磷酸镁水泥的研究与发展前景.docx
磷酸镁水泥的研究与发展前景本文主要是结合国内外对磷酸镁水泥的各方面的研究，来说明磷酸镁水泥的发展前景：包括磷酸镁水泥的制备与应用研究,磷酸镁水泥的性能研究,酸镁水泥的水化硬化机理研究,磷酸镁水泥存在的问题及发展前景等几个方面来介绍磷酸镁水泥的发展前景。磷酸镁水泥是一种以酸碱中和反应为基础形成化学键而产生强度的胶凝材料。较普通水泥有很多优异性能，早强快硬、粘结力强、体积稳定性好、耐热性好、耐高温、与旧混凝土之间的相容性好、耐久性好及环境适应性广等，同时兼有陶瓷、水泥、耐火材料的优点。MPC即磷酸镁水泥具有独特的性能，在建筑材料、耐高温材料、固封废料、深层油井固化、生物骨粘结材料等方面呈现出广阔的应用前景，已成为国内外学者关注的研究热点之一。国内外的研究工作者从不同的角度和方面对磷酸镁水泥的工作性能进行了测试比对得出很多比较重要和实用的结论，对于将磷酸镁水泥应用于实际工程有很重要的作用。例如：采用不同粒度的原料、复合磷酸盐以及不同掺量的缓凝剂配制出磷酸钾镁水泥，得出出原料粒度对MPC强度有较大影响。目前，主要从凝结时间、流动性、粘度、保水性以及粘聚性来评价MPC的工作性能。由于MPC的水化速度比较快、凝结时间较短，为了有效控制磷酸镁水泥的凝结时间，满足施工要求，缓凝剂是必不可少的组分之一。MPC材料水化反应速度快、凝结硬化迅速、不利于成型、工作性能较差。研究表明，磷酸盐与氧化镁的比例(P/M)、水灰比(W/C)、原料种类与细度、缓凝剂、环境温度以及粉煤灰对MPC的凝结时间产生显著影响，在其他条件相同的情况下，P/M越小，MPC凝结时间越短，一般控制P/M在1/441/5之间；用水量的增加相应地降低了MPe水化反应速度；环境温度升高，MPC水化反应速度加快，凝结时间缩短；加入硼砂缓凝剂是延长MPC凝结时间最为有效的方法之一，随着缓凝剂掺量增加，MPC凝结时间延长，能够满足施工要求；加入粉煤灰可以降低MPC的稠度，改善其流动性能，当粉煤灰掺量超过12%时可以延长MPC的凝结时间。对于流动性，相关研究认为骨胶比和骨料粒径对MPC材料的流动性产生一定的影响，骨胶比越大，没有足够的浆体包裹骨料和填充骨料间的空隙，骨料之间的摩擦较大，流动性越差；骨料颗粒要适中，特粗或特细都会使骨料级配失去连续性，砂浆的均质性、黏聚性和保水性变差，降低其流动性；P/M减小，浆体中固体颗粒浓度提高，颗粒间距离减小，颗粒之间作用力增大，浆体的流动性降低；随着硼砂掺量和W/C的增大，浆体流动性能得到改善；同时认为水玻璃和硅胶能够改善浆体的稠度、黏聚性和保水性，提高MPC浆体的抗分散能力，进而提高MPC的工作性能；粉煤灰能显著改善MPC砂浆的流动性能，与未加入粉煤灰试件相比，当粉煤灰掺量为40%时，其流动性能提高约40%,同时认为粉煤灰的形态效应使得MPC砂浆的黏聚性和保水性均有所改善。对磷酸镁水泥MPC力学性能的研究：目前，对MPe力学性能的研究主要集中在MPC砂浆或混凝土的抗压强度、抗折强度、粘结强度以及弹性模量。相关研究者认为M/P显著影响MPC的强度，其值不宜过小或过大：一般控制P/M在1/41/5之间；MgO活性和比表面积会影响MPC的力学性能。MgO活性越高，比表面积越大，Mge)溶解能力越强,水化反应速度越快，凝结硬化时间越短，早期强度发展较快，但7d之后强度基本处于稳定。