新型无机胶黏剂——磷酸镁胶结材料的研究进展.pdf

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1、第38卷第6期四川建筑科学研究2012年12月SichuanBuildingScience239新型无机胶黏剂磷酸镁胶结材料的研究进展周序洋,杨建明,王进(1.江苏城市职业学院,江苏南京210036;2.南京建工集团有限公司,江苏南京210012;3.盐城工学院,江苏盐城224001)摘要:介绍了一种新型无机胶黏剂——磷酸镁胶结材料(MPC)的性能特点,综述了其酸碱反应机理和主要水化产物特性,分析了影响MPC凝结时间的因素和现有凝结时间调控技术的作用效果,在此基础上对MPC急需解决的问题及其应用前景进行了探讨。关键词:

2、新型无机胶凝材料;磷酸镁胶结材料(MPC);酸碱反应机理;凝结时间中图分类号:TU526文献标识码:B文章编号:1008—1933(2012)06—239一O6过加入缓凝剂、调整原材料细度等措施适当延长控0引言制。胶黏剂因具有黏接无破坏性、黏接强度大和操2)早期强度高。MPC胶结材料硬化体强度发作工艺简单快捷等一系列突出优点,既可用于金属、展迅速,早期强度尤其是小时强度非常高,这是普通玻璃、陶瓷和水泥基材料等的黏接,又可用作耐火材硅酸盐类、磷酸盐类胶黏剂都不能相比的。其3h料、涂料和复合材料的基体,在机械、建筑、建材和

3、航抗压强度可达到35.0MPa以上,并且后期强度还在天航空等领域有着广泛的应用。胶黏剂发展至今已增长。有众多的各类产品,无机胶黏剂因不会挥发污染气3)环境温度适应性强。MPC胶结材料既能在体、耐高温、稳定性好、原料来源丰富和操作较为方常温下保持快硬高强的特性,在负温环境下同样可便等优点成为更受欢迎的产品。无机胶黏剂按固化迅速凝结硬化,在一20~5℃的低温环境中,能迅速方式的不同又可分为熔融固化型、挥发固化型、遇水凝结并保证一定的早期强度要求。由于该胶结材料固化型和反应固化型几种类型,其中反应固化型无是耐火材料领域中发展

4、起来的,因此还具有耐高温机胶黏剂因操作方便成为应用最广和最有价值的一和耐急冷急热的性能。类。磷酸镁胶结材料(MPC)是由氧化镁与可溶性4)黏接强度高。MPC基材料与石材、普通混凝磷酸盐、外加剂以及矿物掺合料按照一定比例,在常土以及人体骨骼材料之间的黏结强度非常高,其净温条件下通过酸碱化学反应及物理作用而变化生成浆和砂浆与混凝土材料之间的1d黏结强度可分别以磷酸盐为黏结相的新型反应固化型无机胶黏剂,达到6.0MPa和4.0MPa以上。具有良好黏结的原它聚集了水泥、陶瓷和耐火材料的主要优点,属于化因是MPC胶结材料中的磷酸

5、盐能与这类材料中的学键结合的胶结材料。含钙类化合物反应生成具有胶凝性的磷酸钙类产物,因此在黏结界面附近,除了物理黏结外,还存在1磷酸镁胶结材料的性能特点很强的化学黏结作用。MPC胶结材料与其它无机胶黏剂相比,具有自5)体积变形小。大多数不成功的胶黏剂是因己独特的性能,可概括如下引。为其与基相材料之问的热膨胀系数相差很大或者胶1)凝结时间快。MPC胶结材料的凝结速度很黏剂本身的体积不稳定(收缩大)。MPC基砂浆和快,且初、终凝的时间间隔很短,20℃以上温度时一混凝土的收缩率远比其它材料低,仅分别为0.34×般在几分钟内就

6、会迅速凝结固化。其凝结时间可通10I4和0.25×10一,其原因主要是由于MPC胶结材料的水胶比很低。MPC基砂浆和混凝土的热膨胀收稿日期:2012-03—19系数与普通混凝土在同一数量级,但明显比环氧树作者简介:周序洋(1955一),男,江苏响水人,研究员级高级工程师,脂等有机高分子材料小,即与普通混凝土之间的热副教授,研究方向为建筑新材料磷酸镁胶结材料。E—mail:526080590@qq.eom性能匹配很好。四川建筑科学研究第38卷6)耐磨、抗冻性、抗盐冻剥蚀。MPC胶黏剂中取综合的方法。的过烧MgO含有大量的

7、粗颗粒,这些粗颗粒本身具Neiman等考察了MgO和NH4H2PO4体系有很高的耐磨性,可作磨料使用,大量的未水化的后,认为MPC的初始反应发生于水溶液介质之中,MgO颗粒可起到耐磨细骨料的作用,使MPC基材料NHH:PO与等量的MgO结合生成多分子结构化合具有高的耐磨性。MPC浆体的水胶比很低,水化产物(NHMgPO·6H20),它可形成链状一0一P一0物所占的体积分数很小,结构较致密,水份不易渗一Mg一0一P一0一环,该环被富氢物质如H0和入。NH4*·H:0基团包围,这些基团可与过量的水、7)良好的护筋性能。MP

8、C基砂浆中的钢筋锈NHHPO及其它(NHMgPO·6H:0)形成氢键,蚀率很小,其钢筋锈蚀率明显低于普通砂浆和普通并进一步形成胶体状粒子,这些粒子通过类凝胶作混凝土,其原因是当MPC基材包裹在钢筋表面时,用凝结在过量的MgO粒子表面,从而完成初始的固将在钢筋表面形成一层致密的磷酸铁类化合物保护化反应。层,使钢筋的防锈能力提高。Su

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