硼酸在磷酸镁水泥中具有较好的缓凝效果.docx

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1、1、硼酸在磷酸镁水泥中具有较好的缓凝效果，且由于硼酸掺量较低，其经济效益优于硼砂（differencesbetween硼酸and硼砂，cost?）。答：目前硼砂是用的较广的一种缓凝剂。但是硼砂在磷酸镁水泥中添加量比较大，一般是5%25乐而硼酸的添加量一般为0.5%2.5机硼砂的价格大约为3400元/吨，硼酸的价格大约为5500元/吨。硼酸可以通过硼砂-磷酸法制得。2.MgO颗粒的不断溶解使水化体系的碱度迅速提高，当体系的PH大于7后，MKP开始结晶析出（neetounderstandthesebetter!howisKH2PO4involved?）答：解释见这周报告。3、李东旭（ShOWref

2、!）等过XRD和TG等分析，推断MKPC耐水性差的主要原因是：答：见附件。4、HaveyoureceivedanyMgOsamples?答：上周由于张经理生病住院推迟发货了，前天他寄出来了，周末应该可以到，总共400元。包括1、块状原矿IOkg（他们没有粉状的原矿，我们需要自己磨）2、型号为QM-65、QM-70、QM75的轻烧镁粉各40公斤（张经理说没有更高型号的了）。5、磷酸镁水泥主要由重烧氧化镁（usuallyneedlightlyburnedwhichismorereactive!?）答：国内现在基本都是用重烧镁粉，因为它是由菱镁矿（MgCO3）经1700C左右高温锻烧而成，使得氧化镁

3、的化学活性降低，从而减缓了氧化镁与水反应的速度，进而减缓了MPC的水化反应的速度，达到缓凝的目的。Canwegetsome重烧镁粉whichhassimilarMgOcontent,suchasQM-70above,sowecancomparetheirworktimeandstrength?6、whatarethetestresults?settingtime?strength?答：上周我主要是想学习磷酸镁水泥的试验方法和制作过程，所以没有将试验结果、凝结时间和强度写上去。二、本周报告内容1、用磷酸氢二钾代替磷酸二氢钾可能实现较好的缓凝效果。（见文献一）2、使用轻烧镁粉和矿渣均对缓凝不利，h

4、owaboutstrength?。（见文献二）文献一：夏锦红，袁大伟，王立久.磷酸镁水泥水化机理研究J.武汉理工大学学报,2009,31（9）:25-28摘要：在磷酸镁水泥现有水化理论的基础上，通过对其水化过程的深入探讨，进一步分析了磷酸镁水泥的水化机理。同时从理论上为磷酸镁水泥的缓凝问题提出了一条新的解决思路，为磷酸镁水泥的应用开辟了新的途径。关键词：磷酸镁水泥；缓凝机理；水化机理；缓凝剂1、MPC水化机理新探作者认为既然MPC的反应机理是一个酸碱中和反应，就应该把整个反应放在溶液中来考虑。因此，整个水化反应过程的精确描述如下：MPC加入水后，磷酸二氢铉（NH4H2P0）易溶于水，其溶于水后

5、在水中发生电离，根据多元酸根的电离理论，此电离过程是分步进行的，电离方程式如下：(INH4H2PO4HJH2POJ(2H2PO4+HPOf(3HP+Pt(号为可逆符号)当氧化镁粉末受到水与氢离子的进攻后反应生成Mg(OH)2,Mg(OH)2在水中发生电离的方程式如下:0+H2Mg(OH)2Ig(OH)2Mg2+20H由财产生的OH-将与FO的产生的H+发生酸碱中和反应；(SH+Oh-Th2O根据磷酸溶液的分步电离理论可知,H2PO屋的电离平衡常数要远远大于HPOJ的电离平衡常数。因此，作者认为在磷酸二氢铉刚溶于水时，溶液中的离子主要应该停宙在反应式和式，磷酸根离子主要以H2P0和HPO/为主，

6、当反应不断进行，H大量的被消耗后，反应式才开始不断地向正方向进行，溶液中POr才会不断出现，进而才会有POJ、Mg*2.NH；这3种离子与水相互作用生成磷酸筱盐络合物水化凝胶MgNHIPoI6m0(俗称鸟粪石)。同时作者认为MPC的水化反应是一个加速进行地反应，当氧化镁与水反应生成Mg(OH)2并电离产生OH-后,H和OH-将发生式反应，反应的速度极快同时放出大量的热，而热量地放出即有助于和向正方向进行，进而电离出更多的H,也有助于提高其它反应的速度。因此，作者认为要在反应开始前有效的控制住H和OH的浓度，才能达到缓凝的目的，因为MPC的水化反应一旦开始，就将是一个加速进行的反应，会在很短的时

