硫氧镁水泥是一种生态型气硬性胶凝材料,由于该水泥组成体系复杂,水化不充分及水化产物的不稳定性,使得其物理性能、力学性能及耐久性较差,限制了其推广应用。本文结合X射线衍射、扫描电子显微镜和压汞试验,研究了掺化学外加剂硫氧镁水泥的强度和组织,阐明了硫氧镁水泥在硬化过程中组织结构演变的动力学规律及外掺料对硫氧镁水泥动力学规律的影响,揭示了化学外加剂对硫氧镁水泥的强化机理。通过研究硫氧镁水泥在浸水、浸酸溶液和浸硫酸盐溶液侵蚀环境下的水化产物和显微结构变化,提出了硫氧镁水泥腐蚀机理,并通过掺加聚合物和玻璃纤维实现了硫氧镁水泥的增韧。化学外加剂柠檬酸对硫氧镁水泥浆体中的Mg2+具有较强的螯合作用,抑制了Mg(OH)2相的生成,使得溶液中Mg2+、OH-、和SO42-更有利于结晶形成5Mg(OH)2·MgSO4·7H2O相,由于5Mg(OH)2·MgSO4·7H2O相形成的的组织结构强化了硫氧镁水泥强度。硫氧镁水泥石的强度主要取决于水化产物的物相组成和孔结构,其早期强度产生主要是5Mg(OH)2·MgSO4·7H2O相的生成和发展,强度发展阶段主要取决于孔隙率的降低和孔径的细化。未掺化学外加剂的硫氧镁水泥耐水性差,主要原因是未反应的MgO与水反应生成Mg(OH)2,水化过程产生体积膨胀引起水泥石开裂。掺入柠檬酸的硫氧镁水泥耐水性有了很大提高,主要是由于5Mg(OH)2·MgSO4·7H2O相的生成以及水泥石内部组织结构的改善。而掺入柠檬酸的硫氧镁水泥耐水性能,仍然受原料配比中摩尔比MgO/MgSO4和摩尔比MgO/MgSO4的较大影响,较高的摩尔比MgO/MgSO4和较低的摩尔比H2O/MgSO4有利于硫氧镁水泥耐水性能的提高。粉煤灰在改性后的硫氧镁水泥硬化体中具有很好的填充作用,使得孔隙率降低,孔径细化,耐水性能得到进一步提高。掺入粉煤灰和矿渣的硫氧镁水泥耐酸腐蚀性能和耐硫酸盐腐蚀性能均显著提高,矿渣对硫氧镁水泥耐腐蚀性能的改善效果优于掺粉煤灰。粉煤灰和矿渣对硫氧镁水泥耐腐蚀性能的改善,主要是由于其较细颗粒填充了硫氧镁水泥内部的孔隙,有效阻止了腐蚀溶液进入水泥石内部,从而提高了硫氧镁水泥抗腐蚀性能。聚合物的掺入降低了硫氧镁水泥浆体的粘度,表现出较好的流动性。同时聚合物还可以改善硫氧镁水泥的韧性、收缩性、耐腐蚀性及粘结性。聚合物在水泥体系中形成网状薄膜,并且与水泥水化产物联结在一起构成整体网络结构,增强了水泥石的内聚强度,改善了水泥硬化体的柔韧性和收缩性,限制了水泥浆内部裂缝的蔓延,阻止了部分有害物质侵入,改善了水泥自身的粘结强度和耐腐蚀性能。通过力学性能实验,确定玻璃纤维增强硫氧镁水泥基复合材料的水泥配比中适宜的MgO/MgSO4/H2O摩尔比、玻璃纤维最佳铺设方式以及合理掺量。应用有限元软件建立了玻璃纤维增强硫氧镁水泥板的抗折强度数值分析模型,预报了玻璃纤维增强硫氧镁水泥板的抗折强度,分析了纤维铺设方式和纤维掺量对其抗折强度的影响,并与相应的试验结果进行了对比验证。