Abstract:

利用低气压环境模拟箱对水泥砂浆进行养护，测试分析不同低气压（0.2 P₀、0.5 P₀、0.8 P₀、1.0 P₀，P₀为标准大气压）养护条件下砂浆的力学性能、抗渗性能、气孔结构、微观形貌和水化产物，以探明低气压养护对水泥砂浆微观孔隙与抗渗性能的影响机理.结果表明：低气压养护劣化了硬化水泥砂浆的力学性能和抗渗性能，在（0.5~0.8） P₀范围内的力学性能衰减特别明显；低气压养护下水泥砂浆的含气量增大，气孔间距系数增大，大孔所占比例增大，气孔结构显著劣化；硬化水泥砂浆的微观气孔结构对其宏观抗渗性具有显著影响，随着养护气压的降低，硬化水泥砂浆的含气量、气孔间距系数和平均孔径提高，导致其抗渗强度降低，原因包括凝胶结构、水分蒸发、水化产物以及气泡的引入等.

Abstract:

研究了生物炭对碳化养护水泥砂浆抗压强度和固碳量的影响规律和机理.结果表明：生物炭能有效促进水泥早期水化，改善碳化养护水泥砂浆的抗压强度和孔结构，且效果随着碳化养护时间的延长而愈加明显；掺有生物炭试件的水泥石固碳量略有降低，但综合考虑生物炭封存与碳化养护捕获的总固碳量则明显提高.

Abstract:

为了提高硫氧镁（MOS）水泥早期抗压强度，向MOS体系中掺入热处理后的5Mg（OH）₂·MgSO₄·7H₂O（517）晶须，分析了热处理前后的517晶须对MOS水泥凝结时间、抗压强度、物相组成、微观形貌和孔结构的影响. 结果表明：5Mg（OH）₂·MgSO₄·4H₂O和5Mg（OH）₂·MgSO₄在MOS浆体中均可吸附水分子形成517晶须，并在体系中发挥胶结-晶种协同作用，促进517晶须生长，这缩短了MOS水泥初、终凝时间，优化了MOS水泥孔结构，提高了MOS水泥早期和后期抗压强度； MOS体系中517晶须的掺量不宜超过4%，且经100、150 ℃热处理的517晶须较未经热处理的517晶须对MOS水泥性能优化效果更强.

Abstract:

通过数值模拟和试验相结合的方法，建立了混凝土三维球体随机骨料模型，利用有限元软件分析了温度响应和损伤积累过程，并通过大温差循环试验验证了模拟结果.结果表明：随着温差循环次数的增加，混凝土导热性能变差，温度梯度呈增大趋势；骨料与砂浆界面处产生较大拉应力，损伤由界面开始产生；每次循环的升温过程拉应力增大，使得损伤逐渐积累并从界面向基体扩展，最终损伤区域连通；温度响应和静弹性模量损失率模拟结果与试验测定值吻合良好，数值模拟方法合理有效.

Abstract:

研究了2种功能轻集料（保温细集料和储热粗集料）在C55和C30大体积混凝土中的应用技术及其对水泥水化过程的影响，并测试了功能轻集料掺量对混凝土新拌性能、力学性能和峰值温度、升降温速率等的影响规律；提出了功能轻集料使用时宜采用半饱和状态、通过适当降低用水量来控制工作性能相近的应用技术.结果表明：保温细集料和储热粗集料均具有一定的早强作用和控温功能，且储热粗集料的效果更优；保温细集料对于混凝土凝结硬化速率影响不大，但储热粗集料因其相变储能作用，在早期可以起到原位自热养护的作用，明显加快凝结硬化速率.

Abstract:

以煤液化残渣（DCLR）为原材料制备了煤液化残渣基地聚物（DG），并通过调节碱激发剂（AA）模数及其掺量、养护龄期及DCLR粒径，研究了DG试样的工作性能、力学性能、微观结构及化学组分变化.结果表明：DG的无侧限抗压强度与抗折强度均随着AA模数与掺量的增加呈先增加后降低的趋势，在AA模数为1.4、掺量为50%时，试样中硅铝酸盐凝胶最多，结构最致密，强度最大；DG试样的早期强度较高，其1 d抗压强度与抗折强度均达到28 d的70%以上；AA模数的改变对DG浆体流动度的影响并不显著；DCLR粒径越小，DG试样的力学性能越好，且DCLR粒径越大，DG试样养护7 d后强度提升越快.