7、间内完成从初凝到终凝的变化。根据以上对MPC水化机理的分析，下面提出一种解决缓凝问题新的方法。2、MPC缓凝问题的研究(arethefollowingtakenfromref(1)?)2. 1缓凝机理和解决方法的研究现状国内外许多学者都致力于研究MPC的缓凝问题，作者认为研究的方向主要是以下2个方面，D重烧氧化镁；2)加缓凝剂。1)重烧氧化镁由菱镁矿(MgCOJ经1700C左右高温锻烧而成，使得氧化镁的化学活性降低，从而减缓了氧化镁与水反应的速度，进而减缓了MPC的水化反应的速度,达到缓凝的目的。HoWaboutstrength?2)加缓凝剂关于缓凝剂的作用机理，目前尚无定论。但一般认为缓凝剂

8、之所以能延缓MPC的水化是因为缓凝剂分子沉淀于MgO颗粒表面，阻碍了颗粒与水的接触，减慢了水解过程，从而延缓了MPC的水化反应。很明显以上2种方法都是针对于氧化镁的特性而提出的，本质上都是减缓了氧化镁与水反应的速度，从而达到缓凝目的的。2. 2缓凝机理新思路MPC反应速度的快慢实质上是由浆体中M和OH浓度的大小共同决定的，而现有的缓凝方法，重烧氧化镁和加缓凝剂2种本质上都是针对限制OH的浓度和生成速度提出的，而针对M的方面提出的缓凝的研究方案，还未见过任何报道。由多元酸的电离理论可知，HPOJ的电离平衡常数要远远小于h2P0,即浆体中H的浓度生成难度要远远大于原本的MPC水化反应，因此，作者拟

9、用磷酸氢二核(NHMHPOD与重烧镁反应，这样可以有效地减缓反应的速度和减少水化热量，而同时也并不会影响MPC的主要水化产物MgNHlP0,6a0(俗称鸟粪石)的生成。NH4mightcreateammonia,apotentialproblem?HowaboutK2HP04?丁铸等（adifferentref?pleasepayattentiontocitingref.ItisConfUSing.）还研究了骨料品种和水灰比对MKPC（whatisthis,howdifferentthanMPC?）砂浆性能的影响，证实同MPC体系一样，水灰比对MKPC砂浆的力学性能影响显著，水灰比越大，MKP

10、C砂浆的强度越低，但水灰比对MKPC砂浆的凝结时间基本没有影响。丁铸等的研究还证实环境温度对MKPC基砂浆的凝结时间很敏感，环境温度越低，MKPC基砂浆的凝结时间越长。由于MKPC基砂浆水化时有很高的水化热，使其在低温下仍能进行水化反应和凝结硬化，且强度仍然可以快速发展。3、实验验证3. 1实验材料1）重烧氧化镁（Mgo简写为M）由菱镁矿（MgCO3）径工业窑炉于1700C高温煨烧后破碎而成，颜色为棕黄色；2）磷酸二氢铉（NHlH2P0简写为Nl）工业级，白色晶体；3）磷酸氢二铁（NH。2HP0简写为N2）试剂级白色晶体；4）硼砂（Na2BiO7IOH2O简写为B）工业级，白色晶体。3. 2实

11、验方法用重烧氧化镁分别与磷酸二氢铉溶液和磷酸氢二铁溶液进行反应，用维卡议测定其凝结时间，由于MPC的初、终凝时间间隔很短，因此只测终凝时间，快接近终凝时每30S测1次。先用PH试纸测定，磷酸二氢铉溶液的PH值在56之间,接近与5；磷酸氢二钱溶液的PH值在89之间（abase?）。此证明了在反应时磷酸二氢钱溶液中H-的浓度要大于磷酸氢二核溶液中H的浓度。3. 3结果与讨论磷酸二氢钱NH4P04与MgO的比值简写为Ni:M;磷酸氢二铁（NHD2HPOI与MgO的比值简写为也：Mo在配比相同和缓凝剂的掺量相同的情况下，比较其凝结时间和强度。磷酸二氢铁与Mgo反应的水固比为0.11,磷酸氢二核与MgO

