【正文】 [19] 楊全兵，張樹青 新型超快硬磷酸鹽修補(bǔ)材料的應(yīng)用與影響因素 [J]混凝土 ,2021年第 12期。e, Jean Pe180。 [11] Abbona F, Boistelle and crystal habit of struvite crystals[J]. 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粉末的最主要的特征就是它的反應(yīng)活性。 中南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 磷酸鹽水泥的研究 24 第 4 章 結(jié) 論 本文選取的是強(qiáng)度高且耐高溫的無(wú)機(jī)膠粘劑 ——磷酸鹽水泥作為研究對(duì)象，在 3 個(gè)月的實(shí)驗(yàn)里，做了如下的研究： ，采取了兩種方法：加熱和不加熱，由于加熱會(huì)造成磷酸銨藥品的分解，導(dǎo)致其無(wú)法正常與 MgO 發(fā)生反應(yīng)生成凝膠，使得最后得到的磷酸鹽水泥試樣強(qiáng)度低。經(jīng)過了這個(gè)點(diǎn)之后，磷酸鹽水泥試樣的穩(wěn)定性趨于平穩(wěn)。 中南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 磷酸鹽水泥的研究 22 0 100 200 300 400 500 600 700 800910111213141516Te mpe ra t ure /℃W / mgTGD T G0 .0 1 00 .0 0 80 .0 0 60 .0 0 40 .0 0 20 .0 0 0DTG 圖 2 P/M=1∶ 4 時(shí)磷酸鹽水泥的 TG/DTG 圖 由 圖 3 可以看出， P/M=1∶ 4 的磷酸鹽水泥試樣 DTG 曲線在 80～ 90℃ 和 380～ 400℃ 范圍內(nèi)有 2 個(gè)非常明顯的峰，說明該試樣的失重發(fā) 生在這 2 個(gè)溫度下。但是由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，這個(gè)壓力處理過程無(wú)法實(shí)現(xiàn)，故此后的實(shí)驗(yàn)步驟省去了這一流程。 采用氯化鎂做添加劑 反應(yīng)沒有產(chǎn)生預(yù)想中的 氯氧水泥體系，可能是由于輕質(zhì)氧化鎂不符合氯氧鎂水泥的要求所致。 輕質(zhì) MgO粉末配制水泥 磷酸二氫銨與 輕質(zhì) MgO 粉末反應(yīng)時(shí)放出大量熱，這從砂漿攪拌時(shí)燒杯外壁發(fā)燙可以知道，不過該 砂漿攪拌時(shí)幾乎無(wú)粘性，說明磷酸二氫銨與 MgO 反應(yīng)產(chǎn)物無(wú)法做為膠結(jié)物起到凝膠的作用，所以最后得到的試樣強(qiáng)度太低，無(wú)法檢測(cè)其強(qiáng)度，風(fēng)干后用手很容易將其捏成粉末。 以磷酸二氫銨做摻雜物 由于磷酸鹽水泥制備的時(shí)候加熱會(huì)造成磷酸銨的分解，所以試樣配置 時(shí)在室溫下完成。 強(qiáng)度檢測(cè) 對(duì) P/M=1∶ 4和 P:M=1:2相對(duì)強(qiáng)度較大的試樣進(jìn)行強(qiáng)度檢測(cè)。 產(chǎn)品的物理性能要有說明。 ． MgO 粉末的制備 中南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 磷酸鹽水泥的研究 18 由于以上實(shí)驗(yàn)所得試樣經(jīng)檢驗(yàn)強(qiáng)度都不高，而且好多試樣有裂開現(xiàn)象，可能是 MgO粉末活性太高，因此想嘗試自己制備 MgO粉末進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 反應(yīng)過程中燒杯壁僅有微熱，說明 參加反應(yīng)的物料少，試樣幾乎無(wú)法成型。 磷酸二氫銨與 MgO粉末配制水泥 （以氧化銅為緩凝劑） 稱量 2g磷酸二氫銨， 8g 輕質(zhì) MgO 粉末， 2g 氧化銅 ，加入適量水充分?jǐn)嚢?3～ 5min， 在混合物加入水中以后，水泥凝結(jié)速度略微變慢，放熱 有所減少。 磷酸鹽水泥的配制（以磷酸二氫 鋅 做摻雜物） 8g輕質(zhì) MgO 粉末， 2g 磷酸二氫銨， 2g 磷酸二氫鋅， 加入適量水充分?jǐn)嚢?3～ 5min后倒入模內(nèi)振動(dòng)后靜置， 30min拆模，在空氣中風(fēng)干，待測(cè)。 