Abstract:

以电石渣、脱硫石膏和钢渣掺量为影响因素，改性粉煤灰地聚物7、28 d抗压强度为响应值，使用响应面法（RSM）研究各种固体废弃物的交互作用对改性粉煤灰地聚物强度的影响规律，并通过水化热、扫描电镜（SEM）和X射线衍射（XRD）分析其增强机理.结果表明：经RSM优化设计后的电石渣、脱硫石膏和钢渣的最佳掺量分别为6.34%、1.60%和29.47%，改性粉煤灰地聚物7、28 d抗压强度分别达到18.10、29.92 MPa；电石渣和钢渣通过增强体系碱性，加快Si和Al的溶解，促进水化硅铝酸钙（钠）的生成，提高改性粉煤灰地聚物各龄期的强度；脱硫石膏通过提高Ca²⁺和SO42-含量，生成钙矾石晶体，提高改性粉煤灰地聚物的早期强度；随着养护龄期的延长，改性粉煤灰地聚物中凝胶逐渐增多，可填充微小孔隙，使结构变得更加密实，因此强度得到提高.

Abstract:

基于溶解-析晶理论，根据X射线衍射和热重分析结果，将建筑石膏的水化进程划为4个水化阶段，并利用质子低场核磁共振技术研究了不同水膏比m_W/m_G和聚羧酸系减水剂（PCE）掺量下，新拌浆体横向弛豫时间T₂分布、T₂加权平均值T2¯与主峰峰面积S_main随水化时间的变化规律.结果表明：T2¯和S_main的变化趋势与水化阶段均具有良好的相关性；增大m_W/m_G可以使建筑石膏水化阶段出现的时间提前，而掺加PCE则对建筑石膏有明显的缓凝作用.

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轻集料是一种来源广泛、轻质环保的材料，用于超高性能混凝土可以起到降低自重、减少自收缩等作用，近年来成为国内外的研究热点.然而，超高性能混凝土的设计是基于最大堆积密度理论的，而轻集料强度低且多孔的特性为其性能带来不利因素.为此，对比讨论了不同类型轻集料及其制备技术对超高性能混凝土宏观性能的影响，分析了轻集料在超高性能混凝土中的作用机理和增强机制，并结合现有的研究进展，展望了未来的发展前景.

Abstract:

以环渤海湾海洋工程混凝土结构耐久性作为研究对象，根据多年来积累的实验室、海洋暴露站和工程实测数据，采用ChaDuraLife V1.0混凝土结构寿命预测模型与计算机软件，分析不同矿物掺合料掺量、水胶比对海洋混凝土结构服役寿命的影响规律.结果表明：降低水胶比，提高粉煤灰掺量和磨细矿渣掺量都能有效延长海洋混凝土结构的预期服役寿命.以环渤海湾海洋浪溅区混凝土结构为例，最长服役寿命所对应的海洋混凝土配合比最优参数是：粉煤灰和磨细矿渣掺量分别为20%、40%，水胶比为0.30，混凝土结构满足100、200、500 a寿命所需最小保护层厚度分别为60、75、120 mm.

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采用自开发算法和自研发的轮式加速加载磨耗仪，研究了集料形态对碎石封层嵌挤结构与抗剥落性的影响.结果表明：80.7%的针状集料以平铺形式存在，对碎石封层嵌挤结构的影响较小，为保证良好的抗剥落性，其含量不宜高于16%；片状集料多以平铺或交叠形式存在，易引起相邻集料的移位和交叠，对集料嵌入率和保持能力不利，含量应控制在10%以下；当针状与片状集料同时存在时，碎石封层经历磨耗后的质量损失增加约2%；集料嵌入面积百分率兼具良好的稳定性与敏感性，是评价碎石封层抗剥落性的理想指标.

Abstract:

对65个高延性地聚合物（HDGC）与既有混凝土的黏结试件进行了斜剪试验，研究了界面黏结角度、既有混凝土强度、HDGC延伸率和界面粗糙度对其界面黏结性能的影响，并基于Mohr-Coulomb屈服准则进行塑性极限分析，建立了破坏应力与界面黏结角度、内聚力和内摩擦角的计算式.结果表明：界面黏结角度对试件的失效模式起主要控制作用，界面黏结角度越大，试件的界面黏结强度越小；当既有混凝土强度提高时，试件的界面黏结强度略有降低；当HDGC延伸率为6.77%时，试件的界面黏结强度最大；随着界面粗糙度的增大，试件的界面黏结强度逐渐提高，但提高幅度呈降低趋势；建立的计算式计算结果与试验结果吻合较好.

Abstract:

采用硫铝酸盐水泥-硅酸盐水泥-石膏三元复合体系制备了低收缩早强型灌浆料，探究了其微观结构形成机理.结果表明：根据最优配合比制备的灌浆料1、3 d抗压强度分别为60.1、75.5 MPa，3 d自收缩率为351.39×10^-6，28 d干燥收缩率为239.75×10^-6，均高于国家标准；灌浆料水化产物中的钙矾石（AFt）晶体相互交错搭接，构成了致密的网状骨架，使灌浆料具有较高的早期强度，而水化硅酸钙凝胶则促进了灌浆料后期强度的发展；AFt表现出的微膨胀作用使灌浆料的收缩变形逐渐变小，进一步保障了其早强与低收缩特性.

