Abstract:

为了最大限度地提高固废资源化水平，采用再生混凝土微粉（RCP）和矿粉（GGBS），制备3D打印地聚合物，研究了液固比、胶砂比及水胶比对3D打印地聚合物砂浆（3DPGM）可打印性和流变性能的影响机制，并基于响应面法（RSM）构建了流变-力学多目标优化模型。结果表明：液固比、胶砂比及水胶比通过改变浆体的流变行为，可显著调控3DPGM的可打印性；采用动态屈服应力表征可打印性，定量得出具有最优打印窗口（30 min）的配合比；基于方差分析建立动态屈服应力-抗压强度-黏结强度的RSM回归模型，其多目标优化方案预测的最优配合比为液固比0.482、胶砂比0.675、水胶比0.344。

Abstract:

研究了不同复合盐环境下Cl⁻与SO42-在水泥浆体中的耦合扩散。结果表明：对于普通硅酸盐水泥浆体，复合氯盐溶液中的SO42-早期会抑制Cl⁻扩散，后期则转为促进作用；与复合氯盐溶液相比，亚硫酸盐溶液中SO42-对Cl⁻扩散的抑制作用更强，但该抑制作用随浸泡时间延长而减弱；普通硅酸盐水泥浆体对Cl⁻的吸附能力较弱，在SO42-作用下释放的自由Cl⁻更易向浆体内部扩散，对Cl⁻总扩散进程影响显著；矿渣-水泥浆体在单氯盐、复合氯盐及亚硫酸盐溶液中的180 d自由Cl⁻扩散系数分别为0.96×10⁻¹²、0.81×10⁻¹²、0.77×10⁻¹² m²/s；矿渣-水泥浆体对Cl⁻的吸附能力较强，SO42-作用下表层浆体释放的自由Cl⁻易被内部浆体的水化产物重新吸附，对总体扩散进程影响较小。

Abstract:

考虑定量化表征水工混凝土的三维空隙结构几何形态参数，系统分析空隙结构几何形态参数的分布规律及内在相关性。同时，采用SHAP法开展可解释性分析，揭示输出目标与输入特征之间的复杂映射关系；基于深度神经网络（DNN）构建水工混凝土空隙形态特征与总空隙率的定量关联模型。结果表明：等效半径与磨圆度、空隙数量与熵、表面积与磨圆度之间存在较强的正相关性，欧拉特征数与分形维数呈现负相关性；对特征重要性进行排序，输入特征压缩至5个；构建的DNN预测模型训练集和测试集的决定系数分别为0.90和0.93，预测精度较高；本研究建立的空隙结构几何形态参数表征体系为水工混凝土性能优化提供了量化分析的工具模型与理论支撑。

Abstract:

为明确掺加碳纳米管固废混凝土声发射参数与损伤演化关系，对不同再生骨料取代率和碳纳米管（CNT）掺量的固废混凝土进行单轴压缩声发射试验，根据声发射参数构建了损伤本构模型，通过应变-损伤变量进行固废混凝土内部损伤分析。结果表明：当CNT掺量为0.10%时，固废混凝土抗压强度最大，能量、累计振铃计数及b值变化相对密实；碳纳米管固废混凝土失稳破坏伴随能量、累计振铃计数和b值的突变。所建立的损伤本构模型有效拟合了试件的应力-应变全曲线，损伤变量随应变的增加呈现S型增长趋势，该模型可准确描述碳纳米管固废混凝土的损伤演化过程。

Abstract:

开发了以内聚力模型为本构单元的离散元模拟方法模拟半圆弯曲试验，通过裂缝数量、裂缝发展、开裂界面占比和接触力链从细观角度分析了级配类型、橡胶粉类型和再生集料对水泥稳定碎石（CSM）抗裂性能的影响。结果表明：CSM开裂可分为裂缝萌发、裂缝发展和裂缝贯穿三阶段；抗裂型级配与橡胶粉通过应力分散增强混合料抗裂性能，抗裂型级配在三阶段均发挥较强的作用，普通橡胶粉主要作用于裂缝发展阶段，改性橡胶粉与水泥界面黏结增强提升了混合料的抗裂性能，且主要作用于裂缝萌发和裂缝发展阶段；再生集料强度低且与水泥界面黏结差，其掺量越高混合料抗裂性能的降幅越大。

Abstract:

基于海岛模型提出了陶粒特征孔径演化预测方法，通过试验揭示了烧结制度对陶粒孔隙结构及力学性能的影响机制。结果表明：理论模型能定性反映陶粒孔隙率的变化趋势，结合初始孔洞、冷却气泡融合等因素可进一步提高模型的准确性；温度升高和时间延长会提高陶粒的孔隙率，导致其抗压强度下降；尽管高温烧结促进了珍珠石、钙长石等骨架矿物的生成，但孔隙率增加对陶粒强度的负面效应更为显著。研究结果可以为污泥基陶粒的孔隙调控和性能优化提供一定的理论依据。

Abstract:

通过开展温度变化、pH值演变、CO₂吸收量及抗压强度测试，并结合X射线衍射（XRD）、热重分析（TG-DTG）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电镜（SEM）和低场核磁共振（LF-NMR）等分析手段，系统探究了葡萄糖酸钠（SG）掺量对镁渣（MS）碳化过程的作用机理。结果表明：适量SG可促进MS中钙、镁离子的溶出，进而促进碳化反应进行。MS抗压强度的提升得益于SG对于碳化产物晶体形貌的改善以及孔隙率的降低。当SG掺量为1%时，MS碳化24 h后的抗压强度较空白组提升47.1 MPa，孔隙率降至6.47%；当SG掺量增至3%和5%时，MS碳化产物减少，孔隙率增大，抗压强度显著下降。

Abstract:

