劉俊霞，李忠育，張茂亮，海 然

（1.中原工學(xué)院建筑工程學(xué)院，河南 鄭州 450007；2.河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司）

磷酸銨鎂水泥（MAPC）是由磷酸二氫銨（NH4H2PO4）、重?zé)齅gO和緩凝劑組成的一種高性能膠凝材料，具有凝結(jié)硬化快、早期強(qiáng)度高、抗凍性、耐熱性和體積穩(wěn)定性好以及良好的黏結(jié)性能等優(yōu)點(diǎn)［1］。MAPC在水化過(guò)程中產(chǎn)生的氨氣具有一定的增塑性，但控制不好會(huì)大量溢出對(duì)環(huán)境帶來(lái)影響，為了避免產(chǎn)生污染風(fēng)險(xiǎn)，較多學(xué)者采用KH2PO4代替NH4H2PO4制備磷酸鉀鎂水泥（MKPC），水化產(chǎn)物KMgPO4·6H2O（MKP）與NH4MgPO4·6H2O（鳥(niǎo)糞石）具有相似的結(jié)構(gòu)，MKPC與MAPC的性能十分接近［2］，MKPC和MAPC統(tǒng)稱(chēng)為磷酸鎂水泥（MPC）。MPC不僅具有優(yōu)異的力學(xué)性能，而且制備工藝簡(jiǎn)單，不需要燒制過(guò)程、生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)線，因此國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)者展開(kāi)了大量研究，并取得了可喜的研究成果。

與傳統(tǒng)無(wú)機(jī)膠凝材料相比，MPC成本極高、性能相對(duì)單一，在耐水性、耐腐蝕性和彎拉變形性能方面不盡如人意，因此增強(qiáng)改性材料也成為MPC必不可少的組分之一。目前，MPC的改性研究主要集中在礦物摻合料和纖維兩個(gè)方面［3-4］。礦物摻合料通過(guò)填充效應(yīng)和火山灰效應(yīng)改善MPC的耐水性和耐腐蝕性，并能夠大幅降低MPC的成本；纖維則通過(guò)宏觀的增強(qiáng)阻裂作用改善MPC的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性和變形性能。其中，礦物摻合料不僅影響了MPC的宏觀性能，而且改變了MPC的水化過(guò)程、水化產(chǎn)物和微觀結(jié)構(gòu)及其拌合物的流變性能［5-7］。因此，系統(tǒng)地總結(jié)礦物摻合料MPC的水化機(jī)理、微觀結(jié)構(gòu)和宏觀物理力學(xué)性能，分析目前研究和應(yīng)用中存在的問(wèn)題，對(duì)改善其宏觀性能、制備工藝和經(jīng)濟(jì)實(shí)用性具有深遠(yuǎn)的意義。

1 礦物摻合料對(duì)MPC水化機(jī)理和產(chǎn)物的影響

MPC的水化反應(yīng)機(jī)理有局部化學(xué)反應(yīng)機(jī)理和溶液-擴(kuò)散機(jī)理兩種解釋?zhuān)渲泻笳叩玫搅舜蠖鄶?shù)學(xué)者的贊同［8］。溶液-擴(kuò)散機(jī)理認(rèn)為MPC水化反應(yīng)過(guò)程可概括為：重?zé)齅gO和NH4H2PO4或KH2PO4與水混合后，磷酸鹽迅速水解為PO43-、H2PO4-、H+等使溶液呈酸性，部分重?zé)齅gO在酸性溶液中電離出Mg2+，兩者迅速發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，生成磷銨鎂鹽絡(luò)合物水化凝膠MgNH4PO4·6H2O，而未水化MgO顆粒作為次中心質(zhì)，被水化產(chǎn)物包裹并結(jié)成一個(gè)連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體，從而使MPC產(chǎn)生強(qiáng)度（見(jiàn)圖1，圖2）［9-12］。