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鉴于调湿材料的热湿物性决定着其热湿传递行为，研制了2种新型坡缕石基复合调湿材料——坡缕石基亚麻纤维材料（FP）和坡缕石基木质纤维材料（WFP），全面测量了这2种复合调湿材料的水蒸气渗透系数、等温吸附曲线和湿扩散率等关系到其吸放湿能力和热湿传递特征的物性参数，探究了材料厚度和相对湿度上下限对复合调湿材料湿缓冲值的影响. 结果表明：材料越厚，相对湿度区间越高，复合调湿材料的吸放湿能力就越强；厚度为2.5 cm的FP和WFP的湿缓冲值分别达到2.83、3.11 g/（m²·%）.

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为了高附加值利用电石渣以及封存CO₂，以电石渣为原料、甘氨酸（Gly）为添加剂，在常压下采用电石渣-CO₂反应法制备了高纯度球形球霰石碳酸钙.通过扫描电子显微镜和X射线衍射仪等研究了Gly掺量对球霰石含量的影响以及球霰石的稳定性，并探讨了球霰石的形成机理及滤液中Gly的循环利用.结果表明：球霰石的含量随着Gly掺量的增加呈先增加后减少的趋势；制备的球霰石具有良好的热稳定性；在球霰石的形成过程中，碳酸钙由方解石和小针状文石晶体通过团聚、溶解和沉淀转化为表面有粗糙突起的球形球霰石；滤液中的Gly可以循环利用且不影响球霰石的含量；电石渣-CO₂反应法是一种简便、低成本、少污染制备球霰石的新工艺.

Abstract:

利用X射线衍射(XRD)分析、Fourier变换红外光谱(FT-IR)、27Al和29Si魔角旋转固体核磁共振技术（MAS NMR）和1H-29Si魔角旋转交叉极化固体核磁共振(1H-29Si CPMAS NMR)研究NaOH激发碱矿渣水泥反应早期产物演变过程。结果表明：碱矿渣水泥在3-28d龄期均能观察到水化硅铝酸钙凝胶（C-A-S-H）、水滑石和AFm相，凝胶产物由复杂的端链硅氧四面体Q1、链状硅氧四面体Q2和Al取代的链状Q2(Al)或层状硅氧四面体Q3(Al)构成，相对反应程度随龄期延长而增大。随着24h内早期反应进行，矿渣水化程度提高，Al/Si比增大，铝氧四面体桥氧结构占据比例增大；矿渣铝氧多面体经历结构解聚、水滑石和AFm层状晶体的形成和C-A-S-H凝胶的形成过程。反应早期24h Q2(1Al)迅速发展，水分子与硅氧骨架交联，化学结合水形成，未发现聚合度更大的Q3和Q3(1Al)结构，24h反应阶段为C-A-S-H低聚态凝胶形成阶段。

Abstract:

为提升建筑用钢耐久性，本文提出电沉积-水热法，在钢表面原位生长了Mg-Al-LDH，通过电沉积法在钢表面形成晶核，再水热反应让LDH晶核生长成形成致密的Mg-Al-NO3-LDH膜，并通过分析电沉积电位对钢基底表面的LDH膜生长影响，讨论了LDH膜的详细形成机理，并使用电化学方法表征LDH膜的抗腐蚀能力，得出了最适宜的电沉积电位,研究结果表明，当电沉积电位为?1.4 V（相对于Ag/AgCl电极）时，LDH膜形貌最为密实，LDH纳米片聚集堆叠致密，实现对钢基底良好的锈蚀防护功能.

Abstract:

通过凝结时间、流动度、孔溶液pH、抗折与抗压强度、吸水率和软化系数试验，并结合水化热和XRD测试，探究了不同掺量磷建筑石膏(CPG)对石膏矿渣水泥的水化过程与耐水性能的影响规律.结果表明：随着CPG掺量增加，石膏矿渣水泥的凝结时间缩短，流动度减小，吸水率与3 d水化放热量均增大.水泥浆体孔溶液的pH值在水化早期快速下降，56 d时保持不变.当CPG掺量从40%增加到70%时，孔溶液的pH值从11.02减小到10.62，水泥胶砂的软化系数从0.98减小到0.91，主要晶相水化产物均为二水石膏和钙矾石，钙矾石的含量逐渐减少.

