摘要
本工作采用粉煤灰(Fly ash,FA)替代一部分(≤30%)氧化镁对磷酸镁水泥(MPC)砂浆进行改性,研究了粉煤灰在MPC体系中的活性和作用机制,分析了FA对MPC物理力学性能和微观结构的影响。结果显示,FA在MPC体系中体现了复杂的物理和化学效应。球形粉煤灰颗粒具有滚动轴承的功能,优化了MPC的流动性;FA不仅填充了MPC的微孔隙、微裂缝,还体现了“晶核效应”,为MPC水化提供了成核位点,促进水化产物鸟粪石(MgNH_(4)PO_(4)·6H_(2)O)的生成,使MPC的微观结构变得致密,从而提高了MPC的力学性能。此外,在水化热激活下,FA中的Al_(2)O_(3)会参与反应,生成少量磷酸铝相无定型凝胶。
Fly ash(FA)was applied to modify magnesium phosphate cement(MPC)mortar by replacing a portion(≤30%)of magnesium oxide,and the reactivity and reaction mechanism of fly ash in the MPC system were investigated,the effect of FA on the physico-mechanical properties and microstructure of MPC was analyzed.The results showed that FA embodied complex physical and chemical effects in the MPC system.The spherical fly ash particles have the function of rolling bearings,which optimizes the fluidity of MPC;FA not only fills the micropores and microcracks of MPC,but also exhibits the‘nucleating effect’,which provides nucleation sites for the hydration of MPC,promotes the generation of the hydration product-struvite(MgNH_(4)PO_(4)·6H_(2)O),densifies the microstructure and improves the mechanical properties of MPC.In addition,after the activation of hydration heat,Al_(2)O_(3)from FA would participate in the reaction and generate amorphous aluminum phosphate gels.
作者
孟祥瑞
刘源涛
陈兵
王立艳
MENG Xiangrui;LIU Yuantao;CHEN Bing;WANG Liyan(State Key Laboratory of Ocean Engineering,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China;Shanghai Key Laboratory for Digital Maintenance of Buildings and Infrastructure,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China;School of Materials Science and Engineering,Jilin Jianzhu University,Changchun 130118,China)
出处
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第17期25-31,共7页
Materials Reports
基金
国家自然科学基金(52278265)
吉林省科技发展计划项目(20220203080SF)。
关键词
磷酸镁水泥
粉煤灰
作用机制
工作性
力学性能
magnesium phosphate cement
fly ash
reaction mechanism
workability
mechanical property
作者简介
孟祥瑞,2019年6月、2022年1月分别于北京林业大学和天津大学获得工学学士学位和硕士学位。现为上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院博士研究生,在陈兵教授的指导下进行研究。主要研究领域为特种水泥基材料与工程结构;通信作者:陈兵,上海交通大学长聘教授、博士研究生导师。2002年同济大学材料学专业博士毕业后到上海交通大学工作至今。目前主要从事新型水泥基复合材料方面的研究工作。发表论文200余篇,包括Cement and Concrete Research、Cement and Concrete Composites、Composites Part B、Construction and Building Materials等,自2019年以来,连续入选爱思唯尔中国内地土木与结构工程学科高被引学者。hntchen@sjtu.edu.cn;通信作者:王立艳,吉林建筑大学教授、硕士研究生导师。2001年获长春工业大学硕士学位,并到吉林建筑大学工作,2009年获吉林大学高分子化学与物理专业博士学位。目前从事磷酸镁水泥复合材料和光催化材料的研究。近年来,在Construction and Building Materials、Journal of Building Engineering、Journal of Materials Chemistry A、Journal of Power Sources、RSC Advances、Materials Science in Semiconductor Processing等国际刊物上发表SCI论文20篇。wlynzy@163.com。