圖1 硬化磷酸鎂水泥XRD譜圖［10］XRDpatterns of hardened magnesium phosphate cement［10］

圖2 MPC水化28 d掃描電鏡圖片［12］Fig.2 SEM image of MPC hydration for 28 days［12］

仝萬(wàn)亮［13］研究了粉煤灰對(duì)MPC水化產(chǎn)物組成的影響，結(jié)果表明粉煤灰摻入后MgNH4PO4·H2O和MgNH4PO4·6H2O的XRD衍射峰強(qiáng)度均明顯減弱，并隨著粉煤灰摻入量的增大MPC的反應(yīng)產(chǎn)物結(jié)晶度降低，硬化漿體致密性下降。純MKPC水化極快，水化產(chǎn)物來(lái)不及吸收結(jié)晶水易生成中間相MgKPO4·H2O，摻入粉煤灰或偏高嶺土等礦物摻合料，可使中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為最終產(chǎn)物，并通過(guò)活性礦物摻合料2次水化的產(chǎn)物填充裂紋，XRD譜圖顯示加入粉煤灰或偏高嶺土后除MKP外基本無(wú)其他水化結(jié)晶產(chǎn)物［14］。TAN等［15］在MKPC的60 d試件斷面SEM圖中觀察到MKP晶體，而摻入20%礦渣后，SEM圖中則觀察到礦渣填隙于MKPC水化產(chǎn)物的孔隙中，XRD譜圖分析進(jìn)一步證實(shí)摻入20%礦渣的MKPC不同齡期的水化產(chǎn)物的主要晶相仍為MKP、未反應(yīng)MgO和少量惰性Mg3Ba2O3晶體。LV［16］、李國(guó)新［17］和ZHANG等［18］分別研究了礦渣和赤泥摻 入后對(duì)MKPC硬化結(jié)構(gòu)水化產(chǎn)物的影響，其研究結(jié)果與文獻(xiàn)［15］基本一致。綜上所述，粉煤灰、礦渣、偏高嶺土和赤泥等礦物摻合料的摻入不影響MPC的水化產(chǎn)物種類(lèi)，但能夠降低水化產(chǎn)物的結(jié)晶程度，提高硬化結(jié)構(gòu)的密實(shí)度。

2 礦物摻合料對(duì)MPC水化反應(yīng)速率的影響機(jī)制

MPC水化的實(shí)質(zhì)是酸堿中和反應(yīng)為基礎(chǔ)的化學(xué)反應(yīng)［19］，反應(yīng)主要分為吸熱和放熱兩個(gè)階段，并以放熱過(guò)程為主［20］。磷酸鎂水泥加水后磷酸鹽率先溶解出PO43-和H+，此階段為吸熱階段，水化過(guò)程中第一個(gè)放熱峰源自氧化鎂在酸性溶液中溶解出Mg2+，第二個(gè)放熱峰對(duì)應(yīng)于Mg2+、NH4+、HPO42-、PO43-等離子間反應(yīng)生成水化產(chǎn)物［21］，水化產(chǎn)物開(kāi)始形成時(shí)，水化放熱非常集中且反應(yīng)迅速，溫度先上升到最大值后開(kāi)始降溫。MPC的水化和放熱特性，不僅會(huì)對(duì)施工設(shè)備造成損害，還會(huì)引起溫度應(yīng)力并導(dǎo)致水化結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的溫度裂縫，從而降低MPC的宏觀性能，給MPC的實(shí)際工程運(yùn)用造成一定障礙。

為了控制MPC反應(yīng)時(shí)間和降低放熱速率，通常摻入硼砂延緩水化產(chǎn)物的生成和凝結(jié)。一般認(rèn)為：硼砂水解后釋放出B4O72-，吸附在MgO表面并與Mg2+形成阻礙層，阻礙MgO溶解以及H2PO4-與MgO接觸，從而達(dá)到緩凝目的［22］。相關(guān)領(lǐng)域的研究者認(rèn)為，控制MgO和磷酸鹽的溶出速度、pH、體系溫度、粉體細(xì)度和摻入礦物摻合料、復(fù)合緩凝劑等化學(xué)反應(yīng)因素也能有效地起到緩凝作用。

