论文部分内容阅读
磷酸镁水泥(Magnesium Phosphate Cement,简称MPC)是一种新型的无机胶凝材料,具有快硬早强,粘结强度高等独特性质,常用于道路、桥梁结构修补等工程。但是,与一般水泥基材料相比,MPC的主要原料——氧化镁制作工艺要求高、造价昂贵,并且水化热过大,这限制了MPC的工程应用范围。贝壳粉是一种绿色、环保的天然矿物材料。目前有关学者已将废弃贝壳粉代替自然填充料应用到混凝土和水泥砂浆中并起到一定幅度的改善效果。因此,本文将废弃牡蛎贝壳粉(Oyster Shell Powder,简称OSP)作为掺合料替代部分氧化镁制备MPC,并首先对OSP-MPC的静态力学性能展开研究,为进一步研究该材料的耐久性等提供基础,主要研究内容如下:(1)静态单轴压缩试验研究了OSP掺量对不同养护龄期下的MPC抗压强度、破坏模式、应力-应变曲线、弹性模量等静态力学性能的影响规律,结果表明:当OSP掺量为3%～6%,能够提高MPC早期强度,不仅可以改善MPC侧表面剥落破坏程度,而且还能够一定程度上改善MPC抗压力学性能。各组试件随着OSP掺量的增多,弹性模量呈降低趋势,不利于弹性模量的提高,但变形性能得到提升。(2)三点弯曲试验研究了OSP掺量对不同养护龄期下的MPC抗折强度、破坏模式、荷载-位移曲线、刚度和折压比等静态力学性能的影响,结果表明:各龄期掺量为3%的OSP的MPC抗折强度、刚度和折压比均达到最高,脆性破坏程度小,能够明显改善MPC脆性,提高试件承载力。(3)结合SEM和XRD分析了MPC在不同龄期下微观结构和水化成分的变化,揭示其对MPC力学性能的影响机制,结果表明:不同龄期下,随着OSP掺量的增加,3%掺量的OSP能够加快MPC中的主要水化产物MKP优先成核与结晶,提高MKP含量和结晶度,提高基体的密实度;OSP既有物理填充作用又有参与化学反应,适量未参与反应的OSP颗粒填充在空隙裂缝之间,提高了基体的致密度,而参与反应的OSP通过降低基体内部可溶性磷酸盐含量并优化孔隙结构,两者作用结合并通过与MKP的增强效应,共同提高MPC力学性能。