以受硫酸盐侵蚀的玄武岩纤维混凝土（BFRC）为研究对象，系统探究温度（20~700 ℃）与侵蚀龄期（0~210 d）对钢筋/BFRC界面黏结性能的影响，并建立了相应的黏结-滑移模型。结果表明：在耦合作用下，当温度低于300 ℃时，界面黏结强度随侵蚀龄期总体上呈先增后减趋势；当温度高于300 ℃时，界面黏结强度随侵蚀龄期持续下降。高温促使硫酸盐侵蚀产物分解，既抵消了侵蚀初期对钢筋与BFRC界面黏结性能的提升效应，又进一步加剧了钢筋与BFRC界面结构的劣化。

Abstract:

为了提升纤维板的阻燃性能，以氨基三亚甲基膦酸（ATMP）、1，3，5-三（2-羟乙基）氰尿酸（THEIC）和三聚氰胺（MEL）为原料，合成了一种新型P-N阻燃剂1，3，5-三（2-羟乙基-氨基（亚甲基膦酸酯-二-亚甲基磷酸三聚氰胺盐））氰尿酸（TAM），并将其与竹纤维复合，通过热压工艺制备出阻燃低密度纤维板（LDF）。对TAM的化学结构进行了表征，并探讨了其添加量对LDF热解行为和阻燃性能的影响规律。结果表明：新型P-N阻燃剂TAM已成功合成，所制备的LDF具有良好阻燃性能；对比对照试样，当TAM添加量为15%时，LDF的极限氧指数达35.7%，峰值热释放速率（PHRR）降低了20.15%，总烟生成量TSP降低了84.70%，残炭率增加了66.25%；TAM在燃烧过程中通过气相稀释、自由基捕获和酸催化成炭机制，赋予纤维板优异的阻燃性能。

Abstract:

为解决橡塑沥青传统抑烟净味技术效果不佳的问题，基于沥青技术性能测试、气味强度评价以及烟气气相色谱-质谱（GC-MS）分析，研究了螯合反应型净味剂在橡塑沥青中的净味效果与反应机理。结果表明：在0.015%~0.035%掺量范围内，净味剂对沥青技术性能无不利影响；掺加净味剂后，气味强度从4级降至0级，烟气质量减少15.4%~44.3%，烟气种类减少5~9种；随着净味剂掺量的增加，恶臭、有毒及小分子无味烟气含量下降，大分子无味烟气含量上升。该净味剂通过与烟气中含S、N、O及双键等富电子基团发生络合反应实现净味作用，反应程度取决于反应物含量及其化学活性。

Abstract:

提出了一种针对竹材非均匀多孔复合结构的跨尺度数值模拟方法。通过耦合细观代表性体积单元（RVE）建模与宏观有限元分析，系统揭示了竹材非对称弯曲的内在机制：构建了包含多孔梯度特征的代表性体积单元（P-RVE）模型；采用渐进均匀化理论量化了其等效弹性参数；并通过非对称弯曲实验验证了宏观模型的可靠性；通过离散化重构薄壁组织与维管束的空间拓扑关系，不仅实现了对竹材横截面正交异性特征的参数化表征，还成功实现了跨尺度模拟。

Abstract:

以纳米二氧化硅（NS）等质量取代过烧氧化镁（MgO），制备了不同NS掺量（0%~4%）的磷酸镁水泥（MPC）砂浆，系统研究了NS对砂浆性能的影响。结果表明：当NS掺量为4%时，MPC凝结时间较基准组缩短22.7%；在3%掺量下，砂浆标准养护28 d的抗压强度较未掺NS组提升29.9%；浸水养护（7 d标准+28 d浸水）后，掺3%NS的砂浆表现出最优耐水性，其抗压与抗折强度保留率分别达1.170和1.023。微观分析表明，NS通过双重机制优化MPC砂浆性能：其一，纳米颗粒有效填充材料孔隙，提升微观致密度；其二，NS参与二次水化反应生成M-S-H凝胶，在孔隙内部形成致密保护层，从而显著增强耐水性。本研究明确了NS改性MPC砂浆的作用机理，确定3%为最佳掺量，为开发高性能混凝土修补材料提供了理论依据与技术参考。

Abstract:

通过向混凝土复合掺入空心玻璃微珠和玻璃纤维，分析了空心玻璃微珠和玻璃纤维对混凝土力学性能及吸声性能的影响规律，揭示了混凝土孔结构的演变规律及其与吸声系数的相关性。结果表明：空心玻璃微珠虽能提升混凝土的吸声性能，但会降低其力学性能；掺入适量的玻璃纤维可改善混凝土的力学性能，优化孔结构特征，增加孔结构的复杂性并提高其分形维数，进而提高降噪性能；通过响应面预测，结合非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）和逼近理想解排序（TOPSIS），空心玻璃微珠体积替代率为10%、玻璃纤维掺量为0.2%的混凝土综合性能最优，其抗压强度为45 MPa，吸声系数为0.121。

Abstract:

针对传统有机保温材料易燃、无机保温材料隔热性能不足的问题，本文对矿渣粉基无机地聚物胶凝发泡材料和有机可膨胀聚苯乙烯（EPS）泡沫进行复合改性，通过引入可再分散胶粉和玻璃纤维构筑协同增强体系，探究EPS颗粒用量对防火保温板材密度、抗压强度及保温效果的影响规律，并考察其防火性能和燃烧行为。结果表明：所研制防火保温板材密度仅为176 kg/m³，导热系数低至0.049 W/（m·K），经耐火性能测试（200 ℃，60 min）其背温保持在57 ℃以下；板材的燃烧热值低至1.25 MJ/kg，燃烧增长速率指数为11.5 W/s，600 s的总热释放量仅为1.1 MJ。

Abstract:

以废玻璃粉和偏高岭土为前驱体,采用正交试验系统研究了废玻璃粉掺量、液固比、碱含量和水玻璃模数对地聚物防腐涂层工作性能、力学性能、收缩特性及防护性能的影响规律。结果表明,碱含量是调控7 d抗压强度的主导因素,液固比主要影响流动度和黏度,废玻璃粉掺量显著影响凝结时间,而水玻璃模数对干燥收缩具有决定性作用。综合性能最优配比为废玻璃粉掺量20%、液固比0.4、碱含量12%、水玻璃模数1.4,其7 d抗压强度为68.4 MPa,流动度168 mm,干燥收缩609 μ?。该涂层与金属基底界面致密,粘结强度达4.88 MPa。电化学测试表明,在3.5% NaCl溶液中浸泡28 d后,涂层使碳钢电荷转移电阻提高至7460 Ω.cm2,腐蚀防护效率达95.2%。微观分析表明,高交联N-A-S-H凝胶及致密孔结构是其优异防护性能的关键。