將試樣放在空氣中風(fēng)干，待測(cè)。 稱量 30gMgO固體在 800℃ 下煅燒 1小時(shí)，取出冷卻后稱量質(zhì)量為 ，說明該 MgO雜質(zhì)較多。 MgO粉末與磷酸 二氫銨 加熱配合 中南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 磷酸鹽水泥的研究 16 重復(fù)上面實(shí)驗(yàn)， 8g MgO固體粉末， 2g磷酸二氫鋅一起混合均勻在坩堝中于 管式電爐 中在 910℃ 下煅燒 4小時(shí)后取出，冷卻后加適量水?dāng)嚢杈鶆蚝?裝模（ “裝模方法同 ” ） ， 30min后拆掉大理石， 將試樣放在空氣中風(fēng)干，待測(cè)。 因此，若能將磷酸鹽水泥及其混凝土用于建設(shè)重要軍事工程 (地下指揮中心、戰(zhàn)略物資儲(chǔ)備庫(kù)等 )，必將大幅度提高我軍軍事工程的的防護(hù)能力 [21]。鑒于磷酸鹽膠凝材料的優(yōu)良陛能，許多國(guó)家及地區(qū)的學(xué)者都曾致力或正在對(duì)磷酸鹽膠凝材料的水化機(jī)理及應(yīng)用開發(fā)進(jìn)行研究。用磷酸鹽水泥搶修公路或機(jī)場(chǎng)， h即可通車， h即可供飛機(jī)起降，若優(yōu)化材料的配合比和施工工藝，搶修的時(shí)間還可大大縮短。因此，進(jìn)行機(jī)場(chǎng)跑道、橋梁等后勤設(shè)施的戰(zhàn)時(shí)快速搶修技術(shù)與方法的研究就成了當(dāng)務(wù)之急。因此．磷酸鹽水泥非常適合于高速公路、機(jī)場(chǎng)跑道、橋梁、城市主干道等混凝土工程的快速修 補(bǔ)與搶修，也可用來(lái)結(jié)構(gòu)加固與補(bǔ)強(qiáng)，以及混凝土制品廠破損制品的修復(fù)等。采用快凝特種修補(bǔ)材料如 磷酸鹽水泥可使結(jié)構(gòu)物快速恢復(fù)使用，使經(jīng)濟(jì)損失大幅度降低。溫度的增加可提高磷酸鹽水泥的早期強(qiáng)度，但對(duì)后期強(qiáng)度影響不大，過高的溫度反而不利于磷酸鹽水泥強(qiáng)度的發(fā)展。氧化鎂細(xì)度主要對(duì)磷酸鹽水泥的早期強(qiáng)度產(chǎn)生影響，隨著細(xì)度的增加，早期強(qiáng)度增加，但細(xì)度對(duì)后期強(qiáng)度影響不大； ④用水量。 影響磷酸鹽水泥強(qiáng)度的因素 [18] 磷酸鹽水泥的早期強(qiáng)度發(fā)展很快，且強(qiáng)度隨齡期增長(zhǎng)不斷提高，但到 7d以后就基本上趨中南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 磷酸鹽水泥的研究 12 于穩(wěn)定，之后的強(qiáng)度發(fā)展比較緩慢。隨著緩凝劑摻量的增加，磷酸鹽水泥的凝結(jié)時(shí)間會(huì)大大延長(zhǎng)，施工可操作性能明顯提高。但是，如果水泥水化速度過快，不僅會(huì)造成成型不便，而且還會(huì)影響到試件的最終強(qiáng)度及其它性能。在 1000℃到 1250℃之間，表面重構(gòu)發(fā)生了并且減少了晶格缺陷。表面的無(wú)序度越高，潤(rùn)濕過程也就越快。實(shí)際上，在氧化鎂潤(rùn)濕的過程中水分子被 Mg(H2O)n2+絡(luò)合物取代的概率取決于氧化鎂生成的 Mg2+離子的濃度。磷酸鹽水泥水化產(chǎn)物 主要是 MgNH4PO4隨著反應(yīng)的進(jìn)行 , 非結(jié)晶態(tài)磷酸鹽水化物逐漸向結(jié)晶態(tài)的磷酸鹽水化物轉(zhuǎn)化。在弱酸性條件下 , 死燒 MgO產(chǎn)生 Mg2+ ,Mg2+ 、 NH4+ 、 H2PO2 和 PO4迅速反應(yīng)生成磷酸鹽水化物 , 使磷酸鎂水泥表現(xiàn)出快硬特性。 6H2O、 MgNH4PO 4 MgO 的比重和比表面積分別為 3． 475 和 160d／ kg。由于 MgO 與磷酸二氫銨之間的 水化反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)， MgO 活性越高 水化速度越快，單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)放熱量越多，放出的熱量又進(jìn)一步加速水化反應(yīng)的進(jìn)行，從而使單位時(shí)問內(nèi)反應(yīng)放熱量進(jìn)一步增加。 