Abstract:

开展无侧限抗压强度和扫描电镜试验，研究了无机填料粒径、种类对水泥固化泥炭土强度的影响。固化土强度随石英砂掺量增加呈现先增加后降低趋势，20%砂掺量下水泥固化土强度最高。石英砂粒径大于1 mm时固化土强度提升有限，而砂粒径小于0.5 mm时固化土强度提升明显。高岭土颗粒有效填充泥炭土孔隙，利于水泥联结填料和泥炭土颗粒；水泥联合高岭土的固化泥炭土强度明显优于砂。高岭土掺量从5%增至30%，28d龄期固化土强度增幅分别为62.7%~81.7%和58.5%~116.6%。

Abstract:

为确定钢纤维页岩陶粒混凝土（SFCC）现场实际的导热系数，与桥面板施工同步制作不同钢纤维掺量的试件并利用热板法进行测定，校核并扩展导热系数预测公式；对高温沥青摊铺温度场进行实测和数值模拟。结果表明：环境湿度67%时实测的SFCC的导热系数介于0.915~1.409W·m-1·K-1，增加钢纤维掺量可提高导热系数，考虑湿度和钢纤维影响后的扩展Maxwell公式预测值与之吻合良好；高温摊铺的温度差异可达23℃，较规范更为不利，采用数值模拟可有效计算桥面板温度场。

Abstract:

钢筋非均匀锈蚀并诱导混凝土开裂是海洋钢筋混凝土腐蚀破坏的主要形态. 采用恒电位驱动氯离子渗透并加速钢筋锈蚀模拟海洋钢筋混凝土腐蚀，研究了水胶比、保护层厚度和钢筋直径对试件锈胀开裂的影响. 利用COMSOL Multiphysics软件建立了真实细观混凝土有限元模型进行数值模拟. 结果表明：本试验制备出的混凝土试件在恒电位加速腐蚀下钢筋发生非均匀锈蚀并导致混凝土产生3条主裂缝，其钢筋锈胀开裂应力在3~3.5 MPa，降低水胶比及增大保护层厚度均可延缓锈胀开裂时间. 数值模拟可以很好地再现钢筋混凝土非均匀锈蚀过程，其获得的锈胀应力演变与混凝土开裂模式与试验结果吻合.

Abstract:

有机硅涂料通过侵蚀传输抑制作用以及诱导结晶作用,赋予了水泥基体各种优越的表面防护效果,显著提升了混凝土结构的耐久性能与安全可靠性。本文归纳了有机硅涂料的分子结构特征及其对胶凝材料的作用机理,全面综述了有机硅涂料对水泥基材料的各项耐久性能的提升效果。此外,本文探讨和展望了有机硅涂料在工程应用中的主要存在问题及未来发展趋势,旨在为水泥基材料耐久性防护的深入研究与应用提供重要的理论指导与工程参考。

Abstract:

初始缺陷是影响混凝土物理力学特性根源之一。采用不同尺寸的EPS颗粒预制混凝土初始孔隙率及孔隙尺寸，系统开展5种不同初始孔隙尺寸、4种不同初始孔隙率下混凝土的轴心抗压强度及弹性模量试验研究，并基于数值统计原理分析含初始缺陷混凝土力学性能的影响规律。研究表明：轴心抗压强度与弹性模量均随初始孔隙率的增加呈近似线性降低趋势，轴心抗压强度与弹性模量均随孔径的增加呈近似对数降低趋势。同时考虑孔隙率和孔径影响，存在小孔径高孔隙率损伤低于大孔径低孔隙率损伤现象。相较于孔径而言，孔隙率对轴心抗压强度和弹性模量的损伤影响更为显著。

Abstract:

为精确评价热拌沥青混合料的拌和和易性，进而提升施工质量和节约能源消耗。本研究基于沥青混合料的材料组成及分布，通过SEM测定拌和后混合料中集料表面裹附的沥青膜厚度，并提出一种和易性评价指标。最终采用集料分布均匀性指标与压实度指标进一步验证和分析不同沥青混合料和易性的变化规律。结果表明：沥青和级配类型以及拌和温度对热拌沥青混合料拌和和易性影响作用不同。沥青膜在集料表面裹附越均匀，沥青混合料的拌和和易性越好，使集料分布的离散性越小，混合料成型的压实度越大。

Abstract:

旨在提高硫氧镁水泥（MOSC）的耐水性，以煅烧沸石粉为掺合料制备MOSC，研究了煅烧前后沸石粉对MOSC凝结时间、力学性能、耐水性、相组成、微观形貌和孔结构的影响。结果表明：掺入煅烧的沸石粉提高了MOSC的力学性能，且煅烧前后的沸石粉均可在MOSC体系中反应形成M-S-H凝胶，这降低了MOSC的总孔隙率，提高了MOSC的耐水性，但掺入煅烧后沸石粉的MOSC耐水性更优。MOSC中掺入20%经煅烧温度200℃，升温速率15 °/min处理的沸石粉后，MOSC的耐水性最优，28 d抗压和抗折强度保留系数分别可达0.91和0.95。

Abstract:

陶瓷透水路面砖渗透和淤堵问题对海绵城市的持续发展意义重大.为此，利用X射线计算机断层成像及图像三维重构技术获取了陶瓷透水路面砖的孔隙结构特征参数与渗透系数.基于沿程水头损失及局部水头损失影响因素，选取合适孔隙结构特征参数，并利用量纲分析法建立了孔隙结构特征参数与渗透系数的定量关系模型.研究发现：通过统计学检验方法对建立的定量关系模型进行检验表明，所建立模型是合理可靠的.渗透系数受有效孔隙迂曲度、有效孔隙半径均值影响最大，有效孔隙比表面积、有效孔隙等效喉道半径及有效孔隙等效喉道长度影响次之.

