磷酸镁水泥是一种新型无机胶凝材料,具有凝结速度快、早期强度高等特点,适合用于水泥混凝土路面病害的快速修复。本文在磷酸镁水泥基础配方(硼砂与氧化镁、磷酸盐与氧化镁的摩尔比B/M、P/M分别为0.05和0.25)的基础上对其进行复合改性,对不同磷酸盐组成的磷酸镁水泥净浆、砂浆进行基本性能试验研究,参照《公路水泥混凝土路面施工技术规范》(JTGF30—2003)对经复合改性之后的磷酸镁水泥进行混凝土配合比设计,对磷酸镁复合改性水泥砂浆、混凝土进行了相关耐久性试验研究。本文结合广东省产学研项目—水泥路面多功能快速修补材料研制及产品化,开展的研究工作主要包括以下几个方面:1、采用内掺法,掺加不同比例的粉煤灰、生石膏、普通硅酸盐水泥和多聚磷酸钠等掺合料或改性剂,对磷酸镁水泥基础配方进行复合改性,研究了其对磷酸镁水泥基础配方凝结时间及强度的影响,得到磷酸镁水泥综合性能最佳时各掺合料和改性剂占基础配方质量分数为:粉煤灰占10%,普通硅酸盐水泥为10%,生石膏占5%,多聚磷酸钠占 0.3%。2、对比研究了不同磷酸盐组成的磷酸镁水泥基础配方和复合改性之后水泥配方砂浆的耐久性能(包括抗冻性能、耐水性能、耐化学溶液侵蚀性能)。结果表明:磷酸镁水泥经复合改性后比基础配方具有更好的耐久性能,其中浸水7天之后的抗折强度损失较基础配方减少30%;由磷酸二氢钾配制而成的磷酸镁水泥比磷酸氢二氨配制成的综合性能更佳。3、对经复合改性之后的磷酸镁水泥进行混凝土配合比设计,确定了适合配制磷酸镁复合改性水泥混凝土的集料级配类型,当所用级配组成的混合料振捣密度最大时拌制的磷酸镁复合改性水泥混凝土强度最高;研究了集料力学特性对磷酸镁复合改性水泥混凝土抗压强度的影响,实验结果表明,压碎值较低的花岗岩制备得到的MPC混凝土具有比石灰岩制备得到的MPC混凝土具有更高的抗压强度。4、通过室内试验检验了新拌磷酸镁复合改性水泥混凝土的工作性,并掺加不同种类、不同比例的防水剂,制作成型磷酸镁复合改性水泥混凝土试件,再模拟外界环境条件进行了耐水性研究。结果表明,磷酸镁复合改性水泥混凝土具有良好的施工和易性,能满足水泥混凝土路面快速修复施工的要求,掺加适量防水剂之后的磷酸镁水泥混凝土耐水性能进一步提高。研究了其干缩性能,结果表明花岗岩制备的MPC混凝土比石灰岩制备的MPC混凝土具有更低的干缩值。5、研究了磷酸镁复合改性水泥混凝土材料抗渗性和耐腐蚀溶液侵蚀的性能。采用原子吸收分光光度计及压汞仪,分析了磷酸镁水泥胶砂及混凝土试件性能衰退机理。6、采用磷酸镁复合改性水泥净浆、砂浆、混凝土对广东省试验路S267线水泥混凝土路面病害进行修复,并跟踪修复之后的使用效果,结果表明其具有较好的施工性能和耐久性能。