中南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 磷酸鹽水泥的研究 10 MPC 材料的固化是基于 MgO 和磷酸二氫銨之間的酸堿反應(yīng)。在 MPC體系中，重?zé)?MgO 與磷酸／磷酸鹽之間的水化反應(yīng)速度很快，說明在這個(gè)特定體系中，重?zé)?MgO 的活性并不低 [13]。已在金屬粘接中廣泛使用的氧化銅無(wú)機(jī)膠粘劑是屬氧化物 磷酸膠粘劑的最出色的代表 。酸式磷酸鹽具有由氫鍵締合的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而在高溫下脫水縮聚成高分子或正磷酸鹽，在 1100℃ 以上的溫度下以正磷酸鹽 形式存在。與硅酸鹽膠粘劑相比，一般耐水性更好、固化收縮率小、高溫強(qiáng)度較大以及可在較低溫度固化的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng) M為離子半徑小的金屬（如鋁）時(shí)粘接性能好。假如膠粘劑是液態(tài)，被粘物在液化中的擴(kuò)散是顯著的，實(shí)際上可認(rèn)為是一種溶解過程。在膠粘劑中起主要作用的是配位鍵和范德華力。根據(jù)膠粘劑的吸附理論，粘合力包括表面濕潤(rùn)，膠粘劑分子向被粘物表面移動(dòng)、擴(kuò)散和滲透、膠粘劑與被粘物表面形成物理化學(xué)結(jié)合以及機(jī)械結(jié)合等一系列過程 [8]。 、耐酸堿性差。 。 80年代，我國(guó)把膠粘劑作為精細(xì)化工的 —個(gè)很重要研究方向加以發(fā)展，并取得顯著成就。 以日本木村馨為首的科學(xué)家就有關(guān)無(wú)機(jī)膠粘劑的研制發(fā)表了一系列綜合性文章，系統(tǒng)地闡述了無(wú)機(jī)膠粘劑的分類、組成、固化反應(yīng)及主要性能，并指出了其應(yīng)用前景。假如使用無(wú)機(jī)膠粘劑將無(wú)機(jī)材料粘合成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的器件，不僅能夠提高生產(chǎn)力，還能改善其機(jī)械性能。最早使用的膠粘劑大都是來(lái)源于天然的膠粘物質(zhì)，如淀粉、糊精、骨膠、魚膠等，用水做溶劑，通過加熱配制而成。在古代，人們把粘接技術(shù)看作為一種神秘的、不外傳人的專匠工藝 [1]。它是在高分子化學(xué)，有機(jī)化學(xué)，膠體化學(xué)和材料力學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的技術(shù)科學(xué)。通過膠粘劑的粘接力使固體表面連接的方法叫粘接或膠結(jié)。此外．磷酸鹽水泥具有非?？斓膹?qiáng)度發(fā)展和高的耐久性如耐磨性、防鋼筋銹蝕性、抗鹽凍性能等。這些問題有相當(dāng)一部分是因?yàn)椴捎脗鹘y(tǒng)的修補(bǔ)材料進(jìn)行修補(bǔ)時(shí)，將導(dǎo)致較長(zhǎng)時(shí)間中斷結(jié)構(gòu)物的使用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，重?zé)幕钚匝趸V和聚磷酸鹽是制備氧化鎂水泥的理想材料。闡明了磷酸鹽水泥材料配方中氧化鎂與磷酸鹽性質(zhì)及其配比對(duì)水泥性能的影響。 ............ 17 磷酸二氫銨與 MgO粉末配制水泥（以氧化銅為緩凝劑） ................ 17 采用氯化鎂做添加劑 ......................................................................... 17 輕質(zhì)氧化鎂粉末 +普通氧化鎂粉末配置磷酸鎂水泥 。 ....................... 17 ． MgO 粉末的制備 ................................................................................................... 17 用管狀電爐煅燒 MgCO3制備 MgO ........................................................... 18 使用 1600℃ 快速升溫節(jié)能箱式電爐煅燒堿式碳酸鎂制備氧化鎂 .................. 18 自制 MgO粉末配制磷酸鹽水泥 ......................