旨在提高硫氧镁(MOS)水泥的耐水性，以硅酸作为改性剂引入至MOS体系中，分析了其对MOS水泥力学性能、体积稳定性和耐水性的影响，跟踪了掺入硅酸后的MOS水泥相组成、微观形貌和离子浸出浓度的变化，研究了水化硅酸镁(M-S-H)凝胶与MOS体系的共存性。结果表明：硅酸通过促进5Mg(OH)2·MgSO4·7H2O和水化硅酸镁凝胶的生长，提高MOS水泥的力学性能和体积稳定性。当掺入硅酸的MOS水泥浸水后，未反应的硅酸可持续与游离的Mg2+和OH-反应形成M-S-H凝胶，且5Mg(OH)2·MgSO4·7H2O和M-S-H凝胶具有良好的共存性，致使MOS水泥的耐水性提高。

氯氧镁水泥(MOC)具有质轻早强、导热系数低、耐火等优势, 但耐水性差限制了其在土木、建筑等工程的应用。为了提高MOC耐水性, 以含不同金属阳离子的可溶性硫酸盐作为改性剂, 分析了可溶性金属阳离子对MOC凝结时间、抗压强度和耐水性的影响, 探究了被改性后的MOC相组成、微观形貌和孔结构的变化规律。结果表明: Al3+、Fe2+、Cu2+与MOC料浆中的游离OH-可优先形成沉淀, 这抑制了Mg(OH)2的形成, 延缓MgO水化, 延长了凝结时间, 降低了MOC基体的总孔隙率, 提高MOC的耐水性。其中, 对MOC耐水性的改善效果从高到低依次为: Fe2+, Cu2+, Al3+, Na2+。此外, SO42-可通过与5Mg(OH)2·MgCl2·8H2O中Mg2+的吸附配位作用提高5Mg(OH)2·MgCl2·8H2O在水中的稳定性。

玻璃经常在溶液或者潮湿环境下使用，水的侵蚀会影响玻璃的物理和化学性质，甚至导致玻璃失效。近年来，通过采用多尺度计算机模拟方法，对简单玻璃体系与水相互作用过程和分子尺度反应机理的认识取得了较大进展。本文聚焦石英玻璃、钠硅玻璃和钠硼硅玻璃三个简单的模型玻璃体系，在阐明其耐水性起源的基础上，概述了玻璃与水分子相互作用过程和机理的最新进展，对进一步理解复杂体系玻璃的耐水性和开发新的功能玻璃具有重要的参考价值。

单一水玻璃发泡制备得到的保温材料具有不燃、质轻及导热系数低的优点, 但耐水性较差制约了其实际应用。本文利用四硼酸钠改性水玻璃, 采用低温烧结的方式制备得到保温材料。通过对该材料化学结构和物理性能的表征及离子浸出试验, 研究四硼酸钠对材料性能的影响效果。结果表明: 四硼酸钠能够有效降低材料中-OH的数量, 并使Si-O结构更加复杂, 从而提高材料的耐水性。当四硼酸钠的添加量为1%（质量分数, 下同）时, 其对材料中钠离子及硅酸根离子浸出的抑制效果最显著, 两者的离子浓度分别降低65.33%和45.02%。当四硼酸钠的添加量为3%时, 材料的软化系数可提高84.6%, 其抗压强度、导热系数和表观密度分别为0.46 MPa、0.046 W/(m·K)和123.1 kg/m3。

锰渣与再生砖骨料均属于大宗固废, 提升大宗固废利用率具有重要的环境效益和经济效益。本文利用锰渣、再生砖骨料等制备了免烧砖, 探究了锰渣掺量对免烧砖各项性能的影响, 且对其微观结构及有害物质浸出行为进行了分析。结果表明: 制备的免烧砖外观质量优良, 色泽均一, 尺寸标准; 结合强度要求和抗冻性要求, 锰渣掺量不超过10%(质量分数)时, 可制备出强度、耐水性和耐久性优异的MU20免烧砖, 锰渣掺量不超过15%时, 可制备出性能优异的MU15免烧砖; 掺适量锰渣的免烧砖中形成了较多的钙矾石相, 有利于强度发展。锰渣和再生砖骨料制备的免烧砖可以应用于人行道等市政工程, 应用效果良好。研究结果可为锰渣低碳资源化利用以及生态砖制品的生产和应用提供技术支持。

