磷酸镁水泥缓凝剂的研究.docx

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1、文献：王二强，王冬，刘兴华；磷酸镁水泥缓凝剂的研究.J;混凝土； 2012年09期，page numbers? 摘要：本试验以磷酸二氢钾和氧化镁制备璘酸镁水泥。研究了几种缓凝剂对磷酸镁水泥凝结时间的影响。 研究结果发现，三乙醇胺对磷酸镁水泥具有较好的缓凝效果，但对强度的不利影响较大；硼酸-三乙醇胺 复合型缓凝剂可以较好地延长磷酸镁水泥的凝结时间，且对抗压强度的影响很小。关键词：磷酸镁水泥；三乙醇胺；硼酸；凝结时间1、试验方法本试验依据GB/T 1346水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法进行水泥性能测定。在 同水灰比条件下，经过抗压强度试验，PM=15时，抗压强度最高，故以PM=15作

2、为磷酸镁水泥的固定 配合比。由于磷酸镁水泥的凝结时间很快，试验时很难做到快速装模成型，故试验时采用的水灰比较大， 具有一定的流动性，以便于快速入模。2、试验2.1 三乙醇胺三乙醇胺的添加量按照占水泥质量的1%、2%、3%、4%、5%、10%、15%、20%、25%、30%添加，测试凝 结时间。配合比见表1。表1不同掺量的三乙醇胺加入磷酸镁水泥中的试验配合比编号三乙醇胺/gMgO/gKH2PO4g水/gTl5297.6202.490T2IO297.6202.490T315297.6202.490T420297.6202.490T525297.6202.490TlO50297.6202.490T1

3、575297.6202.490T2OIOO297.6202.490T25125297.6202.490T3O150297.6202.490将试验编号Tl、T4、Tl0、T20、T25、T30配合比的料浆成型尺寸为40 mm40 nm160 mm的试件, 测试1、3、28 d的抗压强度。2.2 硼酸将试验编号Tl、T4、TI0、T20、T25、T30配合比的料浆成型尺寸为40 mm40 mm160 mm的试件， 测试1、3、28 d的抗压强度。表2不同掺量的硼酸加入磷酸镁水泥中的试验配合比编号硼酸/gMgOZgKH2PO4Zg水/gBl1.48297.6202.490B22.98297.6202

4、.490B35.96297.6202.490B47.44297.6202.4902. 3硼酸-三乙醇胺复合缓凝剂硼酸的掺量以氧化镁质量为基础，三乙醇胺以水泥质量为基础。三乙醇胺0. 5%和硼酸（0. 5%、1%、2乐2.匏合、三乙醇胺1%和硼酸（0.5%、1%、2%、2. 5%）复合。配合比见表3、4。表3 0.5%三乙醇胺+硼酸试验配合比编号三乙醇胺/g硼酸/gMgO/gKHFoJg水/gFl2.51.48297.6202.490F22.52.98297.6202.490F32.55.96297.6202.490F42.57.44297.6202.490表41%三乙醇胺+硼酸试验配合比编号三

5、乙醇胺/g硼酸/gMgO/g KH2PO4g水/gF550.74297.6202.490F651.49297.6202.490F752.98297.6202.490F853.72297.6202.4903、结果及讨论3.1三乙醇胺对磷酸镁水泥凝结时间及抗压强度的影响加入不同量的三乙醇胺测试凝结时间，关系曲线如图1所示，试验中当三乙醇胺掺量为30%时，初凝2： 02 30，三乙醇胺掺量为25%时，初凝时间45 45，由于掺加量为25%、30%的凝结时间过长，导致图 表不能详细显示时间随含量的变化曲线，因此，图1只取到掺量为20%的凝结时间的试验结果。图2为磷 酸镁水泥抗压强度随三乙醇胺缓凝剂的掺

