偏高嶺土/粉煤灰-磷酸鉀鎂水泥體系早期水化研究

劉志寧，何富強，卓衛東，王 勇

(1.福州大學土木工程學院，福州 350116；2.廈門理工學院土木工程與建筑學院，廈門 361024)

0 引 言

磷酸鎂水泥(Magnesium Phosphate Cement,簡稱MPC)是由氧化鎂、磷酸鹽、緩凝劑按一定配比組合而成，具有快硬早強、粘結強度高，耐磨、干燥收縮小等優異的物理力學性能[1-4]。在生物學領域[5-6]、工業廢棄物處理[7-8]、固化核廢料[9-10]、道路和橋梁的快速修補[11-12]等方面得到了有效的應用。傳統磷酸鎂水泥的磷酸鹽采用磷酸二氫銨，因水化過程中會釋放大量氨氣而逐漸被磷酸二氫鉀代替[13-15]。由于磷酸二氫鉀較磷酸二氫銨溶解度低，由其制備的磷酸鉀鎂水泥(MKPC)具有更長的凝結時間[16]。然而，作為一種酸堿水泥，其在工程廣泛應用中仍然存在諸如耐水性差,體系中過量的氧化鎂及未反應的磷酸鹽導致潛在的體積不穩定性,大體積澆筑時反應熱難以散去,成本較普通硅酸鹽水泥高等問題。為了降低成本及改善磷酸鎂水泥的性能，通常在磷酸鎂水泥體系中摻入礦物摻合料，如偏高嶺土[14,17]、粉煤灰[18]、硅灰[4]等。然而，礦物摻合料的種類、摻量對磷酸鎂水泥性能有著較大的影響，在選用前，需要進行細致的研究分析。

偏高嶺土是一種活性較高的火山灰材料，早期研究發現[19]偏高嶺土在較高的溫度下能與磷酸反應，生成無定形的磷酸鋁鹽，使結構更加致密。Lu等[17]在磷酸二氫銨中摻入偏高嶺土,發現磷酸鋁鹽凝膠的生成可以提高磷酸銨鎂水泥的耐水性和力學性能。此外，Mo等[14]認為在MKPC中摻入偏高嶺土同樣也會生成磷酸鋁凝膠。……