体更均匀,更具有科学性;(2)M/P和粉煤灰掺量的逐渐增大,会显著增大标准稠度用水量,而硼砂掺量的逐渐增大则会显著降低标准稠度用水量;(3)M/P的增大会显著缩短凝结时间,而当M/P达到6/1时,凝结时间反而会提高;硼砂和粉煤灰掺量的逐渐增大都可以显著延长凝结时间;(4)组分掺量与凝结时间存在显著的线性相关性,通过多元线性拟合得到了拟合度R2=0.951874的拟合方程,模型对样本拟合效果较好;(5)硼砂掺量固定不超过8%,净浆强度在M/P为4/1时最大,硼砂掺量大于8%,最大强度优势减弱;M/P固定不超过4/1时,随着硼砂掺量的增大,净浆强度在硼砂掺量为8%时取得最大,M/P超过4/1时,随着硼砂掺量的增大,净浆试样的强度逐渐降低。砂浆试样在M/P为4/1、硼砂掺量为8%时的抗压强度和抗折强度优势较明显,分别达到了50MPa左右和8.5MPa以上;(6)强度较大的试样3d时结晶相较多,整体性较好,达到7d时,增长不明显;强度较小的试样在3d时结晶相较少,结构松散,裂纹多,达到7d时结晶相开始大量增多,致密度有所提高;(7)随着M/P的逐渐增大,诱导期及其以后的各阶段将会提前;随着硼砂掺量的逐渐增大,诱导期及其以后的各阶段将会向后移;(8)MPC的反应机理主要是通过MgO和硼砂的相对含量大小起作用,MgO的量越大、硼砂的量越小,一次放热峰出现越早,峰值越大,并且二次放热峰的出现也会提前,峰值越大,甚至不会出现二次放热峰。
【关键词】：磷酸镁水泥 凝结时间 标准稠度用水量 抗压强度 抗折强度 水化放热 诱导期
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ172.1
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-21
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 国内外研究现状及存在的问题13-18
• 1.2.1 国内外研究现状13-17
• 1.2.2 存在的问题17-18
• 1.3 本课题的研究目的与意义18-21
• 1.3.1 研究目的18-19
• 1.3.2 研究内容和意义19-20
• 1.3.3 技术路线20-21
• 第2章 原材料与试验方法21-31
• 2.1 原材料21-25
• 2.1.1 重烧氧化镁21-22
• 2.1.2 磷酸二氢钾22
• 2.1.3 硼砂22-23
• 2.1.4 粉煤灰23-24
• 2.1.5 标准砂24-25
• 2.1.6 水25
• 2.2 配合比设计25-27
• 2.3 制备工艺27
• 2.4 试验方法27-31
• 2.4.1 标准稠度用水量和凝结时间的测定27-28
• 2.4.2 水化放热速率曲线和放热量测定28
• 2.4.3 净浆抗压强度测定28-29
• 2.4.4 砂浆抗压强度和抗折强度测定29
• 2.4.5 净浆XRD和SEM测试29-31
• 第3章 磷酸镁水泥凝结时间影响因素研究31-54
• 3.1 搅拌工艺的探索31-34
• 3.1.1 人工搅拌31-33
• 3.1.2 机器搅拌33-34
• 3.2 组分对凝结时间、标准稠度用水量影响规律34-47
• 3.2.1 M/P变化的影响35-39
• 3.2.2 硼砂掺量变化的影响39-43
• 3.2.3 粉煤灰掺量变化的影响43-47
• 3.3 凝结时间与各组分掺量的数学关系模型47-52
• 3.4 本章小结52-54
• 第4章 组分对磷酸镁水泥性能影响的研究54-76
• 4.1 净浆性能分析54-67
• 4.1.1 组分对抗压强度的影响54-63
• 4.1.2 XRD衍射分析63-64
• 4.1.3 扫描电镜分析64-67
• 4.2 砂浆性能分析67-74
• 4.2.1 M/P变化对磷酸镁水泥砂浆的抗压强度和抗折强度的影响67-71
• 4.2.2 硼砂掺量变化对磷酸镁水泥砂浆抗压强度和抗折强度的影响71-74
• 4.3 本章小结74-76
• 第5章 磷酸镁水泥水化放热的研究76-88
• 5.1 组分对磷酸镁水泥水化放热的影响76-85
• 5.1.1 M/P变化对水化放热速率和放热量的影响76-81
• 5.1.2 硼砂掺量的变化对水化放热速率和放热量的影响81-85
• 5.2 反应机理分析85-87
• 5.2.1 M/P大小的影响85-86
• 5.2.2 硼砂掺量的影响86-87
• 5.3 本章小结87-88
• 第6章 结论与展望88-91
• 6.1 结论88-89
• 6.2 展望89-91
• 参考文献91-96
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果96-97
• 致谢97-98

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