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通过工业固废改良膨胀土团聚体的搅拌破碎试验以及破碎土的耐久性试验揭示了团聚体尺寸效应对改良效果的影响，并分析了其影响机理.结果表明，掺入铁尾矿砂和电石渣能加速土团聚体在搅拌过程中的破碎；大粒径团聚体内部土改良效果较差，容易产生裂隙；粒径大于15 mm的团聚体含量越高的试样，其耐久性越差；相对于电石渣改良土，复合改良土的耐久性更好；对于应用于底基层的电石渣改良土和复合改良土，建议控制粒径大于15 mm的土团聚体含量分别小于2.5%和21.8%.

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氯氧镁水泥混凝土(MOCC)耐水性能与其原材料组成之间存在着复杂的非线性关系,为了快速准确的获得具有优异耐水性的MOCC配比,设计了拓扑结构为4-10-2的BP神经网络模型,并采用Particle Swarm Optimization - PSO算法对该模型进行优化。上述模型的输入层参数为n(MgO/MgCl2)、一级粉煤灰含量、磷酸含量和磷肥含量,输出层为MOCC抗压强度和软化系数,模型建立数据集为144组,其中训练集数据量为100组,验证集数据为22组,测试集数据为22组。结果表明：n(MgO/MgCl₂)与MOCC抗压强度和软化系数呈负相关,I级粉煤灰和PA掺量与MOCC的抗压强度呈负相关,与其耐水性提升呈正相关。PF的掺量与MOCC的抗压强度呈正相关,与其耐水性提升呈正负关。PSOBP神经网络模型在抗压强度预测中各评价参数均值为R₂^=0.999、MAE= 0.52、MAPE=0.011、RMSE=0.73,在软化系数预测中各评价参数均值为R₂^=0.99、MAE=0.44、MAPE =0.013、RMSE=0.62。研究结果表明,采用PSO-BPNN对MOCC抗压强度、软化系数预测是可行的,可为MOCC配合比设计提供理论指导。

Abstract:

陶粒的吸释水特性能影响混凝土的结构与性能.鉴于此，本文基于劈裂试验，开展陶粒对SC-SCC黏结界面的力学特性影响研究，结果表明：陶粒能提高黏结界面劈裂抗拉强度，增加黏结界面的张开位移值，提升黏结界面的延性.黏结界面应力-应变曲线可分为线性发展阶段、塑性发展阶段和失效破坏阶段.双参数Weibull分布模型可较好模拟黏结界面应力-应变曲线的上升段，当黏结界面的陶粒量低于4 kg/m2时，黏结界面损伤变量的演化进程被有效减缓.

Abstract:

铁路公路隧道经过岩溶区时，水泥基材料易遭受到碳酸水侵蚀的风险。本文设计了碳酸水加速侵蚀试验，对比多种水泥基材料在碳酸水侵蚀前后的抗压强度，利用XRD-Rietveld和热重定量分析材料内部物相迁移，借助压汞法测定孔结构特征变化。研究结果表明：碳酸水环境下水泥基材料的强度发展受到限制，氢氧化钙（Ca(OH)2）和碳酸钙含量同时降低，钙离子的溶蚀作用抵消了碳化产物对孔隙的填充作用，造成孔径粗化和有害孔比例增大。以C-S-H凝胶与Ca(OH)2为主要水化产物的胶凝体系最容易遭受到碳酸水侵蚀，且Ca(OH)2含量越高的水泥基材料抗碳酸水能力越弱。而以钙矾石为主要水化产物的胶凝体系抗碳酸水侵蚀能力明显增强。降低水胶比并复掺粉煤灰和矿粉后，可以抑制碳酸水对水泥基材料的不利影响。

Abstract:

采用氢氧化铝、有机蒙脱土与可膨胀石墨复配阻燃抑烟剂，通过极限氧指数、烘箱恒温加热、热重分析、红外光谱、电镜扫描以及X射线能谱分析了三种阻燃抑烟剂复配对沥青的影响与协同机理.结果表明：复配剂的加入起到明显的阻燃抑烟效果，6 %的复配剂可将沥青的LOI值提升至25.19 %、单位沥青烟气释放量减少78 %；复配剂拓宽了作用温度范围，提升沥青热稳定性、吸热、稀释可燃气体浓度、形成复合阻隔层起到协同阻燃抑烟作用.

