本书系统介绍氧化镁膨胀材料及其在水工混凝土中的应用，内容涵盖氧化镁的生产原料与工艺、晶体结构和品质特性，深入解析其水化机理与膨胀特性。在混凝土层面，重点讨论外掺氧化镁对开裂敏感性、膨胀性能及长期安定性的影响，并提出相应的调控方法。同时，介绍高镁水泥及其混凝土的生产技术、方镁石含量控制及抗裂性能。书中结合典型工程案例，展示氧化镁混凝土在实际工程中的应用价值。

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2005.09-2009.07 南京工业大学 材料科学与工程学院无机材料系 （材料学） 博 士 1995.09-1998.03 清华大学 水利水电工程系 （水工结构工程） 硕 士 1982.09-1986.07 武汉大学 河流力学及治河工程系（河流泥沙及治河工程） 学 士 （原武汉水利电力学院）1986.07-1991.02 中国三峡总公司（筹）工程技术部科技情报处/技术员/助理工程师 1991.02-1992.08 中国三峡总公司（筹）中国水利电力对外公司巴基斯坦贾米诺项目部/技术员/助理工程师 1992.08-1998.12 中国三峡总公司工程建设部工程技术处副处长兼试验中心技术负责人/工程师 1998.12-2004.10 中国三峡总公司工程建设部工程技术处处长兼试验中心技术负责人/高级工程师 2004.10-2007.06 中国三峡总公司工程建设部技术部副主任/教授级高级工程师 2006.09-2007.02 中国三峡总公司工程建设部技术部副主任/访问学者(美国西北大学、垦务局）/教授级高级工程师 2007.06-2011.03 中国三峡集团科技与环境保护部副主任/教授级高级工程师 2011.03-2014.12 中国三峡集团工程建设管理局副局长/科技委委员/教授级高级工程师 2014.12-2023.03 中国三峡集团发展公司执行董事、科技创新部主任、水工混凝土工程技术研究室主任/科技委常务委员/正高级工程师 2021.04 - 至 今 中国三峡集团水工混凝土工程技术研究室主任/科技委常务入选国家百千万人才工程，授予“有突出贡献中青年专家”，享受国务院政府特殊津贴，中国大坝工程学会大坝混凝土与岩石断裂力学专委会 副主任委员 RILEM（国际材料与结构研究实验联合会）混凝土膨胀控制技术委员会 委员 绿色建筑材料国家重点实验室学术委员会 委员 湖北省水力发电工程学会 理事长 绿色建筑材料国家重点实验室学术委员会 委员

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 混凝土材料体积稳定性与耐久性 2
1.1.1 混凝土材料面临耐久性挑战 2
1.1.2 高体积稳定性是混凝土材料高耐久性的必备条件 2
1.2 氧化镁膨胀水泥和混凝土的发展历史 3
1.2.1 常规膨胀水泥及外加剂简介 3
1.2.2 氧化镁膨胀剂的研发与大坝实践 4
1.3 水泥基材料中氧化镁的水化膨胀 5
1.3.1 氧化镁的水化反应 5
1.3.2 水泥熟料中方镁石的水化与膨胀 6
1.3.3 MEA的水化膨胀 8
1.3.4 影响MEA在水泥基材料中膨胀的因素 12
第2章 氧化镁膨胀材料的生产 15
2.1 氧化镁生产原材料 16
2.1.1 菱镁矿 16
2.1.2 其他来源 16
2.2 氧化镁生产工艺 17
2.2.1 生产窑炉选择 17
2.2.2 生产工艺流程 18
2.2.3 工艺参数控制 18
2.3 方镁石晶体结构 29
2.4 氧化镁膨胀材料品质特性 31
2.4.1 化学组成 31
2.4.2 细度 31
2.4.3 活性反应时间 32
2.4.4 砂浆试件限制膨胀率 33
第3章 氧化镁水化特性及膨胀机理 35
3.1 氧化镁微结构及其水化活性 36
3.1.1 氧化镁晶粒尺寸及晶格畸变 36
3.1.2 氧化镁微结构 39
3.1.3 氧化镁的水化活性 41
3.2 氧化镁在水泥中的水化机理 46
3.2.1 水化反应 46
3.2.2 水化产物 47
3.2.3 氧化镁的水化机制 48
3.3 氧化镁膨胀特性 49
第4章 外掺氧化镁混凝土 55
4.1 开裂敏感性 56
4.1.1 试验原理 56
4.1.2 试验方法 57
4.1.3 试验结果与分析 59
4.2 膨胀性能的影响因素 66
4.2.1 氧化镁掺量的影响 66
4.2.2 水胶比的影响 70
4.2.3 粉煤灰掺量的影响 71
4.2.4 养护温度的影响 71
4.3 混凝土微观结构及长期安定性 79
4.3.1 试验原材料 80
4.3.2 混凝土氧化镁安定性试验条件 81
4.3.3 混凝土氧化镁安定性评价指标 101
4.4 外掺MEA混凝土膨胀性能调控技术 112
第5章 高镁水泥及其混凝土 119
5.1 氧化镁在水泥中的赋存状态 120
5.2 高镁硅酸盐水泥的生产 123
5.2.1 适宜的水泥生产工艺及控制 123
5.2.2 中试生产 124
5.3 高镁水泥混凝土中氧化镁极限掺量的探讨 127
5.3.1 氧化镁极限掺量的试验方法 127
5.3.2 氧化镁极限掺量的判定标准 128
5.3.3 工程实践与理论需求 128
5.4 水泥中方镁石的定量调控技术 128
5.4.1 熟料矿物组成对高镁水泥性能及方镁石含量和尺寸的影响 128
5.4.2 生料细度对高镁水泥性能及方镁石含量和尺寸的影响 132
5.4.3 煅烧温度对高镁水泥性能及方镁石含量和尺寸的影响 133
5.4.4 冷却速度对高镁水泥性能及方镁石含量和尺寸的影响 138
5.5 高镁微膨胀中热水泥及混凝土抗裂特性 139
5.5.1 技术标准框架内容 139
5.5.2 关键技术指标 140
5.5.3 试验验证方法和结果 140
5.5.4 标准实施应用 142
5.6 高镁微膨胀低热水泥及混凝土抗裂特性 142
5.6.1 研究背景 142
5.6.2 技术标准框架内容 143
5.6.3 关键技术指标 143
5.6.4 试验验证方法和结果 144
5.6.5 评价指标 146
5.6.6 标准实施应用 146
第6章 氧化镁混凝土及高镁水泥的工程应用 149
6.1 氧化镁混凝土的施工 150
6.1.1 MEA 的掺加方式 150
6.1.2 氧化镁混凝土的搅拌 151
6.1.3 氧化镁混凝土的浇筑 154
6.1.4 氧化镁混凝土的养护 155
6.1.5 氧化镁混凝土通水冷却 155
6.1.6 氧化镁混凝土应用技术 156
6.2 氧化镁混凝土在典型工程中的应用案例 157
6.2.1 三江常态混凝土拱坝 157
6.2.2 马槽河常态混凝土拱坝 160
6.2.3 黄花寨碾压混凝土拱坝 164
6.2.4 龙滩碾压混凝土下游围堰 167
6.2.5 在其他土木工程中的应用 169
6.3 高镁水泥的典型工程应用案例 170
6.3.1 白鹤滩水电站 170
6.3.2 乌东德水电站 173
参考文献 177
附录 水泥胶砂压蒸安定性试验方法 180