四元镁质胶凝材料是指以轻烧氧化镁粉作为主要原材料,以氯化镁、硫酸镁的混合溶液作为调和剂所形成的以氯氧镁矿物、硫氧镁矿物或二相混合物为水化产物的胶凝材料。文章拟利用海水作为拌合和养护用水,有效利用海水中的氯化镁、硫酸镁,制成四元体系镁质胶凝材料,并以经过加工的珊瑚礁作为骨料制备出一种高强度的镁质胶凝材料珊瑚混凝土,以满足我国海洋开发时岛礁工程的建设需求。本文首先利用物理化学的相关知识来计算硫氧镁晶须的反应熵,利用反应熵的大小判断在正常温度下,镁质胶凝材料中硫氧镁晶须生成的物理化学条件。在此基础上利用Mg O粉末、Mg Cl₂晶体、Mg SO₄晶体以及海水制成四元体系胶凝材料,通过改变Mg SO₄晶体用量来研究硫酸镁含量对于硫氧镁晶须数量及外貌的影响规律。参阅文献选择柠檬酸和磷酸二氢铵为外加剂,研究外加剂对于硫氧镁晶须生成数量及形貌的影响规律,同时对加入外加剂的水泥试件进行力学实验,研究外加剂对于镁质碱式盐水泥抗压、抗折强度的影响规律及其机理。采用经过优选的胶凝材料配比、珊瑚礁骨料以及海水混合搅拌,制备出高性能的镁质碱式盐珊瑚混凝土,研究浆骨比对镁质珊瑚混凝土的抗压、抗折以及抗劈拉强度的影响,并且利用柠檬酸和磷酸二氢铵对珊瑚混凝土进行改性,提高混凝土的强度。本文通过上述设计的试验方案,通过研究表明当Mg O:Mg Cl₂:Mg SO₄=1:0.1:0.11时,水泥基中出现的晶须最多,形态最好。同时利用柠檬酸及磷酸二氢铵改善了硫氧镁晶须的数量及形貌,经XRD衍射分析仪分析发现了硫氧镁晶须的131、311、318相。力学实验发现,1%含量的柠檬酸可使四元镁质胶凝材料的抗折强度增加130%,抗压强度增加36%。0.5%含量的磷酸二氢铵分别可使镁质胶凝材料的抗折强度和抗压强度增加24%和45%。最后通过对浆骨比的优化,以及硫氧镁晶须对珊瑚混凝土的增强增韧,制备出了混凝土抗压强度为38.6 MPa,抗拉强度和抗弯强度分别为6.75MPa和8.95 MPa的镁质碱式盐珊瑚混凝土。