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自80年代至今,轻烧MgO作为水泥和混凝土的膨胀剂,已在我国三十多个大坝大体积混凝土工程中得到了成功的应用。轻烧MgO具有水化需水量少和水化产物稳定等优点,主要用于补偿大体积混凝土的温降收缩,可简化温控措施,节约工程投资,加快施工进程。但其不足之处是,若混凝土中轻烧MgO掺量过大,则会引起混凝土体积安定性不良,不仅达不到补偿收缩的目的,甚至还会引起混凝土强度急剧下降导致构筑物破坏。因此在现有国家标准中,将MgO掺量控制在了5%以内,但随之而来的问题是在该限制掺量内,混凝土的自生体积膨胀难以完全抵消温降收缩。根据众多学者所做的研究,混凝土的膨胀性能和轻烧MgO的安定性掺量,与轻烧MgO中方镁石的晶粒尺寸有关。故本论文引入方镁石粒径尺寸为纳米级的纳米MgO作为膨胀剂。本论文主要研究了硅酸盐水泥、普通水泥以及各掺30%粉煤灰的硅酸盐水泥和普通水泥中纳米MgO的最大安定性掺量;通过不同温度的水中养护,研究了纳米MgO和粉煤灰掺量对水泥浆体膨胀性能的影响;通过测试掺纳米MgO的水泥胶砂试件的强度,研究了纳米MgO掺量对胶砂试件强度的影响规律;通过XRD衍射试验,测试了掺纳米MgO的水泥净浆中方镁石的水化程度。研究结果表明:(1)纳米MgO在普通水泥和掺30%粉煤灰的普通水泥中最大体积安定性掺量均约为10%,在硅酸盐水泥和掺30%粉煤灰的硅酸盐水泥中最大体积安定性掺量分别约为10%和8%;而轻烧MgO在硅酸盐水泥和掺30%粉煤灰的硅酸盐水泥中最大体积安定性掺量均约为4%。(2)在40℃水中养护的硅酸盐水泥净浆试件,在相同掺量时掺轻烧MgO的水泥浆体365 d龄期时的膨胀量大于掺纳米MgO的水泥浆体的膨胀量。(3)粉煤灰对掺纳米MgO的普通水泥和硅酸盐水泥的膨胀具有抑制作用。(4)在20℃和40℃水中养护的胶砂试件,纳米MgO的水化膨胀对试件28 d和365 d龄期的抗折强度和抗压强度无害。(5)通过XRD衍射试验,在20℃和40℃水中养护至一年龄期的净浆试件中纳米MgO的水化速率较低。综上所述,纳米MgO可以作为膨胀剂用于水泥或混凝土中。在单掺纳米MgO或在掺轻烧MgO的基础上再掺纳米MgO,其水化膨胀可以更有效地补偿大体积混凝土的收缩。