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磷酸镁水泥(MPC)因其快凝、早强、高粘结性、可固化废弃物等优点备受国内外学者的关注,但其凝结过快、耐水性差的问题一直未得到解决。本文采用硅灰、磷酸氢二钾、氧化镁制备无需缓凝剂、水稳定性较好的新型磷酸镁水泥(硅磷酸钾镁水泥,简称MSPPC)。首先研究MSPPC的基本组分P/M(1/2-1/5)、W/C(0.16-0.20)、硅灰掺量(0%-20%)对其基本物理力学性能(抗压强度、抗折强度、凝结时间、流动度)的影响规律,试验龄期分别为3d、7 d、28 d、56 d;其次研究MSPPC的基本组分P/M、W/C、硅灰掺量对其耐水性的影响规律;最后结合MSPPC体系水化过程pH值变化、孔结构、XRD、SEM、TG-DSC等细微观试验对MSPPC的力学性能、水稳定性及凝结时间进行机理解释,揭示MSPPC的耐水机理、缓凝机理及反应机理。主要结论如下:1、MSPPC各龄期的抗压、抗折强度均随P/M的减小呈现先增加后减小的趋势,P/M为1/3时抗压、抗折强度最高,56d抗压、抗折强度分别达到113.16 MPa和18.07 MPa;随W/C的增大而减小;随硅灰掺量的增加呈现先增加后减小的趋势,硅灰掺量为15%时力学性能最佳。凝结时间随P/M的减小而增加;随W/C、硅灰掺量的增加而增加;流动性随P/M、W/C的减小而减小;随硅灰掺量的增加呈现出先增大后减小的趋势,硅灰掺量为15%时流动性最好。2、MSPPC水养护56 d的强度保留率随P/M、W/C的减小而增加;随硅灰掺量的增加而增加。室内养护条件下MSPPC的孔隙率随P/M的减小呈现先减小后增大的趋势,P/M为1/3时孔隙率最小;随W/C的增加而增加;随硅灰掺量的增加呈现先减小后增大的趋势,硅灰掺量为15%时孔隙率最小。水养护条件下,MSPPC的孔隙率较室内养护的增大,大孔所占比例较室内养护相比明显增加。3、MSPPC水化产物包括MgKPO4·6H20(MKP)、MgSi03及不定形的镁硅磷酸盐化合物。MSPPC的水稳定性与其体系中剩余磷酸盐的含量、水化产物类型、主要产物MKP的结晶度及水泥硬化体的孔隙率有关。4、MSPPC的凝结时间由磷酸根离子浓度、反应初始pH值、反应体系中Mg2+含量来控制,磷酸根离子浓度对MSPPC水化反应速率起主导作用。5、硅灰在MSPPC制备中所起的作用,一方面硅灰能够消耗体系中的OH-,降低反应体系碱性环境,使得反应环境有利于MKP的生成。另一方面硅灰参与反应后能够与体系中游离Mg2+反应生成MgSi03,调节体系中游离Mg2+的浓度。