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一 课题目的及意义：
MgO 与水反应生成Mg(OH)体积增大，从而产生膨胀，人们利用MgO的膨胀特性来补偿大体积混凝土的温降收缩。MgO水化速度与煅烧温度有很大关系，煅烧温度在900～1200℃制备的MgO具有较好的延迟膨胀，对温降收缩的补偿效果较好。
在相同水胶比条件下，养护温度高，自由线膨胀率大，前期水化反应速率、水化程度大，抗压强度在14d之前随养护温度增大有所增大，后期强度随养护温度增大而减小；在温度一定的条件下，自由线膨胀率随水胶比增大而减小，抗压强度也表现出相同的规律。
用补偿收缩混凝土浇筑大体积混凝土结构，可补偿温度收缩和干燥收缩，提高混凝土结构的稳定性，提高抗渗抗裂能力。目前，氧化镁膨胀熟料作为补偿收缩材料之一，已被不断推广和使用。
目前，对于掺MgO、硫铝酸钙类膨胀剂的水泥胶凝材料性能的研究较多，对氧化钙类膨胀剂的研究较少。冯竟竟等人研究了养护温度对微膨胀复合胶凝材料的膨胀效能、强度、水化程度及微观结构的影响，认为提高养护温度能够促进膨胀剂的水化，水化早期产生较大的膨胀，强度的发展限制膨胀的发展，适度的膨胀对硬化浆体孔结构是有益的，可使大孔明显减少，过大的膨胀对孔结构造成不利影响；氧化钙和氧化镁膨胀机理大致相似，都有较大的温度敏感性，田倩等人对氧化镁复合膨胀剂膨胀性能的温度敏感性进行了研究，认为养护温度升高对活性较高的氧化镁膨胀剂的水化反应促进更大，明显加剧其膨胀性能。不同水胶比的掺氧化镁膨胀熟料的水泥硬化浆体的膨胀性能和力学性能也有差异，不同水胶比会影响复合胶凝材料的水化过程，进而影响到补偿收缩混凝土的性能。
有研究表明，高性能混凝土的抗压强度随水胶比的减少而增大，混凝土水胶比减小，其限制膨胀率有所增大。阎培渝等人对不同水胶比的补偿收缩胶凝材料的水化反应进行了研究，认为在高水胶比条件下，胶凝材料的最终化学结合水量与其水化活
性大小成正比；在低水胶比下，最终水化程度受动力学因素的影响，其化学结合水量增加幅度随水胶比的降低而明显降低，与其水化活性不成正比。
研究氧化镁复合膨胀剂膨胀效能的温度敏感性和机理。试验表明，活性值相对较高的氧化镁膨胀剂对温度更加敏感，温度增加可明显加剧其膨胀效能；养护温度的升高对活性值较高的氧化镁膨胀剂的水化反应促进作用更大。
二 水泥中氧化镁的膨胀机理：
在宏观上,掺MgO的水泥浆体的膨胀起因于Mg(OH) 晶体的生成和生长。Mg(OH) 晶体在局部区域内生成使浆体产生膨胀。膨胀主要取决于生成的Mg(OH) 晶体存在的位置, 其次还取决于Mg(OH) 晶体的尺寸。细小的聚集在MgO颗粒表面附近的Mg(OH) 晶体能产生较大的膨胀;而大的分散在MgO颗粒周围较大区域内的Mg(OH) 晶体引起的膨胀较小。膨胀的直接驱动力来自于Mg(OH) 晶体的肿胀力和结晶压力。在水化早期,Mg(OH) 晶体很细小, 浆体的膨胀主要起因于肿胀力,随着Mg(OH) 晶体的长大,晶体的结晶生长压力转变为膨胀的主要动力。在微观上,MgO又有单晶和多晶的水化机理。当单晶MgO遇水后会从立方结构变为Mg(OH) 的六方结构,体积的膨胀使晶体产生微裂纹。在早期,水化比较慢,水化主要取决于反应面,这个时期也叫诱导期。这个时期之后,水化继续进行,早期的裂纹有利于水化的进行。当Mg(OH) 层形成以后,反应由水分的扩散决定。单晶的完全水化需要要数周的时间。多晶MgO由于在晶界处有高的自由能,所以更容易发生水化。晶界可以一定程度的容纳Mg(OH) 层形成所产生体积的膨胀,当Mg(OH) 层继续膨胀而晶界无法容纳时,则多晶MgO破碎成许多小的单晶MgO,按上述单晶过程水化。
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