摘要" ：為提高磷酸鎂水泥（MPC）的耐水性和耐硫酸鹽侵蝕性能以及降低施工成本，在MPC中摻入一定量的鐵鋁酸鹽水泥（FAC）制備出新型MPC-FAC復(fù)合水泥。通過測(cè)試經(jīng)歷標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28 d，又分別在清水和5% Na2SO4溶液中浸泡不同齡期后的MPC-FAC砂漿試件的質(zhì)量損失情況、抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度，與相同環(huán)境下的MPC砂漿試件進(jìn)行比較，借助SEM-EDS分析長(zhǎng)期浸泡的MPC和MPC-FAC砂漿的微觀形貌和化學(xué)元素組成。研究結(jié)果表明，F(xiàn)AC質(zhì)量分?jǐn)?shù)為38%時(shí)MPC-FAC砂漿的質(zhì)量損失率最小，抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度最高，耐水性和耐硫酸鹽侵蝕性能最強(qiáng);加入適量FAC使得MPC-FAC砂漿的密實(shí)性得到提高，顯著提升了MPC-FAC砂漿的耐水性和耐硫酸鹽侵蝕性。

關(guān)鍵詞 ：磷酸鎂水泥;鐵鋁酸鹽水泥;砂漿;長(zhǎng)期浸泡試驗(yàn);耐硫酸鹽侵蝕性能

中圖分類號(hào)：TU528.31"" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A"" 文章編號(hào)：1004-0366（2024）05-0146-07

磷酸鎂水泥（MPC，magnesium phosphate cement）是一種新型快硬性膠凝材料［1］，其具有凝結(jié)硬化快、早期強(qiáng)度高、與舊有混凝土相容性好、干燥收縮率小、耐磨性好、抗凍性能好且耐高溫等優(yōu)良特性［2-6］，在公路、橋梁等有快速修復(fù)需求的工程上具有廣泛的應(yīng)用前景。

既有研究發(fā)現(xiàn)MPC的耐水性較差［7］，主要表現(xiàn)為MPC處于水或酸堿鹽溶液中長(zhǎng)期浸泡后會(huì)出現(xiàn)力學(xué)強(qiáng)度大幅降低的現(xiàn)象。陳兵等［8］研究表明，將硅灰作為摻合料加入MPC可以提高M(jìn)PC的耐水性，其原因在于硅灰粉可以有效填充由于可溶性磷酸鹽析出而產(chǎn)生的孔隙，使MPC結(jié)構(gòu)體系更加致密，從而改善了MPC的耐水性能;胡華潔［9］發(fā)現(xiàn)摻入粉煤灰可以使MPC的耐鹽侵蝕性能更好，粉煤灰的顆粒細(xì)小，可以填充在水化產(chǎn)物之間，增加水泥密實(shí)度。此外，粉煤灰會(huì)與MPC發(fā)生反應(yīng)，生成的MgSiO3和Al（OH）3堵塞了毛細(xì)通道，大大提高了MPC的耐鹽溶液侵蝕性能;苑兆瑜等［10］研究發(fā)現(xiàn)，MPC在NaCl溶液中耐侵蝕性較強(qiáng)，高于其在Na2SO4溶液中的耐侵蝕性。此外，有研究表明，水硬性膠凝材料也可以提高M(jìn)PC的耐久性。ZHANG等［11］研究表明在MPC中摻入鋁酸鈣水泥（CAC）可使MPC的耐水性能提高。

本文在前人研究的基礎(chǔ)上，用一定量的鐵鋁酸鹽水泥（FAC）替代MgO，制備了一種新型的MPC-FAC復(fù)合水泥，研究了FAC摻量、浸泡齡期、清水和硫酸鹽溶液浸泡對(duì)MPC-FAC砂漿試件的影響，目的是改善傳統(tǒng)MPC耐久性不足的問題且有效降低施工材料成本。此外利用掃描電鏡能譜儀（SEM-EDS）研究FAC提高M(jìn)PC-FAC砂漿的耐水性以及耐硫酸鹽侵蝕性的機(jī)理。

