Abstract:

研究了玄武岩纤维棒（BFB）直径及掺量对水泥基材料力学性能和渗透性能的影响，并结合计算机断层扫描（CT）技术探讨了BFB对水泥基材料孔隙结构的调控作用。结果表明：较小直径的BFB可有效降低水泥基材料孔隙率，提高抗渗透性能，显著增强抗折韧性，但对抗压强度存在轻微削弱；随着BFB掺量的增加，水泥基材料韧性及抗渗透性能均得到明显改善；当BFB直径为0.2 mm、掺量为3.0%时，试件B0.2-3.0综合性能最优，与未掺BFB的试件相比，其抗折强度提升约1.6倍，孔隙率降低36.49%，且呈现出多缝开裂和挠曲硬化特性；当BFB直径为0.4 mm时，试件整体性能较未掺BFB时有所下降。

Abstract:

综合考虑边壁效应造成的水泥颗粒非均匀分布与局部水灰比差异，基于体视学原理、连续切片方法和水泥水化理论，建立了ITZ的数值模型并且通过第三方数据进行了验证，最后采用该模型对水灰比、水泥粒径分布和骨料表面粗糙性进行了参数化分析。结果表明：相较于水泥浆基质，ITZ内水泥的水化程度较高，但水化产物的体积明显减少；水灰比越大，ITZ的厚度和孔隙率越高；细小的水泥颗粒可以填充大颗粒的间隙，进而减小ITZ的厚度和孔隙率；粗糙的骨料表面可以增强边壁效应，增加ITZ的厚度和孔隙率。

Abstract:

为探索无石膏条件下含镁煅烧铝酸三钙（C₃A）的早期水化特征，煅烧制备了掺加16.67%、28.57%MgO的C₃A样品，并分析了样品水化过程中的物相组成演化规律和水化程度。结果表明：MgO显著促进了C₃A的水化，水化1 h后即生成镁铝双金属氢氧化物（Mg-Al LDH），且Mg-Al LDH含量随样品中MgO含量增加而显著提升。掺加28.57%MgO的样品水化2 d时C₃A水化程度达到95%，较掺加16.67%MgO的样品提高20%~30%。Mg-Al LDH的形成过程中未发现明显的Mg（OH）₂相，表明Mg-Al LDH并非通过Mg（OH）₂中间产物形成，而是由MgO直接水解产生的Mg²⁺和C₃A水解释放的Al³⁺在碱性条件下形成，因此Mg-Al LDH的形成也加速了MgO的水解。

Abstract:

通过快速氯离子迁移试验（RCM）和COMSOL软件仿真研究了冻融循环作用下再生细骨料（RFA）砂浆的氯离子扩散行为，探讨了RFA和粉煤灰对RFA砂浆氯离子扩散性能的影响。结果表明：RCM法测定的RFA砂浆氯离子迁移系数随着RFA替代率的增加而增加，随着粉煤灰替代率的增加而减小；冻融循环下的RFA砂浆氯离子扩散系数随着RFA替代率的增加而增加，随着粉煤灰替代率的增加而先减小后增加，且质量分数为3%的NaCl溶液中的砂浆抗氯离子扩散性能比自来水中的优异；数值模拟进一步揭示了冻融循环相变过程中氯离子的扩散规律。

Abstract:

为探究早龄期混凝土在轴压荷载下的力学性能及损伤演化过程，对龄期为1、3、5、7、14、28 d的混凝土圆柱体试件进行轴心抗压试验，并使用Python编程在Abaqus软件中生成基于三维随机多面体骨料和零厚度内聚力单元的细观有限元模型。结果表明：混凝土的抗压刚度、抗压强度及峰值应变均随龄期延长而增大；所建模型能够准确预测早龄期混凝土的轴压性能。在此基础上，深入分析了早龄期混凝土在轴压破坏过程中的损伤状态、裂缝分布和传力机制，揭示了龄期对这些机制的影响规律。

Abstract:

为研究钢纤维掺量对玻璃纤维增强塑料（GFRP）管约束钢纤维混凝土（SFRC）短柱在轴向压缩荷载下力学性能的影响，用声发射（AE）技术监测了核心混凝土的损伤演化规律。结果表明：随着钢纤维掺量从0%增加至1.8%，试件的峰值荷载和位移延性增大，最大增幅分别为31.55%、15.60%；通过AE能量的演化趋势可以将试件的轴压过程分为3个阶段，其中AE能量在裂纹发展阶段表现最活跃，并出现Kaiser效应；随着加载过程的进行和钢纤维掺量的增加，剪切裂纹占比逐渐增大，利用上升时间/幅度-振铃计数/持续时间（RA-AF）可以定量表征核心混凝土的破坏特征；b值的演化特征可以反映混凝土的破裂过程，裂纹发展阶段b值的下降趋势可以作为试件破裂失稳的重要前兆信息，当b值达到最小值且趋于稳定时，试件发生极限破坏。

Abstract:

运用双层抛填法在混凝土浇筑过程中分2层抛入骨料，通过优化浮石轻骨料混凝土骨料骨架结构来提升混凝土强度，构建抛填骨料粒径区间与抛填率量化评价体系。结果表明：当抛填骨料最大粒径为19、31.5 mm，抛填率为10%、20%时，混凝土的抗压强度较基准组分别提升了16.45%、8.98%，劈裂抗拉强度同步增强；抛填骨料优化了基体的微观结构，随着抛填率的提升，有害孔隙减少，界面微裂纹宽度减小；应力-应变曲线无量纲化拟合的方差高达99%，拟合精度良好；当4.75~19 mm粒径骨料抛填率为20%时，韧性指数较基准组提升了51.9%，脆性指数降低了47.2%，抛填骨料混凝土实现了脆-韧转变。

Abstract:

为解决盾构渣土（SSD）堆存量日益增加和河砂短缺问题，采用未经筛分处理的SSD替代河砂、粉煤灰（FA）替代水泥，以SSD替代率、FA替代率、水胶比和用水量为因素，以坍落度、抗压强度为响应值，进行生命周期评价（LCA），采用响应面法（RSM）对优化配合比进行评价分析，并通过微观形貌特征分析SSD在混凝土中的作用机理。结果表明：在满足基本工作性能和力学性能的前提下，掺入FA并利用RSM优化混凝土配合比能将SSD成功用作混凝土细骨料，优化配合比后SSD混凝土生态影响相较同等性能普通混凝土最多下降11%；SSD主要驱动机制为黏附效应、离子吸附交换作用、内养护效应以及改变界面过渡区（ITZ）宽度和有效水胶比，进而影响混凝土抗压强度。

Abstract:

基于生命周期评价（LCA）方法，采用3种评价体系分析了关键配合比参数对预制桩碳排放的影响，并探讨了以预制桩承载力为基础的碳排放评价方法的适用性。结果表明：以单位承载力为功能单位进行评价能够准确揭示预制桩碳排放与关键配合比参数之间的内在联系；在相同单位承载力的条件下，采用高强混凝土可有效降低单根预制桩的碳排放；在建筑桩基工程中，使用高强混凝土可减少所需预制桩的数量，从而显著降低工程总体碳排放。

Abstract:

对碳纤维预浸料废弃物（CFPW）进行电化学改性处理。研究改性后CFPW性能变化，以及其对水泥基材料流动度、力学性能和导电性能的影响，并结合微观测试技术分析其导电机理。结果表明：当电流密度为80 mA/cm²时，改性CFPW的表面树脂祛除效果优于60 mA/cm²。此时，CFPW润湿性、表面粗糙度、石墨化程度均得到提升，密度增大，且表面引入了含氧官能团。将改性CFPW掺入水泥基材料后，材料抗压强度和抗折强度的最高增幅分别达31.05%和77.63%；同时，水泥基材料电阻率显著降低，且降低效果随养护龄期延长愈发显著，在0.3%纤维掺量下，电阻率下降幅度高达57.94%。

Abstract:

通过引入低黏度壳聚糖改性硅藻土和坡缕石吸附剂，制备了具有净水功能的透水混凝土，在明确壳聚糖掺杂比例对改性硅藻土和坡缕石的Cu²⁺去除率及单位吸附量的影响后，进一步研究了吸附剂掺量对透水混凝土的氨氮（NH₄-N）和Cu²⁺去除率、透水性以及抗压强度的影响。结果表明：与未改性吸附剂相比，壳聚糖改性硅藻土和坡缕石（质量比为1∶12）的Cu²⁺单位吸附量分别提高了1.2、2.2倍；将改性吸附剂掺入透水混凝土中不仅改善了孔隙结构，还显著增强了NH₄-N和Cu²⁺的去除效果；随着改性吸附剂掺量的增加，尽管抗压强度略有下降，但在适宜掺量下仍能满足透水混凝土的最低等级要求，且可有效提升其透水性能。