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采用碳纤维和玄武岩纤维改性地聚合物，分析了不同纤维掺量对其流动性、力学性能、电阻率及压敏行为的影响规律，揭示了纤维导电性能对地聚合物压敏性能的影响机制。结果表明：碳纤维对流动性的影响大于玄武岩纤维。当碳纤维掺量升高时，电阻率明显下降，且分为缓降、突降和平缓阶段。随着碳纤维掺量的升高，地聚合物压敏性能先增强后减弱。当碳纤维体积百分比为0.4%时，压敏性能最优。玄武岩纤维对地聚合物压敏性能具有削弱作用。

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骨料粒径是影响混凝土力学性能最主要的尺寸参数，以往数值建模中，通常采用等体积球法(EVS)计算骨料粒径。然而，这种方法在计算扁平或细长型骨料的粒径时可能带来一定误差。本文研究了采用最小包围盒法(MBB)确定骨料粒径的潜力，并比较这两种粒径计算方法的差异性。分析了粒径计算方法对细观混凝土内部结构的影响。研究结果表明：最小包围盒法计算的骨料粒径与室内试验采用筛分法确定的骨料粒径更为接近。与MBB法相比，EVS法倾向于低估‘Spherical’，‘Blade’，‘Disc’型骨料的粒径，且被低估的骨料占比依次增加，高估‘Rod’型骨料的粒径。粒径计算方法对细观混凝土内部结构的影响因骨料形状类型而呈现出一定差异性。本研究为细观骨料建模时，生成与真实混凝土中粒径更为相近的骨料提供有价值的参考。

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针对沥青热氧和紫外老化的差异，分别制备热氧老化沥青和热氧-紫外老化沥青，构建新旧沥青双层扩散模型. 通过相对浓度与扩散系数的模拟计算、拉拔试验与荧光显微镜试验的验证，分析扩散融合程度与温度、沥青四组分的关系. 结果表明，热氧-紫外老化沥青更不易与基质沥青扩散融合，与基质沥青的黏附性能较差；10℃至40℃内，新旧沥青能够快速扩散融合，超过40℃后，升高温度对扩散融合的促进作用逐渐减小，且对热氧-紫外老化沥青与基质沥青的扩散融合，促进作用的减小速率更大；沥青四组分扩散系数大小顺序依次为饱和分＞芳香分≥胶质＞沥青质，经紫外老化后，四组分的扩散系数均有所下降，沥青质的下降幅度最明显.

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为精准表征超大粒径沥青混合料（LSAM-50）柔性基层路面动态粘弹力学响应，进行LSAM-50动态模量试验，分析温度对LSAM-50粘弹参数的影响；基于广义对数Sigmoidal模型构建粘弹参数主曲线；构建基于广义Maxwell模型的LSAM-50粘弹性本构关系. 研究表明：温度对LSAM-50粘弹参数影响显著，温度升高后集料嵌挤力主导混合料模量变化，动态模量与存储模量随温度升高逐渐降低后趋于稳定；由于LSAM-50具有更大的粒径和集料嵌挤力，相比AC-20和AC-13，LSAM-50具有较强的高温抵抗变形能力；可用广义Maxwell模型构建LSAM-50粘弹本构关系，相关性≥0.99.

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

Abstract:

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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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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应用复合材料细观力学理论及三维微观水化模型，建立了描述硬化水泥浆体弹性力学性质的多相细观力学模型；将水泥浆体中的水化产物、未水化水泥颗粒和水(孔洞)分别视为基体、夹杂及等效介质，计算了水泥浆体在不同水灰比情况下的弹性力学性质随水化程度的演化.该模型所需要的参数为水泥浆体各相矿物组成含量及自身的弹性力学性质.通过与试验结果比较，证明了该模型可以用于预测水泥浆体的弹性力学性质.

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采用扫描电镜和能量散射能谱分析仪分析了混凝土中砂岩、大理岩、正长岩和玄武岩4种骨料与水泥浆体界面结构特征，并对这4种骨料混凝土的极限拉伸性能进行了研究.结果表明：不同骨料饱和面干吸水率不同，影响了骨料水泥浆体界面过渡区水化产物的化学组成，进而影响了界面结构特征.砂岩、大理岩骨料与水泥浆体界面过渡区存在氢氧化钙的富集；正长岩、玄武岩骨料与水泥浆体界面过渡区则较少见到氢氧化钙的富集.4种骨料与水泥浆体界面过渡区宽度大小顺序为：大理岩＞砂岩＞正长岩＞玄武岩.不同骨料混凝土的轴心抗拉应力应变行为受骨料水泥浆体界面结构特征的影响.