6、量变化而变化的曲线。20:107 4 18 6 T 2 3 4 7:4:1 %5: !IIOO0 I 4 IO 20 25 30 三乙薜胺/%图2三乙薛胺对抗压强度的影响三乙1胺/%图1三乙薛胺和凝结时间的关系曲线由图1可知，三乙醇胺掺量在5%以内，对凝结时间影响甚微，10%以后，凝结时间显著延长；4%是个 突变点，在4%以前，曲线出现极大值，由图可以看出在2%附近。在磷酸镁水泥中，三乙醇胺作为有机缓凝 剂，目前还未发现有相关论文涉及。关于缓凝剂机理，三乙醇胺是链状脂肪族胺，憎水基团是烷基，亲水基团是胺基，吸附MgO颗粒表面 形成阻水层，在一定时间内阻止水化快速进行，以达到缓凝的目的。由图2看

7、出，三乙醇胺对磷酸镁水泥抗压强度的影响非常明显。随着三乙醇胺掺量的增加，强度呈下 降趋势，掺量超过1%后，抗压强度降低程度非常明显。当掺量大于5%时，抗压强度下降50%左右。三乙醇胺过量添加导致强度降低可能是由于三乙醇胺分子吸附在MgO颗粒表面，导致部分MgO无法参 与反应，影响了组成强度结构的形成，从而降低了磷酸镁水泥的强度。3.2硼酸对磷酸镁水泥凝结时间的影响试验研究发现，硼酸在很低的掺量下，可以非常有效地延长磷酸镁水泥的凝结时间，当硼酸掺量达到2. 5%时，其初凝时间延长至17 min以上，终凝时间延长至20 min以上。如图3所示。21:3620:1018:4317:1715:5014

8、:2412:5811:3110:0508:3807:121.02.0硼酸/%初凝 终凝0.5 图3硼酸对凝结时间的影响由试验得出，硼酸在很低的掺量下即可有效地延长磷酸镁水泥的凝结时间，磷酸镁水泥随硼酸掺量的 增加，凝结时间逐渐延长。对强度的影响，在下面与复合型缓凝剂共同讨论。3.2硼酸-三乙醇胺复合缓凝剂对磷酸镁水泥凝结时间的影响将有机类和无机类缓凝剂按照一定的比例更合，掺加到磷酸镁水泥中，可以得到较好的缓凝效果。图 4、5分别是不同比例复合型缓凝剂对磷酸镁水泥凝结时间的影响。由图4、5可以看出，当硼酸掺量0.5%时，复合缓凝剂对磷酸镁水泥凝结时间的影响好于单独使用硼 酸时的效果。当硼酸用量超

9、过2%时，缓凝效果出现拐点，凝结时间开始下降。比较图4、5发现，1%三乙 醇胺缓凝效果要好于0. 5%的，主要体现在初凝和终凝的间隔时间增大。但是整体的凝结时间差别不是很大。从图1、3、4对比发现，复合型缓凝剂较单一型缓凝剂，其对磷酸镁水泥具有较好的缓凝效果。在考虑复合型缓凝剂对抗压强度的影响方面，由于当单独使用三乙醇胺缓凝剂，掺量超过1%时，对磷 酸镁水泥的抗压强度的降低就非常明显，复合型缓凝剂是否也会造成抗压强度的降低呢？本试验选取复合 型缓凝剂(0.5%三乙醇胺+2%硼酸)，与单独使用硼酸(2%)缓凝剂进行对比，试验结果如图6。Bd至蚓期士坦图6单一型与复合型缓凝剂分别掺入硝酸锲水泥后的强度曲线由图6可以看出，复合型缓凝剂不但没有降低强度，反而较单独使用硼酸做缓凝剂，其抗压强度还略 有提高。3、结论(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(differences between 硼酸 and 硼砂，cost?) 0(2)当三乙醇胺掺量增加到25%以上时，其初凝时间可延长至45 min以上，但是随着三乙醇胺掺量的增 加，其急剧降低磷酸镁水泥的抗压强度。(3)三乙醇胺和硼酸进行复配制出的复合型缓凝剂，可以有效地延长磷酸镁水泥的凝结时间，且在一定 范围内不会降低磷酸镁水泥的抗压强度。