Abstract:

采用分子动力学方法，深入探究了氧化石墨烯/水化硅酸钙（GO/C-S-H）界面作用机制。结果表明：GO表面羧基通过C=OOH···H_w强氢键与Ca—O离子键网络协同，使界面结合能较环氧基/羟基体系提升61.1%~65.2%；在温度与含水量的共同影响下，GO/C-S-H界面结合性能呈现显著变化，温度升高导致界面脱黏拉力和剥离功下降，而界面过度水合会进一步削弱黏结强度；多层GO体系的结合性能随GO层数增加而提升，但需优化堆叠层数以避免出现缺陷；基于模拟结果，揭示了GO官能团调控界面水分子结构主导结合性能的规律，阐明了温度/含水量/GO层数多因素作用机制，为高耐久性纳米混凝土的设计提供了量化框架。

Abstract:

为找到一种有效的砖石建筑修复材料，以预糊化玉米淀粉、阴离子聚丙烯酰胺（APAM）和碱化秸秆粉等3种有机物与NaHCO₃复合改性石灰，研究了3种有机物对石灰物理性能、抗压强度和微观结构的作用机理。结果表明：相较于其他2种有机物，7%预糊化玉米淀粉减缓了石灰的水分蒸发并延长了后期碳化周期；相较于对照组试样，7%预糊化玉米淀粉改性石灰28 d的毛细吸水率、干燥速率、吸水率和孔隙率分别下降了96.81%、75.73%、85.80%和30.91%，软化系数和抗压强度分别提高了78.05%和985.23%，表观密度略有增加；预糊化玉米淀粉中存在的—OH基团对生成的CaCO₃具有调控作用，碳化后石灰的结构更加致密；7%预糊化玉米淀粉改性石灰的性能最佳。

Abstract:

进行光滑圆棒单调拉伸试验确定HRB400E钢筋力学性能和本构关系；根据钢筋受力特点设计缺口圆棒试件，进行单调拉伸试验，结合有限元数值模拟，校准得到HRB400E钢筋孔洞扩张模型的材料参数η=2.03；基于孔洞扩张模型对钢筋受拉断裂全过程进行数值模拟。结果表明：模拟得到的钢筋断裂过程与试验结果完全一致；孔洞扩张模型预测的钢筋断裂位移与试验结果吻合较好，最大误差在10%以内，验证了采用孔洞扩张模型进行钢筋延性断裂分析的适用性和准确性。

Abstract:

针对寒区沥青路面灌缝胶在长期低温与冻融循环下性能衰变迅速的难题，本研究基于团队已通过响应面法优化的SBS/玄武岩纤维复合配方（SBS 10%、抽出油13.09%、纤维4%）[1]，系统开展了热氧老化、冻融循环及其耦合作用下的耐久性试验。结果表明，该优化材料在经历严酷热氧老化（190℃, 5 h）后，压缩弹性恢复率仅衰减3.05%，拉伸强度保持率达87.42%，显著优于市售产品。经三次冻融循环，其黏附强度保持率仍达63.7%，且在-30℃低温拉伸中呈现典型的韧性破坏特征，避免了突发脆断。微观机理分析揭示，玄武岩纤维与SBS、橡胶粉形成的三维互穿网络，在老化与冻胀耦合应力下能够有效维持界面完整性，通过应力重分布抑制微裂纹扩展，这是其卓越低温耐久性的根本原因。本研究深化了对纤维复合改性灌缝胶在寒区全生命周期服役行为的理解，为其工程应用提供了直接的性能依据与机理支撑。

Abstract:

针对寒冷地区混凝土结构在冻融与冲击荷载耦合作用下的劣化难题,本文对PVA-玄武岩混杂纤维混凝土(PVA/BF-RC)的动态力学性能增强机制展开了系统研究。通过对比素混凝土(PC)与PVA/BF-RC在经历0至100次冻融(FT)循环后的性能演化,采用电液伺服试验机与分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,分析了其静态与动态抗压性能、质量损失规律、强度退化、动态增长因子(DIF)及破坏形态。结果表明：PVA/BF-RC展现出卓越的抗冻融-冲击性能。在100次冻融循环后,其质量损失率仅为0.22%(PC为4.54%)且静态抗压强度损失由PC的71.03%显著降低至40.64%；在13 m/s的冲击速度下,PVA/BF-RC的峰值应力高达42.66 MPa,较PC提升了41.4%且DIF随冻融损伤的波动幅度仅为0.1左右。PVA/BF-RC通过有效抑制裂缝扩展和剥落,显著增强了混凝土的抗冻耐久性与动态抗冲击性能。基于试验数据建立的冻融劣化函数C(n)及动态强度计算模型,为预测冻融损伤后PVA/BF-RC的力学行为提供依据。

Abstract:

絮凝剂是湿法制砂工艺常用添加剂，其残留对水泥基材料性能存在不利影响。在机制砂中分别引入机制砂质量分数为0.03‰~1.2‰的阳离子型（CPAM）、阴离子型（APAM）、非离子型（NPAM）聚丙烯酰胺及聚合氯化铝（PAC）絮凝剂，系统研究了不同类型絮凝剂残留对机制砂砂浆流动度、凝结时间以及抗压和抗折强度等力学性能的影响规律。并结合Zeta电位、压汞（MIP）等测试方法分析作用机制。结果表明：四种絮凝剂均导致砂浆流动度降低。PAM类通过吸附包覆与空间位阻效应，延缓凝结并抑制早期水化反应；PAC因水解产生的Al3+加速了AFt的生成，表现出轻微促凝特征。7d后絮凝剂组强度较基准组降低归因于絮凝剂残留导致的孔径≥50 nm孔隙率较基准组显著增加相关。

Abstract:

为了研究聚氨酯改性沥青的性能与最佳掺量，本文采用Materials Studio分子动力学仿真软件，分别构建了基质沥青及聚氨酯掺量为3.67%、7.13%、10.33%的改性沥青模型。通过对扩散系数、物理模量等性能参数的计算，从微观角度分析了聚氨酯掺量对沥青性能的影响，并结合沥青三大指标试验、弯曲梁流变试验和动态剪切流变试验，确定了聚氨酯的最佳掺量。分子动力学仿真结果表明：在常温条件下，随着聚氨酯掺量的增加，内聚能密度呈持续上升趋势，各物理模量先增大后减小；当掺量为7.13%时，其结合能的绝对值最大，体系最稳定；同时扩散系数最小，改性剂与沥青结合较好，沥青的综合性能达到最优。综合沥青宏观试验结果，确定了聚氨酯的最佳掺量为8%。本文的研究方法为其他改性沥青材料性能研究提供了一种新的思路。

Abstract:

为解决现有混凝土耐久性预测模型精度低、工程适用性不足的问题，本研究基于湛江10年真实海洋暴露试验数据，建立了轻量化梯度提升机（LightGBM）、类别特征提升机（CatBoost）、极致梯度提升方法（XGBoost）、随机森林（RF）以及人工神经网络（ANN）5种机器学习模型，用于预测高性能混凝土在真实海洋环境下的氯离子扩散性能。结果表明:CatBoost模型预测性能最优，其R2达到0.9143，平均绝对误差（MAE）、均方根误差（RMSE）和平均绝对百分比误差（MAPE）均低于其他模型，展现出优异的精度与稳健性。通过SHAP可解释性分析可知，水胶比对真实海洋环境下高性能混凝土氯离子扩散性能的影响最大，其次是水泥用量、侵蚀时间和硅灰掺量，粉煤灰掺量影响最小。此外，与传统Fick第二定律衰减模型相比，CatBoost模型的预测准确性显著提升。

Abstract:

为研究纳米SiO2增强型钢与混凝土界面黏结滑移性能，开展了往复加载试验，分析了试件的破坏模式、特征黏结强度和界面黏结性能退化机理，建立了黏结强度计算公式和黏结-滑移本构模型。结果表明：型钢表面喷涂10%纳米SiO2试件的峰值黏结强度较对照试件提高28.38%，破坏模式由劈裂破坏转变为劈裂-黏结破坏；纳米SiO2在黏结界面形成致密C-S-H凝胶层，能增强界面整体性以降低累计损伤；通过多元统计回归得到了试件特征黏结强度计算公式，且特征黏结强度预测精度达到91%；基于试件黏结-滑移曲线特征建立的黏结-滑移本构模型，拟合曲线和试验曲线较为吻合。

Abstract:

混凝土作为人类使用最大宗的建筑材料,其强度的高强或超级高强化发展是支撑现代结构工程向超高层、大跨度及轻量化方向发展的关键技术基础。本文从C-S-H凝胶相、增强相、界面相及孔隙结构四个层面系统论述了混凝土强度的本源及其关键影响因素,概述了当前混凝土超级高强化的设计理论与技术途径,并展望了混凝土超级高强化研究中存在的关键问题与研究方向,旨在为混凝土强度极限突破的前沿研究提供理论参考与技术支撑。

Abstract:

以活性氧化镁、硫酸镁为原料，柠檬酸钠和晶种为外加剂，常温合成了5Mg(OH)2·MgSO4·7H2O晶须 (5·1·7W )，探究了工艺参数对产物组成和形貌的影响。采用XRD、SEM、TEM、TG-DSC等手段对晶须进行了表征。结果表明，当柠檬酸钠掺量为3%、晶种掺量为2%、硫酸镁溶液质量分数为10%~15%、 氧化镁BET < 45 m2/g时，可制备出直径为100~150 nm、长度为10~20 μm、长径比为50~100的高纯5·1·7W。5·1·7W经高温煅烧后可转化为氧化镁晶须。5·1·7W对PVC力学与阻燃性能具有优异的改善效果。

Abstract:

本研究基于低场核磁共振技术（LF-NMR），原位探究了掺加MgO膨胀剂（MEA）的水泥浆体在不同温度（5 ℃、20 ℃和60 ℃）和水胶比（0.35、0.45）下水分布、水迁移以及凝结硬化过程中孔隙结构的演变。结果表明，MEA加速浆体内水分的总信号量衰减，改善了浆体内部水分分布，降低了自由水含量，增大了浆体内细毛细水占比，且温度越高效果越显著。6 h时的相同w/b（0.35）样品，60 ℃下MEA对细毛细水的增幅分别是5 ℃和20 ℃的6.5倍和3倍。同时，MEA增大了浆体加权平均弛豫时间（T ?2）、降低分形维数，这一作用随温度升高而增强，6 h时MEA使5 ℃、20 ℃和60 ℃下T ?2值分别增加0.19 ms、0.22 ms和0.29 ms，w/b为0.45时较0.35时显著。LF-NMR可有效表征不同温度下掺MEA水泥浆体水分布和孔隙结构的演变。

Abstract:

为了研究铝酸钙水泥（CAC）基材料在NH4Cl溶液中的加速溶蚀行为，本文开展了CAC净/砂浆试件在三种浓度（0.5M、1M和2M）的NH4Cl溶液中的加速溶蚀试验，并以去离子水中的溶蚀试验为对照组。研究试件质量损失、抗压强度、物相组成及浸泡液pH和钙离子浓度随时间的变化规律，并通过XRD-Rietveld、TG和EDTA滴定等方法分析不同浓度NH4Cl溶液对CAC浆体溶蚀行为的影响，结果表明：随着浸泡时间的增长，试件水化程度不断提高。在NH4Cl溶液中，CAC砂浆试件浸泡92d后强度显著降低，且CAC浆体质量损失、浸泡液的钙离子浓度增长速率较对照组均显著提高，此外随着NH4Cl浓度的提高，CAC水化产物溶解速率逐渐增大，从而引起材料性能的降低。

Abstract:

采用冻融循环对钢纤维混凝土（SFRC）进行损伤劣化，重点研究损伤后的SFRC在氯盐溶液干湿循环作用下的性能演变，包括氯离子传输、pH分布和抗压、抗弯等力学性能。结果表明：冻融损伤后的SFRC在氯盐干湿循环作用下内部氯离子浓度累积增长、近表层pH值逐渐下降，存在潜在腐蚀风险；但事实上，冻融损伤SFRC试件经历180次氯盐干湿循环后抗压强度增长了9.5%~24.1%，抗弯强度提高了10.2%~29.7%，弯曲韧性和刚度均得到显著提升。在氯盐干湿循环作用下，胶凝材料的持续水化修复了SFRC的冻融损伤，且钢纤维腐蚀的正面增强效应（界面强化与裂缝填充）进一步提升了混凝土的力学性能。