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采用X射线荧光分析、X射线衍射、Fourier红外光谱、29Si固体核磁共振谱结合去卷积技术研究了脱钙对水泥（ASTMⅠ型）浆体中C S H凝胶结构的影响.结果表明：对于水化3,28d的水泥浆体，其脱钙过程均为2个阶段，即：当水泥浆体的钙硅比(摩尔比)由2.78左右降至2.00左右时，几乎全部游离的CH被脱去，C S H凝胶部分脱钙，浆体的脱钙主要在这个阶段完成，C S H平均链长分别由2.4，2.9增加至4.4，5.8，且I(Q2)/I(Q1)增加；当水泥浆体的钙硅比降至1.83左右时，C S H凝胶脱钙，并产生了更显著的聚合，C S H平均链长进一步分别增加至6.2，9.9，且I(Q2)/I(Q1)继续增加；Alite和Belite在整个脱钙过程中的变化并不明显.脱钙过程中C S H二聚体向更高聚合态转变，但是Al掺杂会影响C S H结构的稳定性.从分子尺度理解，脱钙如能使桥硅氧四面体结构稳定，对于C S H结构的优化是有利的

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为了探讨纤维素醚与水泥浆之间在水化早期的相互作用，通过傅里叶变换红外光谱分析和热分析方法研究了HEMC(羟乙基甲基纤维素醚)对水泥浆前24h主要水化产物形成历程的影响.结果表明：HEMC延迟了钙矾石、C S H凝胶和CH(氢氧化钙)的形成，延缓了水化产物中水分子由吸附态向结晶态的转化；HEMC对不同水化产物的延迟能力不同，对CH的延迟能力最强，对钙矾石和C S H的延迟能力较弱.在前24h中，HEMC没有导致水泥浆生成新的物相.

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设计了不同温度条件的肯塔堡飞散试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验，以探寻较为合理的、能够有效反映大空隙率沥青混合料抗松散性能、水稳定性能的评价方法和评价指标.结果表明：肯塔堡飞散试验可以用于评价大空隙率沥青混合料的抗松散性能与水稳定性能.建议以20℃飞散损失、-18℃冰冻飞散损失作为一般温度、冰冻条件下大空隙率沥青混合料的抗松散性能评价指标，以60℃浸水飞散损失作为其水稳定性能评价指标，以20℃飞散损失及60℃浸水飞散损失的变异系数不大于10%，-18 ℃冰冻飞散损失变异系数不大于20%作为耐久性指标的技术要求.

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针对南方高原潮湿路面，采用沥青路面上面层常用密级配AC 16混合料，首先根据实际情况制定了反复凝冰的试验条件，然后对经历不同凝冰次数的试件进行体积指标、力学性能、高低温性能以及水稳定性等各项性能的试验研究，分析反复凝冰对混合料各项性能的影响.结果表明：混合料的初始空隙率对反复凝冰过程中的混合料空隙率有重大影响；高温稳定性随着凝冰次数的增加而衰减；力学性能、水稳定性以及低温性能在反复凝冰后都有不同程度的衰减，约前8次衰减较快，之后趋于平缓.

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将硫铝酸锶钙矿物引入到硅酸盐熟料矿物体系中，合成了阿利特硫铝酸锶钙水泥，改善了硅酸盐水泥的性能.利用X射线衍射、扫描电镜能谱仪和岩相等测试手段，研究了过量掺加SO3和SrO对阿利特硫铝酸锶钙水泥性能的影响.结果表明：熟料中SO3和SrO最佳过掺量分别为50%和80%（质量分数），制得的阿利特硫铝酸锶钙水泥的1，3,28d抗压强度分别达到32.8，66.8,126.4MPa，具有良好的力学性能.SO3和SrO的过量掺入促进了硫铝酸锶钙矿物的形成，且有利于阿利特在低温下的形成.

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采用混凝土的Kelvin阻尼模型和复阻尼模型，对钢筋混凝土阻尼参数进行了分析，推导得到了弹性阶段弯曲振动时钢筋混凝土阻尼性能的理论折减系数.研究了弯曲振动时钢筋混凝土损耗因子与配筋率、激励频率间的关系.结果表明：钢筋混凝土损耗因子随配筋率的增加和激励频率的提高而下降，且初始下降较快，而后渐趋平缓.将试验数据与理论折减系数进行对比分析，发现在配筋率较高时，理论折减系数与实测阻尼变化趋势接近，而在配筋率较低时，由于未考虑素混凝土的阻尼性能与激励频率的关系，两者间存在一定的偏差.

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通过混凝土柱的轴心动态抗压试验，在10-5~10-3 s-1应变速率范围内对比研究了硫酸钠侵蚀与未侵蚀混凝土本构关系的应变速率效应，分析了该效应对硫酸钠侵蚀与未侵蚀混凝土的抗压强度、弹性模量、峰值应变和吸能能力的影响.结果表明：随着应变速率的增加，混凝土的抗压强度也随之增加，受硫酸钠侵蚀混凝土抗压强度的应变速率敏感性较高，弹性模量的应变速率敏感性较低，但是峰值应变和混凝土的吸能能力随着应变速率的增加显著增加.另外，对受硫酸钠侵蚀与未侵蚀混凝土试件在不同应变速率下的破坏现象也进行了初步的讨论.