夏錦紅等［23］指出MPC反應(yīng)速度是由漿體中H+和OH-的濃度決定的，在反應(yīng)開(kāi)始前有效地控制住H+和OH-的濃度，可達(dá)到緩凝的目的。摻入粉煤灰后，微細(xì)顆粒吸附在磷酸根表面，延緩了水化反應(yīng)，從而延遲了放熱峰的出現(xiàn)，同時(shí)粉煤灰取代了部分鎂、磷組分，導(dǎo)致參與反應(yīng)的物質(zhì)減少，水化過(guò)程的總放熱相應(yīng)減少［24］。趙思勰等［25］研究了粉煤灰摻量對(duì)MKPC早期水化熱總量的影響，結(jié)果表明隨粉煤灰摻量的增加，早期水化熱呈現(xiàn)出先減小后增加的變化規(guī)律，當(dāng)粉煤灰摻量大于20%時(shí)，硼砂含量相對(duì)減少，緩凝效果不明顯，早期水化反應(yīng)釋放的熱量更多?；谂c粉煤灰相似的作用機(jī)理，礦渣摻量為10%時(shí)，MKPC的凝結(jié)時(shí)間從17 min增加到65 min，并隨著礦渣摻量的增加而增長(zhǎng)，基本可以滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)施工對(duì)凝結(jié)時(shí)間的要求［15］。文獻(xiàn)［12］以赤泥為礦物摻合料制備MPC，試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明赤泥能夠明顯降低MPC的峰值溫度和延長(zhǎng)凝結(jié)時(shí)間；MPC在水化11 min時(shí)達(dá)到峰值溫度94.6℃，而赤泥摻量為40%的MPC則在水化26 min時(shí)達(dá)到峰值溫度63.0℃，赤泥MPC的初凝時(shí)間也從13 min增加到25 min。綜上所述，加入礦物摻合料后磷酸鎂水泥組分減少，放熱總量減少且放熱頂峰時(shí)溫度降低，由于礦物摻合料吸附作用導(dǎo)致MPC各組分反應(yīng)減緩，MPC整體水化速率降低，凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)。

3 礦物摻合料對(duì)MPC孔結(jié)構(gòu)的影響

MPC水化后快速凝結(jié)硬化導(dǎo)致水化產(chǎn)物細(xì)小且結(jié)晶程度較低，水化產(chǎn)物之間存在微孔和裂紋。一方面MPC新拌料在水化初期溫度升高，部分水蒸氣和氣體快速逸出，并在硬化結(jié)構(gòu)中形成連通孔隙，因而降低其耐水性和耐蝕性。另一方面MPC水化過(guò)程中產(chǎn)生的蒸汽，特別是MAPC水化過(guò)程中生成的氨氣，在硬化前未能逸出而滯留于硬化結(jié)構(gòu)中形成封閉微孔，降低了MPC的致密性。QIN等［26］觀察發(fā)現(xiàn)MPC砂漿只有一半的孔隙直徑小于1μm，說(shuō)明MPC砂漿比硅酸鹽水泥砂漿的孔隙率高，并且MPC的孔隙多為氣孔而非毛細(xì)孔。董金美等［27］的試驗(yàn)結(jié)果表明，MKPC的單位質(zhì)量孔體積隨著氧化鎂與磷酸二氫鉀質(zhì)量比的增加而增加，小于50 nm的孔隙減少而大于200 nm的孔隙增加；當(dāng)二者質(zhì)量比為1時(shí)，孔體積為40.0 cm3/g，小于50 nm和大于200 nm孔的體積分?jǐn)?shù)分別為24.5%和54.7%，當(dāng)二者質(zhì)量比為3時(shí)，對(duì)應(yīng)試驗(yàn)結(jié)果分別為76.3 cm3/g、9.0%和40.8%。MPC孔隙率和孔徑分布與水化硬化速度、水化初期的峰值溫度和凝結(jié)時(shí)間密切相關(guān)，MPC凈漿的黏度、水化反應(yīng)生成氣體的速率和產(chǎn)出量亦有一定的影響。

傳統(tǒng)觀念認(rèn)為，粉煤灰未參與MPC的早期水化，球狀粉煤灰顆粒填充在無(wú)定形水化產(chǎn)物中間，并與周?chē)乃a(chǎn)物黏結(jié)成一體，有效地填充于水化產(chǎn)物間的孔隙和溢水通道，從而細(xì)化MPC硬化結(jié)構(gòu)內(nèi)的孔結(jié)構(gòu)。MO等［28］發(fā)現(xiàn)未摻粉煤灰的MPC硬化結(jié)構(gòu)中觀察到空腔、未反應(yīng)的MgO和游離磷酸鹽，摻入粉煤灰后MgO、SiO2、Al2O3相互作用形成非晶態(tài)二次水化物，粉煤灰MPC的孔隙率顯著降低。近年來(lái)的研究表明，粉煤灰部分參與了MPC的早期水化反應(yīng)，粉煤灰中的玻璃狀SiO2和Al2O3溶解于MPC中，固相核磁共振證實(shí)了粉煤灰與MPC的反應(yīng)，反應(yīng)機(jī)理和產(chǎn)物尚未完全明確。XU等［29］研究發(fā)現(xiàn)，粉煤灰MPC的28 d硬化結(jié)構(gòu)中SiO2、Al2O3顆粒周?chē)鶆蚋采w著一層水化產(chǎn)物，與MPC的水化產(chǎn)物緊密連接，增強(qiáng)了粉煤灰與MPC砂漿基體間界面黏結(jié)性能。