1 試驗(yàn)方法

1.1 試驗(yàn)材料

（1） 重?zé)趸V

重?zé)趸V（MgO）顏色為淡黃色，由菱鎂礦直接煅燒而成，其化學(xué)成分見表1。

（2） 磷酸二氫鉀

磷酸鹽是磷酸鎂水泥組分中主要參與水化反應(yīng)的材料，本試驗(yàn)采用磷酸二氫鉀（KH2PO4）作為磷酸鎂水泥的磷酸鹽組分，從廣東穗鑫化工有限公司購(gòu)買。

（3） 緩凝劑

硼砂（Na2B4O7·10H2O），工業(yè)級(jí)，白色晶體，純度≥95%，從廣東穗鑫化工有限公司購(gòu)買。

（4） 鐵鋁酸鹽水泥

鐵鋁酸鹽水泥（FAC）采購(gòu)自山東淄博川峰建筑節(jié)能材料廠，其主要成分見表2。

（5） 細(xì)集料

本試驗(yàn)試件所用的細(xì)集料ISO標(biāo)準(zhǔn)砂采購(gòu)自廈門艾思?xì)W標(biāo)準(zhǔn)砂有限公司。

1.2 試驗(yàn)配合比

將氧化鎂、鐵鋁酸鹽、磷酸二氫鉀、硼砂、標(biāo)準(zhǔn)砂、水分別用M、FAC、P、B、S、W表示，粉料用C表示（C=M+FAC+P）。根據(jù)課題組之前的試驗(yàn)研究成果，試驗(yàn)選用的mP∶m（M+FAC）為1∶3，水灰比mW∶mB為0.2 膠砂比mS∶mC為1∶ 硼砂的用量為粉料總質(zhì)量的4%，具體配比見表3。

1.3 試樣制備

按照試驗(yàn)配合比將原材料進(jìn)行稱重混合，先將干粉慢速攪拌1 min，然后加入標(biāo)準(zhǔn)砂，慢速攪拌1 min 后加入水，繼續(xù)慢速攪拌30 s后，再快速攪拌90 s。攪拌完成后立即將MPC-FAC 砂漿倒入40 mm× 40 mm×160 mm的模具，并在振動(dòng)臺(tái)上振搗30 s，30 min后脫模。

1.4 試驗(yàn)方法

（1） 抗折、抗壓強(qiáng)度測(cè)試

根據(jù)《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法》［12］的規(guī)定進(jìn)行抗折、抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，測(cè)定其力學(xué)性能。

（2） 耐鹽溶液侵蝕試驗(yàn)

參照《混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性試驗(yàn)方法》［13］，在試件標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28 d后進(jìn)行試驗(yàn)。試塊分別在清水和5% Na2SO4溶液中長(zhǎng)期浸泡，為了保證溶液pH值穩(wěn)定，每30 d更換一次溶液。浸泡齡期至30 d、60 d、90 d、120 d、240 d、360 d時(shí)測(cè)其抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度，每30 d測(cè)試一次質(zhì)量損失率。

（3） 微觀測(cè)試

從試件中部取樣，試樣大小為長(zhǎng)寬小于1 cm，高小于0.5 cm，然后浸入到無水乙醇中終止水化，而后將其烘干進(jìn)行噴金處理，最后使用日本日立Regulus8100電子顯微鏡（SEM）觀察放大1 000倍的MPC和MPC-FAC的水化產(chǎn)物形貌并采用能譜儀（EDS）分析微區(qū)元素組成。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 質(zhì)量損失

圖1為 MPC和MPC-FAC砂漿試件分別在清水和5% Na2SO4溶液中浸泡不同齡期后的質(zhì)量損失率變化情況。由圖1可見，MPC與MPC-FAC砂漿試件的質(zhì)量損失率均隨浸泡齡期的增加而呈現(xiàn)出先下降后上升的變化趨勢(shì)。當(dāng)FAC摻量和浸泡齡期均相同時(shí)，質(zhì)量損失率為清水小于5%Na2SO4溶液。

由圖1（a）可見，基準(zhǔn)組M0組試件在清水浸泡過程中的前90 d的質(zhì)量損失率一直為負(fù)值，且在60 d 時(shí)最低，達(dá)到了-0.38%，說明在浸泡的前60 d M0組試件的基體質(zhì)量在逐漸增加，隨后質(zhì)量才開始逐漸損失，浸泡齡期至360 d時(shí)質(zhì)量損失率最大，達(dá)到了2.16%。 MPC-FAC 試件的變化趨勢(shì)與M0組相似，M1～M5 各組試件前120 d的質(zhì)量損失率一直為負(fù)值，且在60 d時(shí)均達(dá)到最小值，分別為-0.58%、-0.64%、-0.68%、-0.73%、-0.72%，60 d后質(zhì)量損失率逐漸增大。經(jīng)歷360 d浸泡齡期后，M0～M5 6組試件在清水中的質(zhì)量損失率分別為2.16% 1.47% 1.41% 1.27% 1.13% 1.26%，M0組試件在清水中浸泡質(zhì)量損失最大。

