Abstract:

对抗压强度为83.41 MPa的高强应变硬化水泥基复合材料（HS-SHCC）试件进行了四点弯曲疲劳试验，研究了HS-SHCC试件在不同应力水平（0.70、0.80、0.85、0.90）下的裂缝扩展、跨中挠度及疲劳寿命.结果表明：HS-SHCC试件的疲劳寿命随着应力水平的提高而不断减小；HS-SHCC试件在弯曲疲劳荷载下呈现出多裂缝开裂的特征，随着应力水平的降低，试件表面的裂缝数量减少；当应力水平为0.70~0.85时，HS-SHCC试件的跨中挠度呈现出明显的快速发展、稳定发展、失稳三阶段，而当应力水平为0.90时，HS-SHCC试件的跨中挠度则表现出稳定发展和失稳两阶段特性；与普通SHCC相同，HS-SHCC试件的应力水平-疲劳寿命（λ-Nf）曲线呈现出双线性趋势.基于λ-Nf曲线和三参数Weibull分布理论，提出各失效概率下HS-SHCC的弯曲疲劳寿命预测模型，得出失效概率为0.05时HS-SHCC的疲劳强度极限（疲劳循环200万次）对应的最大应力水平为0.618.

Abstract:

开展了不同多壁碳纳米管（MWCNTs）掺量混凝土的硫酸盐侵蚀和冻融循环耦合试验，分析了MWCNTs混凝土的耐久性劣化规律，同时基于Weibull分布建立了MWCNTs混凝土的可靠性分析模型.结果表明：掺入MWCNTs可提高混凝土的抗盐冻性能，掺入0.05% MWCNTs的混凝土经历200次耦合循环后抗压强度比对照组提高了14.5%，此掺量下MWCNTs对混凝土的抗盐冻性改善效果最好；建立的基于Weibull分布可靠性模型能较好地预测盐冻环境下MWCNTs混凝土的损伤劣化情况，预测结果与试验结果一致.

Abstract:

为解决直接插入钢筋增强3D打印混凝土技术中的空隙问题，提出了原位涂层技术.分别使用自密实砂浆与超细灌浆水泥作为原位涂层材料，制备了原位涂层钢筋增强3D打印混凝土，研究了钢筋在混凝土中的拉拔性能.结果表明：使用水泥基材料对钢筋进行原位涂层，可以得到密实的钢筋-混凝土界面，与直接插入技术相比，拉拔强度得到了最大345.0%的提升；钢筋拉拔曲线符合常规的四段式.这证明使用水泥基材料的原位涂层技术可以实际应用于3D打印混凝土的加筋工艺中，并有效提升3D打印混凝土结构的力学性能及耐久性能，为混凝土3D打印技术的工程应用提供了创新方法及理论基础.

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为探索钛石膏的高附加值利用，研究了以乙二胺四乙酸（EDTA）为转晶剂，采用钛石膏制备α-半水石膏（α-HH）的可行性，并揭示了EDTA对α-HH晶形调控的影响.结果表明：EDTA中的羧酸与Ca²⁺形成配位吸附，在不同晶面产生吸附能差异，并通过延长反应时间使各晶面的生产速率不同；由于在顶部的吸附作用较端面强，使得α-HH晶体沿着纵轴的生长能力减弱，沿横轴的生长能力增强；在EDTA掺量为0.1%时制备了出长径比为1.09∶1.00的短柱状α-HH，但随着EDTA掺量的增大，沿横轴的生长过剩，易产生板状晶形，不利于短柱状α-HH的制备.

Abstract:

利用工业废弃物赤泥、电石渣和脱硫石膏组成的赤泥复合固化剂对低液限粉土进行固化，探究了固化粉土的力学性能（无侧限抗压强度和劈裂强度）和耐久性（水稳定性和干湿循环），并采用扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）分析赤泥复合固化剂的固化机理.结果表明：固化粉土的无侧限抗压强度和劈裂强度随着赤泥复合固化剂掺量的增加和养护龄期的延长而提高；当赤泥复合固化剂掺量由8%增至24%且养护龄期由7 d延至28 d时，固化粉土的水稳系数由69.5%提高到82.4%；干湿循环12次后，固化粉土的强度损失率为35.14%.赤泥复合固化剂掺入粉土中发生水化反应，生成具有胶凝作用的水化硅酸钙（C-S-H）和水化铝酸钙（C-A-H）凝胶，同时C-A-H与CaSO₄生成钙矾石（AFt）晶体；C-S-H和C-A-H包裹并填充着土颗粒，AFt晶体穿插在土颗粒间，使其成为一个整体，有效提高了固化粉土的路用性能.