偏高嶺土、赤泥和礦渣等礦物摻合料對(duì)MPC硬化結(jié)構(gòu)孔結(jié)構(gòu)的影響與粉煤灰類(lèi)似。文獻(xiàn)［26］的研究表明，加入7.5%偏高嶺土的MPC砂漿的總孔隙率顯著降低，隨著偏高嶺土取代水泥的量增加，MPC孔隙持續(xù)減少，偏高嶺土顆粒會(huì)填充孔隙或裂紋，同時(shí)為MPC水化產(chǎn)物吸附提供場(chǎng)所，作為晶核促進(jìn)水化產(chǎn)物生成。文獻(xiàn)［12］的研究結(jié)果表明，赤泥中鐵鹽和鋁鹽在水化過(guò)程中生成氫氧化鐵和氫氧化鋁，填充于MPC硬化結(jié)構(gòu)的孔隙中，從而明顯降低其總孔隙率，并細(xì)化孔結(jié)構(gòu)；當(dāng)赤泥摻量為20%時(shí)硬化結(jié)構(gòu)的總孔隙率從5.46%降低到2.29%，摻量為40%時(shí)孔隙率為3.20%。文獻(xiàn)［15］的試驗(yàn)表明，礦渣能夠顯著改善MPC的孔結(jié)構(gòu)、密實(shí)度和耐水性，摻量為30%時(shí)MPC在淡水或模擬海水中浸泡60 d后強(qiáng)度保留率大于1。

4 礦物摻合料對(duì)MPC流動(dòng)性的影響

MPC凈漿和砂漿的流動(dòng)性與普通硅酸鹽水泥有較大的差別，低水膠比漿體仍具備良好的流動(dòng)性，但黏度變化較大，原材料組成、顆粒粒徑和水膠比等是影響MPC流動(dòng)性的主要因素。常遠(yuǎn)等［30］的研究表明，MgO的顆粒越細(xì)，反應(yīng)越快，流動(dòng)性也就越差。段新勇等［31］的試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，隨著KH2PO4粒徑的減小，MKPC凈漿流動(dòng)度先增大后減小。HAQUE等［32］的研究結(jié)果顯示，隨著漿體中MgO含量的提高，漿體中固體顆粒的濃度提高，粒子相互之間移動(dòng)所受到的阻力加大，漿體覆蓋直徑減小，流動(dòng)性變差。除此之外，外加劑、緩凝劑種類(lèi)和摻量以及礦物摻合料也會(huì)影響MPC的流動(dòng)性。

基于粉煤灰顆粒球形玻璃狀形態(tài)的“滾珠”效應(yīng)，粉煤灰對(duì)于MPC漿體流變性能的影響結(jié)果和作用機(jī)理與普通水泥砂漿和混凝土類(lèi)似。LU等［33］的研究表明在相同水膠比條件下，隨著粉煤灰和偏高嶺土摻量的增加，流動(dòng)度呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。黃義雄［34］和田海濤等［35］的試驗(yàn)得出粉煤灰摻量為10%～20%時(shí)，MPC的流動(dòng)度達(dá)到最大，但摻量繼續(xù)增加流動(dòng)度逐漸降低，與文獻(xiàn)［33］的結(jié)論相一致。呂子龍［36］則認(rèn)為粉煤灰顆粒較細(xì)具有一定的吸水性，從而導(dǎo)致MPC的流動(dòng)度降低，并隨摻量的增大流動(dòng)度損失相應(yīng)增大。QIN等［37］試驗(yàn)結(jié)果表明，由于偏高嶺土顆粒為不規(guī)則板狀結(jié)構(gòu)，不具備粉煤灰所具有的微珠形態(tài)效應(yīng)，且比表面積較大，加入后導(dǎo)致MPC需水量增加，當(dāng)摻量為30%時(shí)MPC流動(dòng)度降低至基準(zhǔn)組的81.6%。赤泥具有較小的粒徑且礦物組成復(fù)雜，對(duì)MPC流動(dòng)性影響差異較大。文獻(xiàn)［12］的研究表明赤泥摻量為20%時(shí)，漿體流動(dòng)性從250.0 mm增加到272.5 mm，摻量繼續(xù)增加則流動(dòng)性呈下降趨勢(shì)。因此，粉煤灰、偏高嶺土和赤泥等的顆粒形態(tài)、礦物組成、微觀形貌和金屬離子種類(lèi)及其賦存狀態(tài)等資源特性存在較大差異，對(duì)MPC流動(dòng)性的影響的研究結(jié)果亦不一致。

