2.2 氧化镁的膨胀机理

氧化镁混凝土的自生体积膨胀，实质上是水泥结石产生的体积膨胀，骨料本身并未膨胀。这是它与混凝土因温度升高而引起膨胀的本质区别。因此，只要清楚了氧化镁水泥结石的膨胀机理，即明白了氧化镁混凝土的膨胀机理。

南京化工学院唐明述院士、邓敏教授、崔雪华教授等经过多年研究后认为，经过高温煅烧的方镁石（MgO晶体），水化过程很缓慢，在水化生成Mg（OH）₂过程中引起的自生体积膨胀出现得较迟；由氧化镁水化而来的Mg（OH）₂晶体的形成和发展，是水泥结石产生延迟性膨胀的源泉；氧化镁水泥结石的膨胀能来自于Mg（OH）₂晶体的肿胀力和结晶生长压力；水化早期的Mg（OH）₂晶体很细小，晶体的肿胀力是水泥结石膨胀的主要动力，随着Mg（OH）₂晶体的长大，晶体的结晶生长压力转变为膨胀的主要动力；氧化镁水泥结石的膨胀量取决于Mg（OH）₂晶体存在的位置、晶体的尺寸和形貌。即细小（块状和短柱状）的、聚集在氧化镁颗粒表面附近的水镁石晶体能产生较大的膨胀；粗大（针状或长柱状）的、分散在氧化镁颗粒周围较大区域内的水镁石晶体引起的膨胀较小。氧化镁水泥结石和混凝土的膨胀性能主要取决于氧化镁膨胀剂的质量和掺量，其次与环境温度、矿物掺合料的种类和掺量、水泥熟料的矿物组成和游离CaO含量等因素有关。另外，碱能促进氧化镁的水化膨胀，矿物掺合料对氧化镁的水化膨胀具有抑制作用，即浆体孔隙液碱度降低和结构多孔的共同作用使得氧化镁水化产生的膨胀较小。