Abstract:

高含水率淤泥力学性能劣化是其资源化利用瓶颈。以磷酸镁水泥（MPC）为固化基材，研究矿渣、粉煤灰、硅灰及聚丙烯腈纤维（PAN）的单掺与耦合增强效应。通过力学试验、水化热及 XRD、FTIR 表征，揭示多组分协同机制。结果表明，矿渣通过填充和二次水化提高材料致密性。当矿渣掺量为MPC中氧化镁质量的10%时，试样28 d 抗压强度提高21%。硅灰能够促进早期成核，在其掺量为氧化镁质量的40%时材料强度趋于均衡，且当掺量≥50%时对鸟粪石结晶产生抑制作用。粉煤灰掺量为氧化镁质量的40%时，劈裂抗拉强度达到91.7 kPa。PAN纤维通过桥联与阻裂机制实现跨尺度协同，少量硅灰或粉煤灰配合使用时性能最优。基于水化产物的竞争结晶与界面应力传递，本文提出了MPC固化淤泥的多组分协同设计原则。

Abstract:

通过自然暴露与喷洒水雾、海水雾、盐雾的加速试验，结合SEM、XRD、力学性能测试等方法，研究了热带海岛大气环境下Q235钢的腐蚀形貌与产物、腐蚀深度及力学性能时变规律，并预测了腐蚀轴压构件的服役寿命。结果表明，腐蚀深度随时间符合“幂函数-线性函数”模型，加速腐蚀与自然暴露具有良好相关性，结合等效模型可显著缩短预测周期。各力学性能指标随腐蚀时间呈幂函数退化，腐蚀率超过22%时屈服平台消失。基于截面与材料性能退化，建立了轴压构件时变承载力模型，提出了分级预警、寿命预测与时变失效概率算法，为热带海岛环境下钢结构的耐久性评估提供依据。

Abstract:

为探究西北地区临水混凝土自然腐蚀与实验室加速腐蚀之间的时间等效关系,本文对比了自然湖水半浸泡、硫酸钠半浸泡与硫酸钠干湿循环三种条件下混凝土的单轴受压性能与微观结构演变。结果表明:三种条件下混凝土峰值应力均呈先升后降趋势,转折点分别出现在湖水半浸泡60天、硫酸钠半浸泡30天及干湿循环10次时。微观分析揭示:湖水环境下上部以化学侵蚀为主、下部以Ca(OH)?溶蚀为主；硫酸钠半浸泡环境下上部以物理结晶为主、下部以钙矾石 (AFt) 化学侵蚀为主；干湿循环则以物理结晶为主导,其劣化速率高于半浸泡方式。基于“相同剩余承载力”（即试件腐蚀后承载能力下降至同一水平）准则,建立了自然腐蚀与两种加速方式之间的时间等效模型,阐明了不同传输-反应过程对混凝土损伤累计的等效机制,为西北大温差临水混凝土结构的耐久性评估与剩余寿命预测提供了新方法。

Abstract:

为探究绿泥石英片岩（CQS）替代传统硅铝质原料制备硅酸盐水泥熟料的可行性，系统研究了CQS掺量（0%~8%）与煅烧温度（1300~1450 ℃）对生料易烧性、熟料矿物组成及水泥性能的影响。结果表明，CQS易磨性优于砂岩，放射性达标。适量CQS可显著降低熟料游离氧化钙含量，改善易烧性，在1400 ℃、掺量4%时效果最优。所制水泥的3 d和28 d强度均满足42.5等级国标要求。机理分析表明，CQS通过绿泥石分解提供高活性SiO?，并发挥F、K等元素的复合矿化作用，协同优化熟料烧成；过量掺入时，Mg2?、F?等离子固溶诱导C?S由高活性M1型向低活性M3型转变，影响后期强度发展。本研究为CQS在水泥工业中的资源化利用提供了理论依据。

Abstract:

为探究海砂珊瑚混凝土（Sea Sand Coral Concrete，简称SSCC）在海水浸泡下的力学性能变化规律，制备了225个海砂珊瑚混凝土试件，进行了不同浸泡时间下试件的立方体抗压强度、轴压强度、弹性模量试验，并微观分析了其性能变化机理。研究结果表明：腐蚀30d，试件立方体和棱柱体抗压强度有所上升，弹性模量略有下降；腐蚀90d，三者分别下降了19.34%、19.92%和9.48%；腐蚀180d，立方体抗压强度、轴压强度最大降幅分别为24.3%和24.1%，弹性模量降幅为12.1%。SEM分析表明，浸泡前期，SSCC水化产物与Cl^-、SO_4^(2-)反应生成石膏等产物，填充混凝土孔隙，使得强度增加；浸泡中后期，腐蚀产物逐渐堆积引发微裂缝扩展，导致强度下降。腐蚀后SSCC应力应变曲线峰值应力下降，峰值应变增大。基于试验数据，建立了SSCC力学性能时变公式，研究结果可为海洋环境下SSCC的工程应用提供参考。

Abstract:

为实现污泥固体废弃物的资源化利用并提升建筑材料的热工性能，采用碱改性污泥生物炭作为石蜡的定形基体，通过真空吸附法制备石蜡/碱改性污泥生物炭定形相变材料，并部分替代水泥制得低碳型相变储能砂浆。研究表明，石蜡/碱改性污泥生物炭掺量是调控相变砂浆力学性能与热性能的关键因素，砂浆力学性能随掺量的增加呈下降趋势，并与砂浆表观密度呈正相关关系；相变蓄热能力与导热性能均随掺量的提高而逐步增强，且导热性能与表观密度呈负相关特征。当定形相变材料掺量为15%时，相变砂浆的综合性能最优，其抗压强度达34.5 MPa，相变潜热和比热容分别提升至5.07J·g-1和1.41 kJ·(kg·℃)-1，导热系数降低至0.7311 W·(m·K)-1，且经历100次冻融循环后，力学强度和蓄热热性能均未出现明显衰减。该相变储能砂浆在满足结构要求的同时具备良好保温隔热性和耐久性，适用于建筑节能。