而在5%Na2SO4溶液浸泡環(huán)境下［見圖1（b）］，各組試件的質(zhì)量損失率均在 60 d 時(shí)達(dá)到最低值，M0～M5 組依次為 -0.17%、-0.38%、-0.39%、-0.40%、-0.45%、-0.43%。各組試件的質(zhì)量損失率隨著浸泡齡期逐漸增大，各組試件經(jīng)歷360 d浸泡齡期后的質(zhì)量損失率分別為2.80% 2.03% 1.76% 1.71% 1.59% 1.67%，M1～M5各組質(zhì)量損失率均小于M0組在同樣條件下的質(zhì)量損失率。

以上結(jié)果說明在MPC砂漿中摻加FAC可有效減小MPC-FAC砂漿在清水及硫酸鹽溶液中長(zhǎng)期浸泡所產(chǎn)生的質(zhì)量損失，并提高了MPC-FAC砂漿的耐水性和耐硫酸鹽侵蝕能力，且在 FAC質(zhì)量分?jǐn)?shù)為38%時(shí)效果最為理想。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析，質(zhì)量損失主要原因?yàn)椋航菰谒械脑嚰?，水分子進(jìn)入試件的孔隙內(nèi)使水化產(chǎn)物逐漸水解，且隨著浸泡齡期的增大，基體內(nèi)部孔隙越來越多，基體表面的小氣孔結(jié)構(gòu)也逐漸變大，加劇了水化產(chǎn)物的進(jìn)一步水解，從而導(dǎo)致試件的質(zhì)量損失率不斷增加，并在浸泡后期質(zhì)量損失率上升逐漸加快。而各組試件長(zhǎng)期浸泡時(shí)的質(zhì)量損失率均呈先下降后上升的趨勢(shì)，這是由于在浸泡初期砂漿基體內(nèi)部存在一定量的未完全水化的MgO和硫酸鹽成分，浸泡液中的水通過基體表面的孔隙進(jìn)入基體內(nèi)部，促進(jìn)內(nèi)部的水化反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，繼續(xù)生成新的水化產(chǎn)物填充于水逆基體的內(nèi)部，因此在試驗(yàn)早期各組試件的質(zhì)量均發(fā)生增加，質(zhì)量損失率呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，而到了試驗(yàn)后期水化反應(yīng)基本結(jié)束，水和硫酸鹽溶液對(duì)水泥的侵蝕作用才顯現(xiàn)出來。

2.2 長(zhǎng)期浸泡下的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度

MPC和MPC-FAC砂漿試件在清水和25%Na2SO4溶液中浸泡不同齡期后的抗壓強(qiáng)度變化情況如圖2所示。

由圖2（a）可見，隨著浸泡齡期的增加，MPC和MPC-FAC 砂漿試件的抗壓強(qiáng)度先逐步增長(zhǎng)到一峰值，然后開始逐漸下降，其中M0組試件的抗壓強(qiáng)度在30 d時(shí)達(dá)到最大值，M1～M5各組試件在90 d時(shí)達(dá)到最大值。試驗(yàn)早期各組試件的抗壓強(qiáng)度均呈上升趨勢(shì)的原因是MPC和MPC-FAC砂漿的基體內(nèi)部還存在部分未水化完全的物質(zhì)，而清水為其繼續(xù)發(fā)生水化反應(yīng)提供了條件，在浸泡試驗(yàn)的初期基體內(nèi)部會(huì)繼續(xù)發(fā)生水化反應(yīng)，生成大量的水化產(chǎn)物即鳥糞石和鈣礬石［14］，這些新的水化產(chǎn)物使試件基體內(nèi)部更加致密，從而增加了試件的抗壓強(qiáng)度。

