水泥中的MgO膨胀是引起水泥安定性不良的根源之一,因而国家标准加以严格限制。同时,MgO膨胀又可以加以利用,补偿水泥混凝土的收缩。研究熟料中氧化镁的存在形态和膨胀性能,旨在进一步认识MgO膨胀的规律,充分利用高镁石灰石资源和提高水泥混凝土的耐久性,为研发、生产和应用高镁水泥提供指导。本文通过化学分析、岩相分析XRD、SEM、EDS等手段,研究了不同MgO含量及工艺制度下熟料的烧成及MgO存在形态,研究了高镁熟料在温度养护及掺和粉煤灰情况下的水化和膨胀性能,对熟料中氧化镁与其膨胀性能之间的内在联系及机制进行探讨。结果表明：(1)熟料中MgO含量提高,方镁石含量也随之提高,当熟料中MgO含量较高时,方镁石含量的增加速度会减慢。本实验所用熟料率值及工艺条件下,此转变点MgO含量为7.0%左右。(2)提高煅烧温度和加快冷却速度均减少熟料中方镁石的形成量。在高镁中低热熟料中,提高铝率会通过调节液相粘度与液相量的平衡影响到方镁石含量,使方镁石含量逐渐减少,硅率的提高也会使方镁石含量下降,但影响程度比较弱。(3)熟料中玻璃相是影响氧化镁的形态的重要因素,氧化镁含量的增加以及冷却速度的加快,使熟料中玻璃体的含量增加,分布在玻璃体中的非晶态氧化镁比例增加,从而减少以方镁石存在的氧化镁比例。(4)适量的MgO有助于改善熟料的烧成,但过高的含量(如本实验中9.0%)反而会降低熟料的烧成性能。另外,高镁中低热熟料中,铝率的提高有助于改善熟料的烧成性能,硅率的提高则会降低熟料的烧成性能。(5)在一定范围内,熟料方镁石含量越高,水泥净浆膨胀率越大。提高养护温度能极大的促进方镁石的水化,如本实验中7.0%MgO含量熟料在45℃下养护20d左右就能获得20℃下养护500d左右的方镁石转换率。水泥的膨胀率与方镁石含量及其水化速率大小基本一致。(6)粉煤灰对方镁石水化膨胀的影响主要归因于对方镁石水化膨胀应力的缓冲作用以及对方镁石水化反应的抑制作用。本文的研究表明,熟料中氧化镁存在形态受氧化镁含量、煅烧温度、冷却速度、率值等多种因素影响,而方镁石是产生膨胀的根源,其含量与非晶态玻璃体的含量密切相关。同时,水泥的膨胀还与辅助性胶凝材料的应用关系密切。综上所述,在实际生产和应用高镁水泥时,可通过控制氧化镁含量、优化工艺参数和掺加辅助性胶凝材料来设计和控制膨胀性能。