5 礦物摻合料對(duì)MPC力學(xué)性能的影響

MPC具有快硬高強(qiáng)、早期強(qiáng)度發(fā)展非常迅速的特點(diǎn)，其3 h可達(dá)到28 d抗壓強(qiáng)度的80%左右，3 d與28 d強(qiáng)度差別不大，但抗折強(qiáng)度極低、脆性較大。因此，MPC凈漿和砂漿常用作修補(bǔ)砂漿、重金屬固封和金屬表面涂層。但是，MPC在水環(huán)境中水化硬化或長(zhǎng)期使用，硬化結(jié)構(gòu)在滲透水的作用下，部分未反應(yīng)的磷酸鹽緩慢溶出，后期參與水化的磷酸鹽減少，水化產(chǎn)物數(shù)量相應(yīng)降低，同時(shí)磷酸鹽水化產(chǎn)物在水中也受到一定的溶蝕和水解造成結(jié)構(gòu)密實(shí)度下降，從而造成抗壓強(qiáng)度顯著降低。MPC耐水性差的缺點(diǎn)勢(shì)必會(huì)影響其耐久性，從而限制其在實(shí)際工程中的應(yīng)用［38］。礦物摻合料能夠改善孔隙結(jié)構(gòu)，并形成具有耐水性的C-S（A）-H水化產(chǎn)物，能夠改善MPC的耐水性，但會(huì)在一定程度上弱化MPC的早強(qiáng)特性。

李十泉等［39］通過(guò)SEM分析顯示，MKPC凈漿中存在大量緊密聯(lián)結(jié)的MKP晶體物質(zhì)和膠結(jié)物質(zhì)，而10%粉煤灰改性試件中的粉煤灰顆粒大量填充于MKP晶體之間，削弱了MKP晶體之間的聯(lián)系，其抗壓強(qiáng)度比未摻試件降低約17%。溫金保等［40］試驗(yàn)得出，粉煤灰摻量從0提高至20%，MPC各齡期抗壓強(qiáng)度均呈下降趨勢(shì)。ZHENG等［41］的研究結(jié)果表明，MPC抗壓強(qiáng)度隨硅灰的摻量增加呈先增后減的趨勢(shì)，這是由于硅灰比表面積大，導(dǎo)致MPC的需水量增加，摻入量較大時(shí)硬化結(jié)構(gòu)的均勻性降低。ZHANG等［42］在MPC中加入偏高嶺土制備灌漿料，在氧化鎂與磷酸二氫鉀質(zhì)量比相同下，MPC的28 d抗壓強(qiáng)度隨偏高嶺土摻量的增加先增后降，偏高嶺土摻量為20%時(shí)抗壓強(qiáng)度最高，其機(jī)理與文獻(xiàn)［41］基本一致。WANG等［43］的研究表明，赤泥MPC中形成大量低晶Al-Fe-K-PO4相，其抗壓強(qiáng)度隨著赤泥的摻入而增加，但摻量過(guò)高會(huì)延緩反應(yīng)進(jìn)程和早期強(qiáng)度的發(fā)展。

毛敏等［44］的試驗(yàn)得出，粉煤灰、礦渣中的活性SiO2與MPC未反應(yīng)的Mg2+反應(yīng)生成MgSiO3，不僅可減少可溶性Mg2+濃度，而且MgSiO3還可堵塞水泥硬化體內(nèi)的毛細(xì)通道，改變體系孔結(jié)構(gòu)，減少孔隙率；同時(shí)，礦物摻合料作為超細(xì)填料能夠提高水泥硬化體的致密性，從而提高M(jìn)PC的抗?jié)B性。CHEN等［45］的研究結(jié)果表明，硅灰的摻入改善MKPC的耐水性。黃義雄等［46］的研究表明在水養(yǎng)護(hù)條件下，摻入30%粉煤灰可以改善MAPC的耐水性。相對(duì)于在自然養(yǎng)護(hù)條件下MPC力學(xué)性能的研究結(jié)果，礦物摻合料對(duì)水養(yǎng)和標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下MPC力學(xué)性能的影響和作用機(jī)理的研究較少，而且試驗(yàn)結(jié)果存在較大差異。

