快硬早强的超高性能磷酸镁水泥混凝土

随着城市化进程的不断推进，各类基础设施建设迅速发展，对工程材料的力学性能和耐久性提出了更高的要求。磷酸镁水泥（Magnesium Phosphate Cement, MPC）兼具硅酸盐水泥和陶瓷的特性，具有凝结硬化速度快、超早强、粘结强度高及体积稳定性好等突出优点，在交通、建筑、国防、能源和环保等领域取得广泛关注和应用，促进了行业的绿色低碳和可持续发展。

采用磷酸镁水泥与石英砂及微细钢纤维复合制备成的超高性能混凝土具有如下特征：

凝结硬化速度快，早期强度高；

凝结硬化过程无需任何养护措施；

粘结性能好；

体积稳定性好；

适用的环境范围较为广泛。

特别在强度方面，超高性能磷酸镁水泥混凝土的凝结时间为15～30min，2h抗压强度超过30MPa，6h抗压强度为60～80MPa，6h抗弯强度为15～20MPa；7d抗压强度可达150～170MPa，抗弯强度达30～35MPa；7d抗拉强度大于5MPa，开裂后表现出明显的应变硬化或持力软化行为特征。7d龄期后，超高性能磷酸镁水泥混凝土的强度依然能缓慢增长。由于凝结硬化速度快，且制备过程与施工工艺简单，超高性能磷酸镁水泥混凝土可以在施工现场快速浇筑施工，显著加快施工速度。

超高性能磷酸镁水泥混凝土在钢桥面铺装及钢桥面和混凝土桥梁快速修复等领域的成功应用，不仅展现出良好的施工性能、超高早期强度和优异的长期性能，也扩展了磷酸镁水泥等低碳新型胶凝材料的研究与应用范围，将会更有力地推动超高性能磷酸镁水泥混凝土在桥梁工程、机场跑道、结构防护与防爆及盐湖和滨海环境服役的混凝土结构中的应用。

由于独特的材料组成和水化反应机理，超高性能磷酸镁水泥表现出很多材料难以比拟的性能特点，包括低pH、低用水量、负温硬化、超早强与高强、干缩小、粘结强度高、优异护筋性、耐盐腐蚀和生物相容性好等。超高性能磷酸镁水泥的既有应用基本上也是围绕它的这些特性展开，如发挥快硬早强和高粘结等性能，实现结构快速修补加固，利用保护钢腐蚀和耐盐侵蚀等特性来为钢或混凝土结构表层提供防护，发挥低 pH和生物相容性等优势制备生物陶瓷材料等。从性能与应用角度而言，超高性能磷酸镁水泥甚至可作为一种功能材料，在诸多领域的研究和应用值得期待。来源：中国建材报，作者单位：重庆大学，贾兴文、秦继辉。