當(dāng)MPC和MPC-FAC砂漿試件的抗壓強(qiáng)度達(dá)到峰值后開始呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。各組試件在清水中浸泡360 d后，M0～M5各組試件的抗壓強(qiáng)度分別為24.1 MPa 37.8 MPa 40.8 MPa 44.0 MPa 46.5 MPa 44.8 MPa，其中 M4組試件的抗壓強(qiáng)度最大。較凍融試驗(yàn)前相比，在清水中浸泡360 d后的M0～M5各組試件的抗壓強(qiáng)度剩余率分別為77.24% 82.89% 86.44% 89.25% 89.08% 88.36%，其中M4組的抗壓強(qiáng)度保留率最大。由此可知，當(dāng)浸泡齡期達(dá)到一定階段時(shí)，隨著浸泡齡期的逐漸增加，MPC和MPC-FAC試件均出現(xiàn)了抗壓強(qiáng)度大幅下降的現(xiàn)象，說明在此階段各組試件的抗壓強(qiáng)度劣化都進(jìn)一步增加，其中M0組試件的抗壓強(qiáng)度下降最為明顯，從30 d時(shí)的32.4 MPa下降到360 d的24.1 MPa。其原因是在長(zhǎng)期浸泡試驗(yàn)的早期階段，MPC和MPC-FAC砂漿基體內(nèi)部繼續(xù)發(fā)生著水化反應(yīng)，其抗壓強(qiáng)度會(huì)有小幅度的上升，而到了試驗(yàn)的中后期階段，基體內(nèi)部的水化反應(yīng)基本結(jié)束，沒有新的水化產(chǎn)物生成，此時(shí)水化產(chǎn)物對(duì)于基體強(qiáng)度的加強(qiáng)效果逐漸減小。同時(shí)基體在浸泡過程中其內(nèi)部的MPC和FAC的水化產(chǎn)物會(huì)發(fā)生溶解析出，此時(shí)清水浸泡對(duì)MPC和MPC-FAC砂漿試件的破壞作用逐漸大于內(nèi)部水化反應(yīng)對(duì)基體的加強(qiáng)作用［15］。因此，MPC和MPC-FAC砂漿試件的抗壓強(qiáng)度開始逐漸降低，且隨著浸泡齡期的不斷增加，各組試件的力學(xué)強(qiáng)度下降幅度也愈大。

從圖2（b）中可以看出，各組試件的抗壓強(qiáng)度變化與在清水中長(zhǎng)期浸泡的試件類似，都隨著FAC摻量的增加其抗壓強(qiáng)度呈現(xiàn)先升高再降低的趨勢(shì)，當(dāng)FAC質(zhì)量分?jǐn)?shù)為38%時(shí)抗壓強(qiáng)度達(dá)到最高，浸泡前摻入38%FAC的試件的抗折強(qiáng)度為52.2 MPa，經(jīng)歷360 d的浸泡后下降到了42.8 MPa，且摻加FAC的試件抗壓強(qiáng)度均大于未摻加FAC的M0組試件。說明在MPC中摻入適量的FAC可以有效提升MPC-FAC的抗壓強(qiáng)度，且有效改善其耐久性能。在5%Na2SO4溶液中長(zhǎng)期浸泡的MPC和MPC-FAC 砂漿試件，與在清水中浸泡的試件相似，抗壓強(qiáng)度呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，M0組試件的抗壓強(qiáng)度在30 d時(shí)達(dá)到最大值，M1～M5各組試件在60 d時(shí)達(dá)到最大值，其原因與清水環(huán)境中的試件類似，Na2SO4溶液為試件基體內(nèi)部發(fā)生水化反應(yīng)提供了充足的水分，水化反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，在此期間試件的抗壓強(qiáng)度有小幅升高。當(dāng)抗壓強(qiáng)度達(dá)到峰值之后，6組不同配比試件的抗壓強(qiáng)度均開始呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。這是由于進(jìn)入到浸泡試驗(yàn)后期，除了MPC的水化產(chǎn)物MKP遇水發(fā)生溶解析出以外，試驗(yàn)后期Na2SO4溶液中的部分SO2-4進(jìn)入到基體內(nèi)部與Mg2+發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成硫酸鹽晶體，在基體內(nèi)部產(chǎn)生了新的結(jié)晶壓力［16］?；瘜W(xué)侵蝕與MKP的溶解析出共同作用于試件，加快了侵蝕劣化的速度。當(dāng)浸泡齡期達(dá)到360 d時(shí)，強(qiáng)度下降幅度最小的是M4組試件，其抗壓強(qiáng)度由試驗(yàn)初期的52.2 MPa下降至42.8 MPa，抗壓強(qiáng)度剩余率達(dá)到了81.99%，遠(yuǎn)高于M0組的73.08%，說明摻加FAC對(duì)MPC-FAC的耐硫酸鹽侵蝕性能提升明顯。