12、反应的水固比为0.12o1）凝结时间的比较为了达到相同的稠度，磷酸氢二核（NHD2HP0i制备MPC的水固比要比磷酸二氢钱NH,H2P0制备MPC的水固比高一点，可以得出凝结时间确实延长了，普遍延长了10min左右。2）强度的比较相同质量的磷酸氢二筱（NHi）2HP0i中的Por的莫尔数要比磷酸二氢钱NHdbPOi中的少，同时（NHl）2HPO与MgO也更难反应，这导致了主要的凝胶-鸟粪石（MgNHIPOi6胆0）的减少，因此磷酸氢二钱强度的较低一点。3）水化产物的分析用X射线衍射仪分析2种MPC7d的水化产物的物相组成，图1是用磷酸二氢核NH,iH2P0制备的MPC,图2是用磷酸氢二铁（NH

13、I）2HP01制备的MPC。2种MPC的主要水化产物都存在有鸟粪石（MgNHiPOi6山0）和未反应的MgO,但前者中还存在未反应的磷酸氢二铁（NH，D2HP01晶体，而后者却未发现未反应的磷酸二氢钱NHiH2P0i,由此可见HPOJ与MgO更难反应，这也证明了上述缓凝机理的分析。图1凝结时间对比图2强度的对比2（o）图3X射线衍射分析4、结论（1） MPC浆体中H和OIF的浓度是影响其凝结时间最关键的2个因素，限制二者的浓度或生成速度都能达到缓凝的目的。（2） MPC的水化反应的实质是一个酸和碱的中和反应，用HPoj替换H2P0/来制备MPC是完全可行的。（3）虽然用磷酸氢二铁（NHi）2H

14、P01代替磷酸二氢核NHlH2P0可以达到更好的缓凝效果，但在用磷酸氢二镇制备MPC的搅拌和成型后的很长一段时间内都有大量氨气放出，很难应用于实际，还应找其它的替代物。文献二：侯磊，李金洪，王浩林.矿渣磷酸镁水泥的力学性能和水化机理UL岩石矿物学杂志,2011,30(4):721-726摘要：以高炉矿渣作为璘酸镁水泥(MPC)的活性混合材料，研究了MPC的凝固时间、力学性能、物相组成和显微结构，并探讨了矿渣MPC的作用机理。实验固定磷镁比为25%,硼镁比为7.5%,矿渣掺量分别为磷镁总质量的0%、10%、20乐30%和40%。结果表明，矿渣参与了水化反应并提高了MPC的胶凝性能，随着矿渣掺量增

15、大，矿渣MPC的抗压强度提高，但矿渣水化产生的膨胀应力会破坏MPC的内部结构，因此其抗折强度随矿渣掺量增大而降低。矿渣MPC的主要水化产物为六水合磷酸镁镀(MgNH1PO1-6H2O),矿渣的掺入使凝胶相增加，并有部分Ca进入UgNHFO_6WO晶格，使水化产物的形貌、大小发生变化。样品中剩余较多死烧镁和矿渣颗粒，可起骨料作用。关键词：磷酸镁水泥；矿渣；水化机理；微观结构结论(1)矿渣影响MPC的制品颜色和凝固时间。随着矿渣掺量增大，MPC的颜色逐渐由棕黄变为暗棕黄、淡灰、淡蓝灰、蓝灰，同时MPC的凝固时间逐渐缩短，缩短原因可能与矿渣对缓凝剂的稀释和矿渣溶出的Ca?对缓凝剂的消耗有关。(2)矿渣影响MPC的强度发展。矿渣MPC固化体中剩余较多矿渣颗粒，可与周围形成紧密胶结，起到骨料作用，同时矿渣中的C2S、CS等可发生水化，生成C-S-H凝胶增强固化体中各部分的胶结，改善MPC的抗压强度，其中试样S-40的28d抗压强度达到99.4MPa,高于S-0的同龄期抗压强度94.OMPa。但矿渣生成的水化产物会在固化体中产生晶体的膨胀应力，破坏固化体的内部结构，使MPC的抗折强度降低,whyhasnonegativeeffectoncompressivestrength?其中S-O的抗折强度为21.IMPa,掺矿渣后各试样均不高于