Abstract:

废弃油脂资源化利用为沥青再生剂提供了可持续来源,但不同来源与加工路径的油基再生剂组分差异显著,对其再生效果和机理认识仍有待完善。本文选取生物柴油工业生产链不同阶段获得的两类废食用油产物作为再生剂,通过动态剪切流变仪(DSR)、弯曲梁流变仪(BBR)表征不同掺量下再生沥青流变性能,采用红外光谱法和光电比色法法评价再生剂的扩散性和再生沥青粘附性,结合红外光谱(FTIR)、原子力显微镜(AFM)及凝胶色谱(GPC)解析微观机制。结果表明:6%掺量下A、B两种再生沥青的复数模量、相位角最接近基质沥青,高温抗永久变形能力与低温抗裂性能最优；提高再生剂的小分子含量可改善再生沥青的低温性能、粘附性及其在老化沥青中的扩散性,提高大分子含量有利于增强再生沥青的高温性能；再生剂可增加老化沥青中蜂状结构的数量并减小其面积,再生剂与老化沥青存在物理共混,再生剂可补充老化沥青中的小分子,抑制大分子的形成。

Abstract:

为揭示玄武岩纤维网格与混凝土的界面粘结机理，本文通过拉拔试验，研究了网格支数与方向、埋深及浸渍聚合物种类的影响。结果表明：环氧树脂浸渍网格（BE5）因节点锚固强，支数增加可使其粘结强度提升46.5%以上；而丙烯酸（BS5）与聚氯乙烯乳液（BO25）浸渍网格因节点锚固弱，支数增加对粘结改善有限。经向网格凭借纱束扭绞结构具有更高粘结强度，纬向网格则因粘结面积大、滑移能力强而拔出功更优。对比发现，BE5因环氧树脂的高渗透与高交联度，形成“强纱束-强节点”体系，其粘结强度分别为BS5和BO25的3.63倍与8.23倍，临界埋深不足9mm。微观分析进一步表明，优异的界面粘结依赖于聚合物在纤维束内充分渗透以实现应力均匀传递，并在节点处固结提供有效机械嵌锁。

Abstract:

海洋蕴藏着丰富的自然资源，利用海水、海砂和珊瑚制备海砂珊瑚混凝土（Sea Sand Coral Concrete, SSCC）用于工程建设，是解决传统建材资源匮乏的有效措施。玻璃纤维增强复合材料（Glass Fiber Reinforced Polymer, GFRP）筋具有良好的耐腐蚀性能，可以有效解决SSCC结构耐久性问题。针对GFRP筋增强SSCC梁抗弯性能与承载力计算研究存在不足，本文通过静力加载试验，探究纵筋直径、箍筋间距和混凝土强度等级对其破坏形态、跨中挠度、纵筋应变和极限承载力的影响规律。基于平截面假定，建立GFRP筋增强SSCC梁抗弯承载力计算公式，推导并确定受压区等效矩形应力图参数。结果表明：GFRP筋增强SSCC梁破坏形态主要为弯曲破坏。随着纵筋直径及混凝土强度等级的提升、箍筋间距的减小，GFRP筋增强SSCC梁的极限承载力逐渐提高，最大增幅分别为77.97%、33.05%、13.98%。GFRP筋增强SSCC梁抗弯承载力计算值与试验值吻合性较好，验证等效矩形应力图参数取值较为合理，所提抗弯承载力计算公式具有良好的计算精度和适用性。

Abstract:

针对海洋环境中混凝土修复界面在荷载与干湿循环耦合作用下易发生粘结劣化的问题,提出一种基于低粘度水性环氧树脂(WER)渗透构建梯度界面的水泥基修复砂浆。结果表明,粘度为200 mPa.s的WER可在修复砂浆层-基体界面形成连续梯度分布,其最大渗透深度约为9.4 mm,显著高于高粘度体系。与未掺WER的修复砂浆相比,WER改性体系28 d界面抗折粘结强度提高约77%。在海水干湿循环与压应力耦合作用下,未改性修复体系在应力水平为0.5时经180 d循环其界面粘结强度下降达50%,而WER改性体系降幅控制在30%以内。同时,低粘度WER改性修复砂浆所构建的梯度界面显著降低了镁离子和硫酸根离子的侵入速率,抑制界面区域水化产物的脱钙与劣变,延缓界面性能退化。研究表明,低粘度WER构建的梯度界面可有效提升修补体系的界面粘结性能与海洋环境服役耐久性。

Abstract:

针对大体积混凝土因水泥水化热积聚导致温降收缩开裂的问题，以及偏远地区粉煤灰供应不便的现状，本文采用凝灰岩粉（TP）作为低热水泥（LHC）的掺合料，通过宏观性能测试与微观机理分析相结合的方法，系统研究了TP掺量对LHC早期水化及抗裂性能的影响。采用低场核磁共振实时监测水化过程，结合XRD、SEM、TGA等微观表征手段，揭示了TP延缓水化、优化产物组成的机理；并通过温度-应力试验综合评价了其抗裂效果。结果表明，TP可显著延缓LHC早期水化进程，降低体系水化放热与绝热温升（20%掺量时降幅约21%），从而有效减小了温降收缩应力；虽早期抗压强度略有降低，但3?d折压比显著提升，材料韧性增强。微观上，TP降低了Ca(OH)?含量，促进了后期火山灰反应，优化了微观结构。本研究从“水化进程-微观结构-应力发展”综合分析，阐明了TP提升低热水泥混凝土早期抗裂性能的协同机制，为其在偏远地区大坝工程中的推广应用提供了理论依据。

Abstract:

针对腾冲地区火山岩加工尾料堆弃造成的资源浪费问题，采用表观密度为2651 kg·m?3的火山岩尾砂，经饱和面干（SSD）处理，分别以40%、60%、100%的比例等体积替代天然砂配制水泥砂浆，以探究火山砂内养护作用效果及其机理。结果表明，火山砂孔隙结构以平均孔径为194.20 nm的大孔为主，在RH>93%时脱附比达89.2%。宏观层面，随着SSD火山砂替代天然砂比例的提高，水泥砂浆在标准养护和干燥养护下不同龄期抗压、抗折强度均不断提高，完全替代时水泥砂浆28 d标准养护抗压强度提升13.5%；SSD火山砂的掺入可显著抑制水泥基材料的自收缩， SSD火山砂完全替代天然砂时早期自收缩较基准组降低89.1%；微观层面，SSD火山砂促进了骨料界面附近低Ca/Si比、高Al/Ca比水化产物的生成，且火山砂与浆体界面过渡区平均显微硬度值较基准组提高23.6%。本研究结果表明火山岩尾砂完全可成为用于抑制高强高性能水泥基材料自收缩并提高其强度的优异功能材料。

Abstract:

本文以粉煤灰和矿渣为前驱体，通过调控碱激发剂模数和Na2O含量，制备了粉煤灰-矿渣基地聚物防腐涂层，系统研究了其基本性能、抗氯离子渗透性能及腐蚀防护作用。研究结果表明，采用粉煤灰/矿渣质量比7:3、水灰比0.35、水玻璃模数1.5和Na2O含量6 wt.%（AAFS1）以及模数2.0和Na2O含量5 wt.%（AAFS2）制备的地聚物涂层具有硬度高、固化快和碱度高等特点，实干时间≤2.5 h，pH值>13.2。虽然地聚物涂层的抗氯离子渗透性能低于环氧树脂涂层，但腐蚀防护性能更优：可使钢筋腐蚀诱发时间从12 h延长至130 h，临界氯离子浓度提升16倍，28天阻锈效率达87%。地聚物涂层通过物理屏障和化学钝化双重作用，实现对钢筋的高效腐蚀防护。

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水泥基材料裂缝的自修复对结构耐久性至关重要,但实际水环境条件显著影响微生物矿化修复效果。本研究通过构建静态(不同水头高度)与动态(不同水流速度)水环境,评价了产脲酶混菌、好氧混菌及多元混菌三种体系对砂浆试件裂缝的修复能力,综合考察裂缝修复宽度、力学性能恢复及矿化产物特征。结果表明：静态水头与动态流速均显著影响修复效果,而多元混菌体系抗干扰性最优,其静态/动态下最大修复宽度分别达0.747 mm和0.526 mm,28 d抗压与劈裂抗拉强度恢复率提升至70.23%和82.82%。该研究证实多元混菌协同修复可有效提升复杂水环境中的自修复效能,为工程应用提供了优化方案。

Abstract:

传统安定性检测雷氏夹法检测精度低,无法表征浆体局部应变特征,不利于安定性破坏机制的探究。本研究基于数字图像相关技术(DIC),对不同氧化镁掺量水泥浆体沸煮后的位移与局部应变进行全场分析,并就DIC技术与雷氏夹法安定性检测结果的相关性进行了探究。结果表明,随着氧化镁掺量增加,沸煮后DIC技术捕获的试件周长、面积等试件几何参数变化线性增大,试件局部应变非均匀性显著增加,开裂破坏风险加剧；DIC技术捕获的试件几何参数变化与雷氏夹法测试的膨胀量斯皮尔曼相关系数 高达0.988-0.999(p<0.01)。本研究表明DIC技术用于安定性检测可靠高精,且能反映局部应变特征。

Abstract:

川西藏寨作为传统生土建筑的典型代表，其砌筑核心材料-生土泥浆的性能直接影响建筑的结构稳定性和耐久性。本研究以四川丹巴藏寨生土泥浆为对象，通过物理性质测试、水土配合比优化及力学性能试验，系统分析了生土泥浆的收缩特性、体积密度、抗压强度、劈裂性能以及单轴受压应力-应变关系等。结果表明：生土泥浆的体积收缩率随水土配合比的增加而增大，单轴抗压强度随水土配合比的增大而减小；当水土配合比为0.38时，28d立方体试件的抗压强度为1.16 MPa，离散系数为1.38%，劈裂抗拉强度为0.18 MPa，所有试件破坏形态均呈“漏斗型”，其应力-应变曲线呈“抛物线”型。基于生土泥浆在单轴受压状态下的应力-应变曲线特征，提出了生土泥浆的单轴受压本构模型，为生土泥浆砌筑的藏寨结构抗震性能研究提供理论支撑。

Abstract:

本研究通过180 d的海水侵蚀试验，结合氯离子浓度测定与pH测试，系统分析了0 m/s（静止）、0.2 m/s 与0.4 m/s 三种流速下混凝土的氯离子侵蚀行为。基于试验数据，采用指数衰减模型进行高精度非线性拟合（R2>0.99），确定了边界氯离子浓度（C?），并建立了扩散对流耦合模型。结果表明：海水流动会提高混凝土表层氯离子浓度，且该效应随侵蚀深度增加而减弱；流动条件导致表层pH下降，促使水化产物的溶解，增强对氯离子的入侵；流动水环境所引发的对流效应，与静水压力作用下的渗透传输，在主导机制上存在本质区别。研究成果为海洋工程不同服役环境（浪溅区、水下深层区）混凝土结构的耐久性设计提供理论支撑与量化依据。