Abstract:

为研究铝合金扩胀管在低速冲击作用下的力学响应特征，在对铝合金材料性能进行测试基础上，设计制作了长度为200 mm，截面尺寸为63×6.5mm，扩胀率为1.16的试件，开展了12 m/s、10 m/s和8 m/s共3种速度条件下落锤冲击试验，结合3D-DIC测试技术和运动分析技术，分别获取了扩胀管应变场和锥头运动速度演化特征，并探究了应变与冲击速度相关性。结果表明：6063-T6铝合金伸长率测定值介于22%-25%之间，具有优异的塑性变形能力；扩胀过程中铝合金管应变发展平稳，呈现出良好的稳态塑性变形过程；扩胀管应变率峰值均小于100 s-1，且随扩胀过程的发展快速衰减，环向和纵向应变率均与锥头运动速度呈显著线性关系。

Abstract:

采用分离式霍普金森压杆研究钢纤维再生骨料混凝土(Steel Fiber Recycled Aggregate Concrete, SFRAC)的动态劈拉损伤特性，并利用数字散斑相关法和扫描电镜观察分析其的裂缝演化过程和微观结构。结果表明：SFRAC峰值应力随应变率升高而显著增加，在0.08–0.12 MPa冲击压力范围内，动态递增因子为1.5-2.2。钢纤维可以显著提高再生混凝土动态劈拉强度，最优纤维掺量为1.0%，对强度的增幅可达41.60%；当再生骨料替代率为50%时，1.0%钢纤维掺量的SFRAC强度与普通混凝土相当。通过数字散斑分析发现，钢纤维能够延缓高应变区域的形成并减轻试件的局部破坏。微观结构分析表明，再生混凝土因水泥浆体中水化产物减少且分布不均，凝胶颗粒增多，削弱基体粘结性能。而钢纤维在冲击作用下发生塑性变形并形成有效锚固，抑制裂纹扩展，从而提升宏观强度。

Abstract:

为改善泡沫混凝土早期稳定性、保温隔热性能，本文开展以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵和亚硫酸氢钠制备交联体系，探究了其掺量对泡沫混凝土流变性能、导热系数和孔隙结构的影响，借助X-CT技术扫描重构其孔隙结构，利用COMSOL Multiphysics软件对其传热行为进行了仿真模拟，进而揭示了传热机理。结果表明：交联体系的存在缩短了浆体的初凝时间，增大了浆体的表观粘度、塑性粘度、动态屈服应力和触变性；泡沫混凝土中孔体积越高且小孔数量越多，使得传热路径延长，从而增强了其保温隔热性能。

Abstract:

采用温湿度智能交变环境箱和高渗透水压加载装置模拟高原温湿环境（-10、0、20、40℃；RH40%）养护和渗透水压（0、1、1.5、2、3MPa）作用，系统研究二者复合作用下混凝土性能演化。测试了混凝土吸水率、弹性模量、轴压和抗剪强度。结果表明，低湿度养护显著增强吸水性能，且随渗透水压升高而增加；低湿度养护削弱了轴压强度和弹模，水压从0增至3MPa，轴压强度削弱程度逐渐增大，而弹模削弱呈现“先减后增”趋势；混凝土抗剪强度随养护温度的升高和渗透水压的降低而近线性增大；渗透水压的增加加剧了对强度的削弱，但高温养护的增强效应可抵消渗透水压增大产生的负面效应；低温（≤0℃）下养护会使高渗透水压的负面效应更大。

Abstract:

本文针对塑性混凝土进行了单轴、双轴、常规三轴和真三轴压缩试验,研究不同加载条件对试样扩容特性的影响,根据试验结果分析了试样扩容特性及破坏机理。结果表明:试样在不同荷载条件下,达到峰值之前均出现扩容现象,扩容是试样破坏的前兆。试样扩容和材料性能、侧限的大小相关,材料强度越大,扩容值越小；侧限约束越强,其扩容值越大,强度越大。在不同加载条件下试样发生扩容,其应力应变曲线峰值后变形呈现软化或塑化特征；试样不发生扩容,应力应变曲线峰值后变形呈现硬化特征。试样侧向应变扩容最先出现在侧向应力较小的方向,当侧向应力较大的方向出现扩容时试样即将扩容,侧向应变的扩容可作为预测试样扩容的依据。

