磷酸镁水泥以重烧氧化镁、磷酸盐和缓凝剂硼砂为原料，不需经过高温煅烧，具有快凝快硬、早强高强、粘结强度高和与旧混凝土性能匹配等诸多优点，被广泛用作快速修补材料。而在当今对能源的巨大需求下，核能作为重要能源之一，在全世界得到了广泛应用。虽然核能的应用有足够的安全保证，但由于个别人为及自然灾害的原因，不可避免仍有核事故的发生，而事故一旦发生将对环境造成严重危害，因此研究针对核事故应急的快速修补材料十分重要。对于核应急的修补材料，不仅要求其能快速修补破损的建筑，而且尽可能对核素有较强的阻滞作用，防止放射性物质的扩散，造成后期环境修复的困难。前期研究表明，磷酸镁水泥对核素有较强的阻滞作用，在核废物固化方面已有大量的研究，同时作为修补材料，磷酸镁水泥也有较多的应用。因此，本文针对核应急的需求，对材料的制备及相关性能展开了系统研究，首先以工业级的重烧氧化镁、磷酸二氢钾、磷酸二氢铵和硼砂为原料制备新型的磷酸镁快速修补材料，并对其工作性、强度、粘结强度，以及修补材料的耐水性和化学稳定性进行了检测;其次，借助SEM、XRD、FT-IR等分析手段，研究了磷酸镁快速修补材料的微观结构、矿相组成和矿相化学组成，并对磷酸镁水泥的早期水化过程进行探讨;最后，掺入粉煤灰对其进行改性，研究粉煤灰对其性能的影响。　　研究结果表明:磷酸二氢铵与磷酸二氢钾混掺可使磷酸镁快速修补材料的放热速率得到明显的降低，放出氨气量减少，强度提高，满足了核应急环境的需要。硼砂掺量越大，对磷酸镁快速修补材料的缓凝作用越明显;重烧氧化镁细度越细，凝结时间越快;水灰比越大，流动度越大。根据试验结果确定磷酸镁快速修补材料基材的最优配方为:硼砂掺量B/M为0.02，水灰比为0.12，磷酸二氢钾与磷酸二氢铵之比为1∶1，重烧氧化镁细度为24.797μm。此配方1h抗折强度与抗压强度分别为5.7MPa、34.6MPa，90d的抗折强度与抗压强度可达14.7MPa和90MPa;耐水性好，无强度倒缩现象;干缩率小。　　在粉煤灰改性的磷酸镁快速修补材料中，粉煤灰掺量在一定范围内，对凝结时间无影响;随着掺量的增加，流动度和强度均逐渐减小，试块颜色由黄色向灰色逐渐转变;粉煤灰对基材的累计水化放热量的影响没有明显规律，却增大了水化放热速率。