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本研究将相变微珠(FPCC)与纤维编织网增强混凝土(TRC)结合，获得一种具有结构-功能一体化的蓄热型TRC材料(FPCC-TRC)，同时以短切PVA纤维改善其力学性能。研究FPCC掺量(0%、10%、15%、20%)和短切纤维对FPCC-TRC力学性能的影响，分析单轴拉伸下其开裂特征、失效过程与失效模式及应力-应变行为。结果表明：FPCC赋予基体良好蓄热能力，20%FPCC基体熔融焓为20.6 J/g，结晶焓为19.9 J/g，但其力学性能随FPCC掺量增加而退化，20%FPCC基体的抗折强度为5.6 MPa，抗压强度为29.6 MPa，降幅分别为34.9%和40.4%。掺入短切纤维可以有效改善基体的力学性能，其中对抗折强度的改善效果更为显著。XRD测试结果表明掺入FPCC无新物质生成，SEM图像显示FPCC与基体相容性良好。FPCC未改变TRC的失效过程与失效模式，破坏以纤维编织网断裂为主；短切纤维能降低裂缝间距并控制宽度。FPCC-TRC的初裂应力、峰值应力随FPCC掺量增加降低而峰值应变增加；短切纤维可改善基体与纤维编织网协同受力，提升初裂应力与峰值应力，降低峰值应变。

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本研究提出利用具有本征磁性的粉煤灰漂珠作为轻骨料，系统分析其磁学性能的粒径依赖性，进而探究其在轻骨料混凝土中的磁响应流变行为。通过制备不同粒径漂珠的混凝土试样，发现混凝土的磁响应行为呈现流变性能全面增强、静动态响应差异化及动态性能选择性提升三种典型模式。机理研究表明，该差异主要源于粒径调控的颗粒间磁力大小，以及磁力与浆膜厚度、颗粒级配之间的协同耦合效应。本研究揭示了漂珠“粒径—磁性—流变性能”的内在联系，为发展性能可控的先进轻骨料混凝土提供了理论基础。

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采用离心喷雾干燥工艺对聚羧酸减水剂进行粉体制备研究，得到的减水剂粉体含固量可达到99%（质量分数，下同）.通过红外光谱分析发现：聚羧酸减水剂分子结构中的羰基在干燥过程中发生了部分分解，但减水剂宏观性能仅受有限影响，粉体减水剂的性能与液态减水剂基本相当.通过单因素试验研究了干燥室进口风温、进料液温度、进料液含固量对喷雾干燥工艺及粉体性能的影响，确定了喷雾干燥工艺适宜的参数范围为干燥室进口风温180~220℃，进料液温度20~40℃，进料液含固量20%~60%.

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旨在运用动态表征模型评价沥青的老化过程,并采用多指标评价方法对比不同沥青的优劣。对4种沥青进行不同时间的RTFOT老化试验,采用动态表征模型拟合,得到沥青针入度、延度、软化点和粘度的老化参数和老化方程；采用灰色关联决策评价方法,以沥青针入度、延度、软化点和粘度的老化参数L和r为评价指标,综合对比不同沥青的抗老化性能。研究结果表明：沥青针入度、软化点、延度和粘度与老化时间存在非线性关系,在开始时刻,老化速率大,后期随着时间的推移,老化速率趋于缓慢,最后达到平衡；沥青的老化过程可用动态模型表征,参数L和r能很好地表征沥青老化过程的老化度和老化速率,不同沥青的不同指标的老化参数排序不一致；采用灰色关联决策评价四种沥青的抗老化性能排序为：室内制备改性沥青优于90号A级基质沥青优于成品改性沥青优于70号A级基质沥青。

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基于Dinger-Funk级配理论提出了机制骨料级配设计方法，通过修正Bolomey公式明确了适用于机制骨料混凝土的强度-水胶比关系；通过引入裹浆厚度概念建立了骨料与浆体之间的体积关系，并将机制砂中的石粉视作浆体组成，建立了机制骨料混凝土的配合比设计方法并进行了验证.结果表明：混凝土的工作性可以通过裹浆厚度来加以调控；混凝土的抗压强度和氯离子扩散系数与裹浆厚度无明显相关性，可以通过水胶比来加以调控；本文提出的配合比设计方法可以定量设计满足不同性能需求的机制骨料混凝土.

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采用早龄期混凝土变形与内部湿度测量装置,测量了水泥净浆、砂浆和混凝土的自由变形及内部湿度变化规律.结果显示:水泥净浆、砂浆和混凝土早期变形均具有先膨胀后收缩的特征,膨胀结束点之后的变形为有效变形;3种水泥基材料的早期收缩随龄期的发展遵循双阶段模式,即早期的快速发展期(阶段Ⅰ)和随后的缓慢发展期(阶段Ⅱ);在阶段Ⅰ,3种材料收缩差异不大,骨料对收缩变形的约束作用主要体现在阶段Ⅱ;最终混凝土收缩最小,砂浆次之,水泥净浆最大.从浇筑开始,材料内部湿度经历早期的水气饱和期(相对湿度RH=100%)和随后的湿度下降期,湿度下降的起始点基本与收缩发展阶段Ⅱ起始点相对应,表明阶段Ⅱ的收缩与内部湿度下降密切相关.收缩变形的双阶段模式及其与湿度发展的对应关系揭示了水泥基材料早期变形机制由化学减缩控制到湿度控制的转换过程

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采用旋转黏度计、流变仪研究了硅酸钠溶液模数、质量分数及温度对硅酸钠溶液及土聚新拌物流变性能的影响；探讨了硅酸钠溶液超声改性对土聚新拌物工作性能的改善效果.结果表明：常温(18~25℃)下，硅酸钠溶液黏度在其模数为2.2时出现最小值，但随着温度的升高，模数对溶液黏度的影响逐渐减弱.当硅酸钠溶液处于真溶液区域(模数<1.8)时，土聚新拌物黏度随硅酸钠溶液模数增大变化不大; 当硅酸钠溶液处于水玻璃SiO2聚合区域(模数>2.2)时，土聚新拌物黏度随硅酸钠溶液模数增大急剧增加.硅酸钠溶液质量分数越高，硅酸钠溶液和土聚新拌物的黏度均越大.在硅酸钠溶液温度为30℃时，土聚新拌物的黏度达到最低值.硅酸钠溶液超声改性可改善其黏度，增大土聚新拌物的扩展度，并提高土聚物的抗压强度.

