摘要 分析了磷酸镁水泥的制备，介绍了磷酸镁水泥凝结影响因素、强度影响因素研究现状，主要介绍了粉煤灰对两者的影响。

关键词 磷酸镁水泥 凝结时间 强度 粉煤灰

1 磷酸镁水泥的制备

磷酸镁水泥是由MgO、磷酸盐、缓凝剂及矿物掺合料按一定比例配制而成。其中，作为主要原料之一的MgO是由菱镁矿（MgCO₃）经1700℃左右高温煅烧而成。磷酸盐是生产磷酸镁水泥的另一种重要原材料，主要为水化反应提供酸性环境和磷酸根离子，目前配制磷酸镁水泥多使用磷酸二氢铵（NH₄H₂PO₄）。此外，磷酸氢二铵及正磷酸铵等其它磷酸盐也可以用于配制磷酸镁水泥，但有关的研究报道较少。为使磷酸镁水泥具有充分的施工操作时间，缓凝剂也是必不可少的组分之一。目前多使用硼酸盐（硼砂）作为磷酸镁水泥的缓凝剂^[1] 。掺合料主要包括粉煤灰、矿渣、填充料等。同时近年来随着我国煤炭的生产和消费，伴随产生了大量的煤矸石废弃物，在建筑行业中，煤矸石有着广泛的用途，可以用于制作胶凝材料，也可以用于骨料。煤矸石与活化煤矸石中的氧化铝的活性不同，可以用来作为磷酸镁水泥的掺合料。

2 磷酸镁水泥的性能及其影响因素

磷酸盐水泥具有强度高、凝结时间快的特点，而氧化镁颗粒活性与细度、P/M(n(磷酸盐)/n(氧化镁))比、水灰比、缓凝剂、掺合料、环境湿度和温度等都将会对磷酸镁水泥的各种性能造成影响。

2.1 矿加剂与矿物掺和料

陈兵等^[2]研究了粉煤灰、微硅粉和可分散性乳胶粉对MPC性能的影响，发现掺和粉煤灰不但可以降低MPC的成本，还可显著改善其流动性和延长凝结时间，其最佳粉煤灰掺量为40%-50%。李悦等^[3]研究了粉煤灰能够延长MPC的凝结时间，虽然早期强度降低，但是后期强度会稳定增加。汪宏涛等^[4,5]解释粉煤灰延缓MPC凝结时间的原因有二，一是粉煤灰的加入可能对原有体系起到了一定”稀释”作用，减少了反应物质的接触点；二是粉煤灰对磷酸盐的大量吸附作用，影响了体系的水化反应，起到了缓凝的作用。林玮^[6]也认为粉煤灰对磷酸根离子的吸附作用使得MPC的硬化反应得到一定的缓冲，从而延长凝结时间；粉煤灰微集料效应细化了孔结构，使机体的致密性提高。Gardner等^[7]在磷酸钾镁体系中掺入粉煤灰或矿粉，发现体系中有磷酸铝钾凝胶生成，表明体系中不仅有”稀释”作用，还有掺和料与MPC之间的化学反应发生。

Wagh^[8]指出氧化铝的溶解度远低于氧化镁。氧化铝在常温下不能与磷酸或磷酸盐反应，反应温度需在100-150℃。近年来，陈兵^[9,10,11]通过使用Al₂O₃和含有Al₂O₃的偏高岭土替代部分MgO制备磷酸盐水泥，利用MPC反应放热大的特性来激发Al₂O₃与磷酸盐反应，形成磷酸铝化学键和陶瓷，结果表明在MPC中掺入Al₂O₃和含有Al₂O₃的组分能明显提高MPC的强度和耐水性。

3 粉煤灰对磷酸镁水泥性能的影响