6 結(jié)論與展望

MPC體系中摻入礦物摻合料稀釋了重?zé)齅gO、NH4H2PO4或KH2PO4，阻礙了早期有效水化組分間的接觸，Mg2+和磷酸根離子間的反應(yīng)速度放緩，水化放熱總量、放熱速度和峰值溫度有不同程度的降低，但對(duì)凝結(jié)時(shí)間的影響結(jié)果并不一致。礦物摻合料微細(xì)顆粒的摻入增大了體系中粉體的比表面積，漿體的需水量相應(yīng)增大，而球形顆粒的“滾珠”效應(yīng)減少了各組分間的摩擦力，不同摻合料的礦物組成和金屬離子賦存狀態(tài)亦有差異，因此，礦物摻合料對(duì)MPC的流動(dòng)性的影響無(wú)明顯規(guī)律。礦物摻合料具有一定的反應(yīng)活性，水化反應(yīng)早期填充于MPC水化產(chǎn)物之間的孔隙中，水化后期與水化產(chǎn)物或未水化離子發(fā)生二次水化生成C-S（A）-H，從而降低MPC硬化結(jié)構(gòu)的孔隙率，改善其密實(shí)性和孔結(jié)構(gòu)，而礦物摻合料的摻入勢(shì)必降低體系中鎂、磷組分的含量，水化產(chǎn)物中鳥(niǎo)糞石的含量相應(yīng)降低，因而MPC的早期強(qiáng)度明顯降低，后期強(qiáng)度和耐水性的影響結(jié)果則不一定。

綜上所述，礦物摻合料的摻入使MPC的環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益明顯提高，在適宜摻量條件下仍具備快硬高強(qiáng)的特性，礦物摻合料的摻入能夠在不同程度上改變MPC的水化過(guò)程、硬化體結(jié)構(gòu)和物理力學(xué)性能，但作用機(jī)理和影響規(guī)律的研究相對(duì)薄弱，尤其是礦物摻合料在MPC水化過(guò)程中發(fā)生二次水化反應(yīng)的齡期、產(chǎn)物種類(lèi)和形貌未有定論，這也影響并決定了礦物摻合料MPC及其砂漿耐水性和耐久性，有必要進(jìn)行深入系統(tǒng)研究。該問(wèn)題的本質(zhì)是MPC的早期水化產(chǎn)物、硬化體結(jié)構(gòu)、水溶液離子賦存狀態(tài)和酸堿度等介質(zhì)條件，是否具備激發(fā)礦物摻合料的潛在反應(yīng)活性的能力，也就是說(shuō)礦物摻合料在MPC中發(fā)生二次水化反應(yīng)的可能性需要深入探討?；诖?，有必要研究MPC水化早期浸出液特性、礦物摻合料的潛在活性組分激發(fā)條件及其水化產(chǎn)物與鳥(niǎo)糞石、方鎂石共存的穩(wěn)定性。

除此之外，MPC砂漿作為海工、水工和軍事等重點(diǎn)工程的緊急修補(bǔ)材料，勢(shì)必會(huì)在極端和嚴(yán)苛的環(huán)境條件下施工，因此，有必要研究MPC和礦物摻合料MPC凈漿及砂漿在海水、淡水、鹽漬土、高溫和負(fù)溫等環(huán)境，以及上述環(huán)境條件耦合作用下的水化硬化過(guò)程、水化產(chǎn)物形貌、孔結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能，以確保其早期強(qiáng)度、黏結(jié)強(qiáng)度和體積穩(wěn)定性及其后期承載能力能夠滿(mǎn)足建筑結(jié)構(gòu)要求。事實(shí)上，礦物摻合料改性MPC的初衷除了降低成本之外，主要是為了利用其水化產(chǎn)物在水或潮濕環(huán)境中的穩(wěn)定性改善MPC的耐水性，另外，對(duì)于如何提高礦物摻合料在MPC水化后期二次水化反應(yīng)發(fā)生的可能性需進(jìn)一步深入系統(tǒng)研究。