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为改善砂土的不良工程特性并可用于河道岸坡、地基与道路加固，本文提出了一种使用高聚物和纤维复合改良砂土的方法.通过无侧限抗压强度试验和数值模拟，分析了改良砂土的强度特性及变形破坏模式.结果表明：复合使用高聚物和纤维能够有效提高砂土的抗压强度，且改良砂土的抗压强度随着高聚物和纤维掺量的增加而提高；改良砂土的最大抗压强度为414.53 kPa，纤维和高娶物最佳建议掺量分别为0.6%和4.0%；纤维加入后，在砂土中形成了力链网络，因此增加了应力传递的路径，有效地延缓了砂土内部微裂纹的发育；高聚物加入后，形成的膜状物与纤维交织在一起，形成一种新的网状结构，这显著提升了砂土的抗变形能力.

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研究了冻融循环作用下青砖的表观形貌、质量损失率、相对动弹性模量、抗压强度及孔结构的变化规律，并结合分形理论建立了分形维数与抗压强度、孔隙率及抗冻性能的关系.结果表明：随着经历冻融循环次数的增加，青砖表面的小孔劣化为大孔，然后逐渐延伸形成裂缝，导致质量损失率不断增加，相对动弹性模量和抗压强度均呈下降趋势；经历冻融循环后青砖内部孔具有明显的分形特征，其分形维数在2.964 2~2.982 7之间；经历冻融循环后青砖的分形维数与抗压强度呈正相关，与孔隙率呈负相关，与抗冻性能具有高度的相关性；分形维数可用于评价青砖微观孔结构的变化，也可以反映经历冻融循环后孔结构对青砖宏观性能的影响；研究结果可以为寒冷地区古建筑青砖的保护及耐久性损伤研究提供理论依据.

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研究了原材料摩尔比（n（MgO）∶n（MgSO₄）∶n（H₂O））对改性硫氧镁（MMOS）水泥力学性能和变形行为的影响，并采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）及热重分析（TG）等测试技术对其机理进行分析.结果表明：MMOS水泥的抗压强度和抗折强度随着水硫比和氧硫比的提高均呈提升趋势.其中原材料摩尔比为10∶1∶12时，水泥力学性能最优.不同摩尔比MMOS水泥在56 d龄期内均呈膨胀变形，其中总变形随水硫比和氧硫比的提高呈减小趋势；自收缩变形随水硫比的提高而减小，随氧硫比的提高呈先增后减趋势.这主要是由于硬化后不同摩尔比MMOS水泥中的水化产物Mg（OH）₂和5·1·7相（5Mg（OH）₂·MgSO₄·7H₂O）含量各有不同.当Mg（OH）₂含量减少，而5·1·7相含量增加时，MMOS水泥的膨胀变形量降低，同时其抗折强度和抗压强度有所提升.

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为研究海洋浪溅区环境下高强钢及焊缝连接的腐蚀形貌特征和时变效应，通过微观扫描测试Q690高强钢及焊缝连接表面粗糙度参数，得到表面峰最大高度（S_p）、表面谷最大深度（S_v）、表面轮廓偏斜度（S_sk）及表面轮廓峭度（S_ku）随腐蚀时间的演化规律，并进行回归分析与对比.结果表明：通过分析粗糙度参数随腐蚀时间的变化过程，以及对比Q690高强钢母材与焊缝连接扫描区域的差异性，能准确地判断其腐蚀程度及特征，从而为海洋环境下国产高强钢损伤评估提供新的途径.

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通过对比3D打印混凝土（3DPC）和浇筑混凝土在不同测试方向上的强度和耐久性差异，探究了3DPC硬化性能各向异性特征及其对间隔时间的依赖性.结果表明：3DPC的硬化性能存在一定的各向异性，相较于平行于打印层方向，在垂直于打印层方向上的力学性能与抗渗性更高，其各向异性的产生与打印层间的弱黏结界面以及混凝土基体内孔隙和缺陷的分布有关；延长打印间隔时间，3DPC层间界面黏结性能明显变弱；3DPC不同打印层的耐久性存在差异，相较于下层混凝土，上层混凝土密实度较低，侵蚀性介质的扩散速率更快.

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基于沥青混合料动态模量主曲线的数学特征分析，构建了一套针对再生沥青混合料黏弹性的评价体系，并提出了表征其黏弹行为的物性参数.通过对比拉伸和压缩方向上的黏弹差异性，研究了再生沥青混合料在这2个方向上的疲劳特性，并建立了其疲劳性能与黏弹物性参数的关系. 结果表明：相比新沥青混合料，再生沥青混合料在压缩模式下“弹而不够黏弹，但够有效黏弹”，在拉伸模式下“弹而不黏”.在相同加载方式下（无论是压缩还是拉伸），再生沥青混合料的黏弹物性参数中仅有效弹性比R_eve与疲劳寿命N_f的线性相关程度高；而当加载方式不相同时，再生沥青混合料的R_eve与N_f无法建立线性关系.

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以内蒙古隆盛庄古建筑青砖砌体为研究对象，通过数字图像相关（DIC）技术，研究古建筑青砖在冻融循环作用下的损伤破坏规律，采用双因子——损伤程度因子和损伤局部化因子来表征古建筑青砖的单轴压缩损伤过程，并根据双因子损伤演化曲线建立了不同冻融循环次数下的损伤演化模型.结果表明：古建筑青砖在单轴压缩下的破坏过程可分为初始损伤闭合阶段、线弹性损伤阶段、弹塑性损伤阶段和塑性损伤阶段4个阶段；随着冻融循环次数的增加，青砖表面应变集中程度增大，使其承载能力降低；冻融循环会缩短双因子曲线的线弹性阶段，同时利用双因子建立的损伤演化模型能有效反映冻融循环作用下古建筑青砖材料的损伤演化过程.

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采用硫铝酸盐水泥协同生活垃圾焚烧飞灰作为胶凝材料对渗滤液污泥进行固化，通过无侧限抗压强度试验、浸出毒性分析和微观测试，探索水泥与飞灰的复合固化效果和固化机理.结果表明：当水泥掺量不小于20%时，固化试样的28 d无侧限抗压强度满足填埋强度要求；飞灰是水泥固化渗滤液污泥的优良辅助固化剂，其对水泥固化试样无侧限抗压强度的增强效应存在最优掺量；10%的飞灰可替代10%的水泥而使固化试样达到更好的固化效果；复掺30%或40%水泥+15%飞灰的试样可同时满足填埋强度和浸出毒性的要求.

