氧化镁混凝土在土木工程中应用越来越广泛和重要,经过近30年的研究,氧化镁混凝土已取得丰硕的成果。但是,镁质膨胀剂在混凝土中掺量及对其力学性能的影响方面,还存在一定的分歧:对混凝土的抗氯离子渗透性能影响方面也鲜见研究报道;基于以上原因,本文分别进行了相关研究,并从微观上进行了机理分析;同时,以混凝土抗压强度和抗氯离子渗透能力为指标,对氧化镁混凝土进行优化,以求能够配制出性能优良的氧化镁混凝土。　　 论文系统的研究了镁质膨胀剂、粉煤灰(FA)和硅灰(SF)对混凝土力学性能和抗氯离子渗透性能的影响,并建立了镁质膨胀剂与粉煤灰复掺的混凝土强度双参数模型,主要研究内容如下:　　 1.研究了不同掺量镁质膨胀剂、粉煤灰和硅灰对混凝土抗压强度的影响。研究结果表明:镁质膨胀剂掺量较低时(3％)能够改善混凝土的28d、90d与180d强度,最大改善幅度为6.7％;掺适量粉煤灰(30％)的氧化镁混凝土后期强度优于普通氧化镁混凝土;掺硅灰能够明显改善混凝土的7d、28d和90d抗压强度,提高量在2％～12％之间。镁质膨胀剂与粉煤灰复掺的混凝土抗压强度双参数模型预测结果与试验数据基本相符。　　 研究了不同掺量镁质膨胀剂、粉煤灰和硅灰对混凝土弹性模量的影响。研究结果表明:镁质膨胀剂掺量较低时(≤5％)能够提高混凝土的弹性模量,提高量在10％以内;掺入粉煤灰会使混凝土弹性模量降低;掺硅灰可提高混凝土的弹性模量,增幅约5％。　　 2.采用NEL法研究了不同掺量镁质膨胀剂、粉煤灰和硅灰两种掺合料对混凝土抗氯离子渗透性能的影响。研究结果表明:随着龄期的增加,180d时混凝土的氯离子扩散系数降为28d时的1/3左右,说明随着养护龄期延长,混凝土的抗氯离子渗透性能提高;掺加镁质膨胀剂(掺量≤50％)能够提高混凝土的抗氯离子渗透性能,最大提高幅度为21％;掺硅灰能改善氧化镁混凝土早期和后期的抗氯离子渗透性能;掺粉煤灰能有效改善混凝土的28d和90d的抗氯离子渗透性,平均改善幅度约20％,最大改善幅度可达50％。　　 从混凝土能够承受的最大变形出发,建立了抗氯离子渗透性模型,能够较好的解释试验结果;以抗压强度、混凝土扩散系数和膨胀率为评价因素对镁质膨胀剂的不同掺量进行了模糊评价,结果表明:用90d的试验数据进行模糊综合评价,镁质膨胀剂掺量在8％与3％时混凝土性能较好;用180d的试验数据进行模糊综合评价,镁质膨胀剂掺量在3％与5％时混凝土性能较好。　　 3.运用扫描电镜观察研究了水泥中氧化镁、粉煤灰和硅灰的水化形貌,并通过SEM及孔隙率测试,用孔隙率理论对上述试验结果进行了分析和探讨。结果表明:镁质膨胀剂在水泥中水化产物主要呈六方板状,易聚集,晶体尺寸少于0.1μm:用30％粉煤灰替代水泥后,水镁石由六方板状变成针状晶体,膨胀应力下降,混凝土的局部膨胀开裂的风险降低:外掺硅灰后,火山灰反应使得C-S-H凝胶增多,CH减少,结构更加致密,孔隙率降低,能提高混凝土的强度和抗氯离子渗透性;掺入膨胀剂使混凝土孔隙率略微增高,但微小孔隙增多,孔结构得到改善。