Abstract:

随着沿海工程对结构耐腐蚀性要求的提高，纤维增强配筋活性粉末混凝土因其高密实性与优良耐久性备受关注。本文在氯盐-冻融循环环境下测试配筋活性粉末混凝土的质量损失率、相对动弹性模量、Tafel曲线及腐蚀速率，研究混掺钢纤维、聚丙烯纤维及水稻秸秆纤维对其耐腐蚀性能的影响。综合评估钢筋腐蚀性能参数，纤维增强配筋RPC的耐腐蚀性程度表现为：2%钢纤维+1%水稻秸秆纤维+1%聚丙烯纤维 > 1%聚丙烯纤维+3%钢纤维 >3%钢纤维。在三掺纤维最优配合比下，配筋活性粉末混凝土的质量损失率降低了85.33%，相对动弹性模量提高了61.25%。同时，腐蚀速率降幅高达59.19%。本研究将为混掺纤维配筋活性粉末混凝土在盐冻环境下的应用提供参照。

Abstract:

以赤泥与矿渣粉等工业固废制备赤泥基胶凝材料(RCM)，优选配方RCM-6用于稳定锯泥(RCMG)，并以水泥稳定锯泥(CSG)为对照，系统评估两者的强度与干缩性能。结合孔结构、内部相对湿度(IRH)、孔隙溶液表面张力(γ)、XRD、SEM及TGA/DTG阐释机理。结果表明：RCMG的级配更接近最大密度曲线，其干密度更高；RCMG与CSG的7 d-无侧限抗压强度分别为3.1 MPa、3.6 MPa。尽管CSG强度更高，但RCMG的28 d累计干缩应变在60%与75%RH下分别较CSG降低19.6%与23.4%。机理上，RCMG的总孔隙率与中孔比例更低，IRH下降更慢，γ更小，并且钙矾石(AFt)以及C-(A)-S-H等水化产物能够长期稳定存在。本体系适用于细粒固废占比高、对干缩敏感的道路基层。

Abstract:

本文通过碳矿化材料封装射频芯片制备了一种无源无线数字骨料，并对其信号传输性能、力学性能和微观结构进行了系统研究。试验表明，碳矿化材料的电导率为10??量级，远低于普通硅酸盐水泥和白色硅酸盐水泥的10??至10?3量级，可有效降低电磁波传输损耗。碳矿化数字骨料在空气中信号传输距离为2.5~7m，嵌入2cm厚的砂浆中可达3.5~8.5m。微观分析表明，碳矿化反应可生成致密的碳酸钙和硅胶复合结构，从而使得碳矿化数字骨料抗折强度高达33MPa。本文研制的碳矿化数字骨料具有唯一身份标识功能，可实现混凝土预制件全生命周期的信息管理和质量追溯，适用于装配式建筑、水利、隧道等大型基建工程建设，有力推动混凝土产业的智能化与信息化发展。

Abstract:

为提高水泥基材料的抗盐冻性能，研究了络合剂和偏高岭土协同使用对水泥砂浆盐冻循环前后的质量损失率、抗压强度损失率、微观结构以及盐冻砂浆养护后的总孔隙率和抗压强度的影响。结果表明：络合剂和偏高岭土的协同使用显著提高了砂浆的抗盐冻性能和盐冻后砂浆的自修复能力。基准砂浆与复掺0.5%络合剂和3%偏高岭土砂浆在盐冻100次后的质量损失率分别为11.4%和3.8%、抗压强度损失率分别为34.7%和21.8%、总孔隙增大率分别26.1%和17.7%、有害孔比例分别为68.8%和40.5%；复掺络合剂和偏高岭土的砂浆盐冻100次后再养护28d后的孔结构和抗压强度均得到了很好的恢复。

Abstract:

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%.

Abstract:

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。

Abstract:

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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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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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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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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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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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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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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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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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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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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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.