为了拓展氯氧镁水泥(MOC)的使用范围, 研究了缓凝剂(柠檬酸、硼酸、葡萄糖酸钠)对氯氧镁水泥凝结时间、抗压强度、电阻率、水化热和耐水性的影响, 同时采用X射线衍射仪分析了氯氧镁水泥改性后的水化产物。结果表明, 掺入缓凝剂会延长氯氧镁水泥的凝结时间, 当缓凝剂掺量达到0.75%(质量分数, 下同)时, 各组试样的28 d抗压强度较空白组分别下降了19.3%、16.7%和20.2%。缓凝剂的掺入降低了水泥浆体电阻率速率曲线和内部温度曲线的峰值, 推迟了水化放热速率曲线第二峰值出现时间, 即降低了氯氧镁水泥的水化速率, 改善了氯氧镁水泥放热集中的现象。缓凝剂能提高氯氧镁水泥的耐水性, 当硼酸掺量为0.75%时, 软化系数可达到0.79。

氯氧镁水泥具有高强度、强黏合力、耐磨、抗冲击、低碱性及低腐蚀性等优点, 作为无机胶黏剂和胶凝材料已在包括木材加工在内的众多行业中应用。但氯氧镁水泥的耐水性差, 严重影响了其规模化应用与推广。在保证氯氧镁水泥力学性能的条件下, 如何提高其耐水性成为氯氧镁水泥的研究热点。本文综述了近年来国内外在提高氯氧镁水泥耐水性方面的研究进展, 重点总结了不同外加剂应用于氯氧镁水泥改性的方法及作用机理。并对氯氧镁水泥在人造板等领域的发展前景进行了展望, 以期为高性能氯氧镁水泥的开发和应用提供理论与技术指导。

水玻璃基保温材料具有轻质、导热系数低的优点, 但其耐水性较差的问题亟待改善。将硼酸作为改性剂加入到水玻璃中, 采用中温烧结法制备保温材料, 通过对样品微观结构的表征和物理性能的测试, 以及耐水性浸出试验, 研究硼酸对水玻璃基保温材料性能的影响效果。结果表明, 硼酸能够调节材料中Si-O四面体的框架结构, 有效降低结构中的羟基数量, 并抑制溶液中硅酸根离子和钠离子的浸出, 提高材料的软化系数和耐水性能。当硼酸质量添加量为1.00%时, 软化系数从改性前的0.519增至0.701, 增加了35%。同时, 硼酸的加入能够使材料内部孔径分布更加均匀, 提高材料的抗压强度, 但是材料的导热系数和表观密度也会增加。经0.75%(质量分数)硼酸改性后的保温材料导热系数、表观密度和抗压强度分别为0.052 W/(m·K)、128 kg/m3和0.442 MPa, 满足保温材料的性能要求。

为了改善氯氧镁水泥(MOC)的耐水性, 资源化利用固废提钛尾渣, 向MOC中掺入提钛尾渣, 利用维卡仪、万能试验机、离子色谱仪、X射线衍射仪、扫描电镜、压汞仪等检测设备分析了提钛尾渣对MOC凝结时间、抗压强度、氯离子溶出率、相组成、微观形貌和孔结构的影响。结果表明: 未处理的提钛尾渣提高了MOC的总孔隙率和有害大气孔(直径>100 nm)含量, 降低了MOC的抗压强度和耐水性。经磨细工艺处理后的提钛尾渣改善了MOC体系中氧化镁颗粒的分散性, 促进了5Mg(OH)2·MgCl2·8H2O生长发育, 降低了MOC的总孔隙率, 提高了MOC的抗压强度和耐水性。MOC中掺入20%(轻烧粉质量计)经磨细工艺处理后的提钛尾渣后, 其28 d抗压强度和浸水28 d的强度保留系数最高, 分别可达102.4 MPa和0.88, 浸泡液中氯离子浓度可低至11.2 mmol/L。

研究了白光LED用K2SiF6∶Mn4+红色荧光粉湿热环境下的发光性能劣化规律及机理。结果表明, 环境中水汽的侵蚀可导致K2SiF6∶Mn4+荧光粉发光性能劣化, 且温度升高可加剧该劣化过程。85%湿度/70 ℃下处理6 h, K2SiF6∶7%Mn4+荧光粉相对亮度降至初始值的25%。荧光粉中Mn4+含量越高, 湿热条件下的性能劣化越显著。基于湿热处理前后荧光粉的XRD、表面形貌以及光学性能的对比分析, 发现湿热环境下K2SiF6∶Mn4+荧光粉的劣化主要是由于表面水汽侵蚀产物强吸收400~700 nm的可见光, 降低荧光粉的激发效率以及再吸收荧光粉的发射光。水热后处理可使K2SiF6∶Mn4+荧光粉颗粒尺寸增大, 结晶性提高, 从而显著改善其耐水性。85%湿度/70 ℃下处理6 h, 水热后处理K2SiF6∶7%Mn4+荧光粉的相对亮度仍可保持初始值的80%。