与传统水泥一样，随着水灰比增大，MPC强度降低，但是水灰比过小时其工作性能较差，不能满足施工要求；缓凝剂及水胶比对MPC材料的强度和弹性模量具有重要的影响，部分研究者认为MPC的强度及弹性模量随缓凝剂种类和掺量及水胶比的不同而表现各异；环境温度对MPC强度的发展也有一定的影响，随着环境温度的升高，MPC的抗压强度增大，特别是早期强度发展较为迅速。MPC的体积稳定性：体积稳定性是控制混凝土结构表面开裂、提高界面粘结强度、保证修补成功和耐久性的要素之一。相关研究者认为MgO的活性、水胶比、P/M、缓凝剂以及粉煤灰掺量等是影响MPC体积变化的主要因素。较高的MgO活性能够降低MPC的收缩率，。P/M较大时，MPC砂浆的收缩应变减小，缓凝剂掺量的增加会增大MPC砂浆的体积变化，于粉煤灰微集料效应，粉煤灰的加入能够有效控制MPC砂浆的收缩应变。MPC的耐久性：耐久性是指混凝土暴露在服役环境中能保持其原有的形状、质量和功能的能力，对保证混凝土结构的安全性、适应性等具有重要意义。相关研究表明，MPC具有较高的耐久性，有些研究者认为其主要原因是MPC中含有大量没有完全水化的耐磨性很强的MgO粗颗粒，它能起骨架作用，致使MPC具有很的耐磨性。目前对于MPC耐磨性的研究资料较少。MPC的生物性能：MPC是一种很好的生物粘结剂，具有毒性低、生物相容性好、可生物降解等特点，植入生物体内不会引起明显的异物反应，可以用于粉碎性骨折和假肢固定等。目前，MPC在国外主要用作牙齿和生物骨缺损的修复材料|。有研究者研究了复合添加剂对MPC骨粘结剂的耐水性能，结果表明，复合粘结剂的加人能够有效改善MPC的耐水性能。因此，MPe是一种具有发展潜力的生物材料，在医学领域具有广阔前景。MPC的水化硬化反应是基于酸碱应，对于MPC的水化硬化机理存在一定的争议。发展前景(DMPC是一种典型的早强快硬性胶凝材料，用作土木工程材料，可以缩短施工周期，提施工速度。同时由于MPC具有早期强度高和粘结力强的特点，可以用作混凝土结构抢建抢修材料。若能解决水接触强度倒缩的问题，还可以用于水工结构材料。MPC聚集了水泥、陶瓷以及耐火材料的主要优点。与传统陶瓷相比，其制备成型简单，可用于开发化学键合陶瓷，是一种非常有研究价值、节能环保的新型绿色环保材料。MPC水化后结构致密、粘结力强、耐腐蚀性好，可用于固封工业废弃物和有毒重金属，固化的废弃物制品强度较高、稳定性较好、孔隙率低、废弃物不易外漏。同时还可以用于制备大型的放射性设备和部件，在防核辐射材料方面也有很好的应用前景。(4)MPC毒性低、生物相容性好以及与生物骨之间的粘结性好，植入生物体内不会引起明显的异物反应，可以制作生物骨水泥用于生物骨固定以及牙齿快速修复的材料，因而在医学领域也具有很好的发展前景。目前研究工作主要集中在MPC的组成、制备、性能改性和水化硬化机理等方面，对于其在潮湿环境中的强度倒缩机理及微观结构与性能之间的关系等研究较少，对高性能MPC的制备和施工关键技术的研究相对比较匮乏，还有待于今后进一步深入研究。以上是我看完文献之后对于文中内容的大概总结,通过阅读这篇文章也让我对磷酸镁水泥的相关性能有了大概的了解，要更加深入和全面的了解还需更广泛的阅读和亲身实验。