MPC和MPC-FAC砂漿試件在清水和5%Na2SO4溶液中浸泡不同齡期后的抗折強(qiáng)度變化情況如圖3所示。

由圖3（a）可見，隨著浸泡齡期的增加，MPC和MPC-FAC砂漿試件的抗折強(qiáng)度變化趨勢(shì)與抗壓度保持一致，呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，其原因也與抗壓強(qiáng)度相同，都是由于在浸泡試驗(yàn)的前期階段MPC和MPC-FAC水泥基體內(nèi)部繼續(xù)發(fā)生水化反應(yīng)，生成的水化產(chǎn)物填充于基體內(nèi)部的孔隙之中，提高了水泥基體的致密性，加強(qiáng)了試件的抗折強(qiáng)度。MPC和MPC-FAC砂漿各組試件在清水中浸泡達(dá)到360 d后，F(xiàn)AC質(zhì)量分?jǐn)?shù)為38%的試件中M4組試件的抗折強(qiáng)度最高，為7.85 MPa，較浸泡試驗(yàn)前的強(qiáng)度剩余率也最高，達(dá)到了86.07%，而M0組試件的抗折強(qiáng)度剩余率僅為68.26%，可見摻加FAC對(duì)MPC-FAC砂漿的耐水性提升效果較為顯著，而過量的FAC摻入則會(huì)對(duì)MPC-FAC砂漿的性能造成不利影響。

從圖3（b）中可以看出，MPC和MPC-FAC砂漿試件的抗折強(qiáng)度變化情況與抗壓強(qiáng)度基本一致，隨著浸泡齡期的增加呈現(xiàn)先升高再降低的趨勢(shì)，各組試件抗折強(qiáng)度上升的原因與抗壓強(qiáng)度類似，均是由于MPC和FAC繼續(xù)發(fā)生水化反應(yīng)以及有硫酸鹽晶體的生成，這些物質(zhì)填充于水泥基體內(nèi)部的空隙中提高了基體的密實(shí)度，使得抗折強(qiáng)度得以加強(qiáng)。之后各組試件抗折強(qiáng)度進(jìn)入下降階段，在5%Na2SO4溶液中浸泡360 d后，M4組試件的抗折強(qiáng)度最高，達(dá)到了7.53 MPa，抗折強(qiáng)度剩余率為88.05%；M0組試件的抗折強(qiáng)度最低，為6.54 MPa，抗折強(qiáng)度剩余率為82.57%?？梢姄郊覨AC可以使MPC-FAC的耐硫酸鹽侵蝕性能以及抗折強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，且FAC質(zhì)量分?jǐn)?shù)為38%左右時(shí)性能最佳。

2.3 掃描電子顯微鏡-能譜分析儀（SEM-EDS）測(cè)試分析

圖4為M0組和M4組試件在清水、5%Na2SO4溶液中浸泡360 d后的SEM圖像（放大倍數(shù)為1000倍），表4為圖4中對(duì)應(yīng)區(qū)域的EDS分析結(jié)果。

由圖4（a）可見，在清水中浸泡360 d的M0組砂漿基體中以棱柱狀晶體為主，分布零散且無規(guī)則，內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對(duì)疏松，反映了隨著侵蝕齡期的增長(zhǎng)會(huì)有部分磷酸鹽溶解的情況，晶體表面有少量無定形絮狀物。在晶體標(biāo)定區(qū)域1結(jié)合EDS分析可知：這些晶體均含有O、Mg、P和K元素，而P和K的原子百分比相近，這應(yīng)該是MPC的主要水化產(chǎn)物MKP，可能是在清水浸泡的過程中繼續(xù)水化生成的。由圖4（b）可見，M4組砂漿基體中未見棱柱狀晶體，而是形成了球形顆粒狀晶體簇，與M0組相比整個(gè)結(jié)構(gòu)表面較為致密，幾乎沒有較大的破損，在晶體標(biāo)定區(qū)域2結(jié)合EDS分析表明，該區(qū)域除MPC的水化產(chǎn)物外還存在FAC的水化產(chǎn)物。因此在MPC砂漿中摻入FAC可以在基體表面形成致密的保護(hù)層，在清水中浸泡的環(huán)境下能夠減少水對(duì)MPC-FAC砂漿基體的侵蝕。

