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磷酸盐水泥修补砂浆具有强度高、硬化快、粘结力强、体积稳定性好等优点,然而磷酸盐水泥修补砂浆也具有凝结时间快、水化放热剧烈、价格昂贵等缺点,这些缺点限制了其应用。本文通过研究表明,循环流化床灰(Circulating fluidized bed ash,CFB)可提高浆体早期强度、降低水化放热速率、提升抗冻性能、降低成本,具有较好的补偿收缩效果。本文首先分析了原料各组分配比对磷酸镁水泥(Magnesium phosphate cement,MPC)基本性能的影响,通过功效系数法优化了配合比参数,探究了常见减水剂与MPC体系的适应性。其次分析了CFB的物理化学性质,探究了CFB对MPC宏观性能如工作性、强度的影响,分析了CFB对MPC水化放热速率、水化放热总量的影响,从微观角度分析了含CFB的MPC体系形貌及水化反应机理。最后探究了CFB对MPC修补砂浆抗压强度、界面弯拉强度、粘结拉拔强度的影响,着重从耐水性、抗冻性、体积稳定性等方面分析了CFB对MPC修补砂浆耐久性能的影响。结果表明:(1)镁磷比(m(M)/m(P))、硼镁比(m(B)/m(M))、水胶比(m(W)/m(MPC))的不同对MPC体系的凝结时间、流动度、1.5h抗压强度、3d抗压强度有显著影响。(2)功效系数法获得多目标下的MPC最优配合比参数为m(M)/m(P)=3,m(B)/m(M)=0.12,m(W)/m(MPC)=0.10。木质素磺酸钙(MG)、氨基磺酸盐减水剂(ASP)、萘系高效减水剂(FDN)、聚羧酸减水剂(PC)对MPC体系的减水效果并不明显,但MG、PC与MPC体系的适应性优于ASP、FDN。(3)CFB具有较大需水性,一定自硬性和活性。MPC体系随着CFB掺量的增加,凝结时间逐渐缩短,浆体流动度逐渐减小,1.5h抗压强度逐渐增强;水化放热速率明显降低,水化放热总量降低;主要水化产物MgKPO4·6H2O的生成量减少,钙矾石生成量增多;CFB消耗了MPC体系液相中的H+和自由水含量。(4)CFB的加入有效提高了MPC修补砂浆早期的界面弯拉强度和粘结拉拔强度;降低了MPC修补砂浆的浸水弯拉强度、浸水粘结拉拔强度;冻融循环下,CFB掺量为5%10%时,MPC修补砂浆的界面弯拉强度保留率和粘结拉拔强度保留率均较高。(5)标准养护条件下,CFB的加入使MPC修补砂浆的干燥收缩率显著减小,具有较好的补偿收缩效果。综合多项性能指标,建议循环流化床灰在MPC体系中的最佳掺量为10%左右。