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为掌握极端湿热环境下CFRP/钢界面性能的退化机理，用Sika-30胶黏剂制作了12个CFRP/钢双搭接试件，并在70 ℃的模拟海水中浸泡不同时间后进行拉伸剪切试验. 结果表明：CFRP/钢双搭接试件的破坏模式受浸泡时长的影响较小；CFRP/钢界面平均抗剪强度随浸泡时长呈先上升后下降趋势；浸泡90 d后，CFRP/钢界面平均抗剪强度较未浸泡试件下降了35.6%.

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以天然植物基杜仲胶（EUG）为原料，制备了硫化杜仲胶改性沥青（VEUGMA），并对其微观结构和热解过程进行了研究.结果表明：与基质沥青相比，VEUGMA具有更小的针入度、更高的软化点、更大的延度和黏度，以及较好的高温抗变形和低温抗裂能力；与基质沥青相比，VEUGMA蜂型结构数量更多且尺寸更小，均方根粗糙度更小，黏附力更大，热解温度更高，以及CO₂和CO释放量更小；在基质沥青中加入6%EUG和3.5%硫磺（以EUG质量计）取得的改性效果最佳.

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采用焙烧还原法制备了亚硝酸根插层水滑石（NO₂-LDH），并研究了其对减水剂吸附分散及增强效果的影响.结果表明：NO₂-LDH的层间距和结晶度较原碳酸根型镁铝水滑石均略有降低；NO₂-LDH与减水剂之间存在阴离子交换，降低了减水剂的吸附分散效果，且减水剂分散效果的降低程度随着NO₂-LDH掺量的增加而增大；NO₂-LDH对掺减水剂砂浆抗折强度的影响不明显，对抗压强度略有提升；NO₂-LDH对萘系高效减水剂分散效果的影响大于对聚羧酸系减水剂的影响.

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以城市垃圾焚烧飞灰（以下简称焚烧飞灰）为主要原料，在实验室电炉里成功烧成了硫铝酸盐水泥熟料.研究了硫铝酸盐水泥熟料的烧成过程、组成及其形貌特征，并分析掺加适量石膏的硫铝酸盐水泥水化及重金属浸出特性.结果表明：将焚烧飞灰作为主要原料可以煅烧出以C4A3S和C2S为主要矿物的硫铝酸盐水泥熟料，焚烧飞灰在生料中的掺量不宜超过30%（质量分数，下同）；烧成熟料表面疏松多孔，显现多层且无规则、细小的晶体；制备硫铝酸盐水泥时，掺入5%~10%的无水石膏均能使所配制的产品具有优异的物理性能；硬化硫铝酸盐水泥浆体孔隙率和中值孔径随着水化龄期的延长而不断降低；硫铝酸盐水泥对重金属离子固化效果较好，水化各龄期Zn，Cu，Cd，Ni，Cr，Pb这6种重金属离子的浸出浓度均远低于标准规定的浓度限值.

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用偶联剂KH550与纳米SiO₂协同改性玄武岩纤维（BF），研究了BF表面改性对玄武岩纤维混凝土（BFRC）力学性能的影响.结果表明：经KH550与纳米SiO₂改性后，BF表面出现了C—H键，且Si—O—Si键对应的振动峰变强；当纳米SiO₂用量为BF质量的3%时，BF形貌变化最为明显，此时改性BFRC的力学强度及抗裂性能均高于普通BFRC；在KH550的桥联作用下，纳米SiO₂可有效增强纤维与混凝土基体的黏结强度，进而提高BFRC的力学强度和抗裂性能.

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基于改进的竖向膨胀率（ε_v）测试方法，获得了高强风电灌浆料0~24 h、1~7 d的ε_v发展全曲线；并研究了掺合料比例及组合膨胀剂比例对灌浆料ε_v、流动度、力学强度的影响.结果表明：灌浆料0~24 h竖向膨胀率曲线呈“四阶段”特征；在0%~20%掺量范围内提高硅灰掺量，灌浆料流动度下降，0~24 h内ε_v曲线峰值先增大后减小；塑性膨胀剂（PEA）对24 h内ε_v发展起主导作用，复掺氧化钙-硫铝酸钙双源膨胀剂（HP-CSA）后，ε_v峰值减小，24 h ε_v下降、3 h ε_v增大，有利于控制24 h与3 h的ε_v差值；在1~7 d内，0.03%掺量的PEA即可促进HP-CSA膨胀效能的发挥，6%以上掺量的HP-CSA可较好补偿竖向自收缩变形而获得净膨胀灌浆料；PEA与HP-CSA组合，可发挥时间上接力、效果上协同的膨胀调控作用，可分阶段、按需设计，从而实现对灌浆料7 d内竖向膨胀率的精细调控；随组合膨胀剂掺量增加，灌浆料初始和30 min流动度无明显变化，28 d抗压强度先增大后减小；在本文研究范围内，0.06%PEA+6%HP-CSA是最优掺量组合.

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改变高岭土中氧化硅、氧化铝和氧化钙的含量，制备了改性矿物吸附剂，分析其在900~1 450 ℃质量、形态及物相的转化规律.结果表明：900 ℃时矿物吸附剂以无定形硅铝酸盐为主；1 200 ℃时无定形硅铝酸盐向莫来石和方石英转变，增加氧化硅含量会抑制其转变，增加氧化铝含量会使其分解出刚玉相，氧化钙则与活性硅铝反应生成钙长石；超过1 200 ℃时，适当增加氧化硅含量可减轻矿物吸附剂的熔融烧结，降低其重金属Pb的挥发率，而增加氧化铝、氧化钙含量分别可消除、加剧矿物吸附剂的熔融烧结，对重金属Pb的挥发率影响不大.