由圖4（c）可知，在5%Na2SO4溶液中浸泡的M0組砂漿基體晶體多呈短柱狀且表面有細(xì)小的晶體附著，內(nèi)部空隙較大，這表明M0組基體在5%Na2SO4溶液中浸泡遭遇到的侵蝕比較嚴(yán)重。結(jié)合EDS分析可知，區(qū)域3內(nèi)含有O、Mg、P、K等元素，這是MPC的水化產(chǎn)物MKP，其中少量的S和Na元素應(yīng)是Na2SO4溶液滲入到了基體內(nèi)部，對(duì)基體形成了化學(xué)侵蝕。由圖4（d）可知，在5%Na2SO4溶液中浸泡的M4組砂漿基體結(jié)構(gòu)表面較為致密，晶體間空隙較小，但其表面也產(chǎn)生了裂紋，說明M4組基體也受到了侵蝕破壞。結(jié)合EDS分析可知，M4組基體中的少量Fe和Al元素均來自于FAC，可見顆粒狀填充物為FAC的水化產(chǎn)物，其中S和Na元素說明Na2SO4溶液也深入M4基體內(nèi)部造成化學(xué)侵蝕。由此得出，摻加FAC可以使MPC的結(jié)構(gòu)更加致密，阻礙了水的滲透和SO2-4的進(jìn)一步遷移擴(kuò)散，提高了磷酸鎂水泥的抗硫酸鹽侵蝕能力。

3 結(jié)論

（1） MPC-FAC砂漿試件在清水和5%Na2SO4溶液中浸泡不同齡期后的質(zhì)量損失率小于MPC砂漿、強(qiáng)度高于MPC砂漿，說明在MPC砂漿中摻入適量FAC可以提升MPC砂漿的耐水性和耐硫酸鹽腐蝕性能，且當(dāng)FAC質(zhì)量分?jǐn)?shù)為38%時(shí)，MPC-FAC砂漿的耐水性及耐硫酸鹽侵蝕性能最優(yōu)。

（2） 由SEM-EDS測(cè)試結(jié)果可知，加入適量FAC使得MPC砂漿的密實(shí)性得到提高，可顯著提升MPC砂漿的耐水性和耐硫酸鹽侵蝕性;在被硫酸鹽溶液浸泡后的水泥基體內(nèi)部檢測(cè)出了SO2-4，說明砂漿基體內(nèi)部的陽(yáng)離子可以與SO2-4發(fā)生反應(yīng)生成新的結(jié)晶物質(zhì)填充于孔隙中，進(jìn)一步提升了基體的密實(shí)度，從而改善了MPC耐水和耐硫酸鹽侵蝕的能力。

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Study on sulfate erosion resistance of composite magnesium

phosphate cement under long-term immersion environment

JIA Liang，CHEN Cen

（College of Civil Engineering，Lanzhou University of Technology，Lanzhou 730050，China）

Abstract ：A new type of MPC-FAC composite cement was created by mixing a specific proportion of ferroaluminate cement （FAC） into magnesium phosphate cement （MPC） in an attempt to increase the water and sulfate erosion resistance of MPC and lower the cost of construction.The mass loss and compressive and flexural strength of MPC-FAC mortar specimens after standard curing for 28 days were tested and immersed in water and 5% Na2SO4 solution at different ages，respectively，and compared with MPC mortar specimens under the same environment.The micromorphology and chemical composition of MPC and MPC-FAC after long-term immersion were analyzed by SEM-EDS.The results demonstrated that the MPC-FAC mortar with 38% FAC had the lowest mass loss rate，the highest compressive and flexural strengths，and the strongest resistance to water and sulfate erosion.The addition of an appropriate quantity of FAC enhanced MPC-FAC mortar's densification，which can significantly increase its resistance to water and sulfate erosion.

Key words ：Magnesium phosphate cement;Ferroaluminate cement;Mortar;Long-term immersion test;Sulfate erosion resistance

（本文責(zé)編：毛鴻艷）