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通过对不同配比的9组复合固废轻质填料（简称轻质填料）试样在不同干湿循环次数下的单轴抗压强度试验，分析了干湿循环下各组分掺入比对轻质填料抗压强度的影响.结果表明：轻质填料经历8次干湿循环后仍有较好的力学性能，达到或超过水泥土的强度要求.随着水泥掺量的增加，轻质填料在早期干湿循环过程中强度提高，有助于后期抗干湿循环.适量掺入粉煤灰，有利于提高轻质填料的强度及抗干湿循环能力.聚苯乙烯颗粒超过1%（质量分数），会衰减轻质填料的强度和降低其抗干湿破坏的能力.提出了轻质填料的配比范围.

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研究了木聚糖酶预处理麦秸对改善麦秸与水泥之间相适性及提高麦秸水泥板性能的作用.结果表明：麦秸对水泥水化有阻碍作用，体现在水泥与其混合后水化热峰值温度T由42.5℃降低到23.5℃，适合系数CA降低到30.49%，水泥浆体的水化结合水量也明显降低；用木聚糖酶处理麦秸后可将麦秸中的部分木聚糖溶出，减少麦秸在水泥碱性环境中低聚糖的溶出量，进而减弱麦秸对水泥水化的阻碍作用，表现为木聚糖酶处理后该混合体系的T升高到28.5℃，CA升高到50.04%，水泥浆体的水化结合水量也相应提高；XRD分析结果表明，木聚糖酶处理后混合体系中水泥熟料组分峰强较弱，生成物组分（Ca(OH)2）的峰强较强，用木聚糖酶处理后麦秸制得的麦秸水泥板各项性能也均强于由未处理麦秸制得的麦秸水泥板.

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采用工业CT获取沥青混合料断面扫描图像,利用数字图像处理方法将粗集料从图像中分离,并解决了颗粒粘连问题,使粗集料颗粒成为单独个体.确立了粗集料颗粒之间接触的判定准则,并设计5像素×5像素大小的窗格沿颗粒边缘进行接触搜索.对640张断面图像遍历处理后获得的数据进行定性分析,尝试建立了接触度指标C.采用4种概率密度分布函数对C数据进行拟合,并通过Kolmogorov Smirnov及Chi square 2种方法复合检验,最终选定了对数正态分布来描述沥青混合料内部粗集料颗粒接触特性.

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将研究出的半刚性基层抗裂缝剂添加于道路基层混合料中，通过扫描电子显微镜观测材料微结构形成过程，发现其具有膨胀性和增密性.收缩试验证明，该抗裂缝剂可使道路基层结构因温度和湿度变化所引起的收缩空间大大减少.试验还分析了延迟成型时间对碎石混合料强度的影响，发现抗裂缝剂具有缓凝性能.耐久性试验显示，掺加抗裂缝剂的半刚性基层混合料的早期强度得到了提高，养护周期缩短，耐久性也得到加强.试验路显示，利用半刚性基层材料抗裂缝剂的延时性可实施基层、面层连续施工，使基层、面层紧密结合，从而防止路面开裂，提高道路的耐久性，延长道路使用寿命.

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针对TiO2光催化降解尾气技术难应用于沥青路面的弊端，试验研究了可用于各类路面的尾气降解材料的路用性能和尾气降解效果.结果表明：胶粉负载光催化剂型路面尾气降解复合材料的力学性能和耐久性均满足相关标准要求，用沥青黏结层者抗冲击性、拉伸黏结强度和低温抗裂性较好，用环氧树脂黏结层者高温稳定性和水稳定性较好；该降解复合材料会降低路表宏观构造深度，但胶粉摩阻作用能提高路面综合抗滑性，对水泥混凝土路面板抗滑性的改善效果优于沥青路面板，可使前者摩擦摆值提高11.5%；该降解复合材料1h可降解95%(质量分数)初始质量浓度0.002%的NO2气体，且水稳定性较好，浸水7d仍具有1h降解35%NO2气体的降解效果.

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系统研究了丙烯酸酯类聚羧酸超塑化剂(PAAE)在水泥体系中的分散性能、吸附行为以及分子结构稳定性与温度的依赖关系，并探讨了分散与吸附和水解速率的关系.结果表明：PAAE的初始分散能力随温度升高逐渐增加，但分散保持能力随温度的升高而降低，显示出很强的温度依赖性；PAAE在水泥颗粒表面的吸附量随温度的升高逐渐增加，30℃条件下出现吸附量明显下降的现象.PAAE在碱性环境下发生部分水解反应，水解率随温度升高而增加.水解反应使聚合物分子结构遭到严重破坏，这直接影响PAAE的分散性能.