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研究了高低黏度羟丙基甲基纤维素（HPMC）对硅酸盐水泥（PC）-硫铝酸盐水泥（CSA）复合浆体流变性的影响及其机理.结果表明：HPMC在水泥颗粒表面的吸附及其对孔溶液动力黏度的提高阻碍了颗粒的迁移，进而增加了复合浆体的初始表观黏度；HPMC掺量越大，初始表观黏度越高，且高黏度HPMC改性浆体的初始表观黏度比低黏度HPMC改性浆体更高；随着时间的推移，HPMC逐渐吸水膨胀，导致其改性浆体的表观黏度也逐渐增大；HPMC的吸水效果受孔溶液性质的影响，低黏度、低掺量HPMC改性浆体孔溶液的动力黏度较小，溶液在孔隙中的传输阻力也较小，HPMC更容易吸水；高黏度、高掺量HPMC改性浆体孔溶液的动力黏度较大，溶液在孔隙中的传输阻力也随之增大，从而阻碍了HPMC的吸水.

Abstract:

为研究硫酸铝（AS）对喷射混凝土钙溶蚀过程的影响及作用机理，分析了含AS水泥砂浆试样在6 mol/L氯化铵溶液中的性能变化.结果表明：AS掺量对水泥砂浆试件的钙溶蚀过程有显著影响，掺2%AS有利于延缓砂浆试样在加速溶蚀过程中的性能退化；钙溶蚀过程导致水泥水化产物中的氢氧化钙（CH）溶解，水化硅酸钙（C-S-H）凝胶和钙矾石（AFt）脱钙，生成易溶的氯化钙，加速水泥石解体；加入AS会改变水泥水化产物的组成与结构，以及水泥石的微观结构，进而影响喷射混凝土的钙溶蚀过程.

Abstract:

开展了粉煤灰（FA）、矿渣微粉（GBFS）、提钛尾渣（TS）等3种矿物掺合料对泡沫混凝土性能影响的研究.结果表明：3种掺合料均能在一定程度上提高泡沫混凝土的体积密度，其中TS的影响尤为明显；GBFS会降低泡沫混凝土的流动度，但TS和低掺量FA能提高其流动度；3种矿物掺合料在低掺量时均能提高泡沫混凝土的体积吸水率和毛细吸水率，但在较高掺量时，又降低了其体积吸水率和毛细吸水率，其中TS和GBFS的降低作用尤为明显； 3种矿物掺合料在高掺量时均能明显提高泡沫混凝土的抗压强度，其中TS的提升效果最好；FA和GBFS提高了泡沫混凝土的28 d干燥收缩率，TS则显著降低其28 d干燥收缩率；综合而言，FA和GBFS最佳掺量范围均为10%~15%，TS为5%~15%.

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将机制砂自密实混凝土视为粗骨料加砂浆的固液两相悬浮体系，设计了4组基础砂浆来制备机制砂自密实混凝土，每组在1.5~2.9 mm范围内设置8种砂浆膜厚，研究了基础砂浆流变特性、强度及膜厚对机制砂自密实混凝土工作性能和力学性能的影响，建立了基于基础砂浆性能及膜厚的机制砂自密实混凝土性能预测公式.结果表明：为保证机制砂自密实混凝土的工作性能和力学性能，其优化砂浆膜厚范围为1.9~2.3 mm，对应的基础砂浆最大初始屈服剪切应力范围为51.9~65.2 Pa；预测公式拟合相关系数均达0.90以上，相关性显著.

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针对风积沙作为混凝土骨料使用时粒径小、比表面积大、吸水性强的问题，采用水泥胶结与表面疏水改性的方法，制备了大粒径表面疏水型再生风积沙骨料.结果表明：经硅烷偶联剂配合有机硅树脂改性的再生风积沙骨料，其吸水率明显降低，改性剂配比对再生风积沙骨料吸水率的影响较小；疏水改性不会降低再生风积沙骨料的强度以及再生风积沙骨料与水泥石间的黏结强度；使用表面改性再生风积沙骨料制备混凝土，其力学性能和工作性能明显改善；疏水改性可以优化再生风积沙骨料表面的微观结构，增大其表面浸润角.

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为探究碳化作用下带裂缝混凝土中钢筋的腐蚀特征，通过控制裂缝参数，研究了带裂缝硬化水泥浆体的碳化规律，分析了碳化作用下带裂缝硬化水泥浆体中钢筋的腐蚀面积率、失重率和电化学腐蚀参数特征.结果表明：养护早期带裂缝水泥硬化浆体的裂缝宽度相较于水灰比对钢筋腐蚀的影响更为显著，养护后期裂缝宽度对钢筋腐蚀的影响仍逐渐增加，并占主导地位；碳化作用下带裂缝水泥硬化浆体的Nyquist图存在2个容抗弧，其中低频区容抗弧随着碳化龄期的增加逐渐收缩，钢筋表面双电层的传递电阻降低，钢筋开始脱钝；在一定的裂缝宽度范围内，较小的水灰比可以抑制硬化水泥浆体中的钢筋腐蚀.

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为获得积雪冰冻地区环氧沥青混凝土（EAC）疲劳开裂特性，以EAC及对照组——SBS改性沥青混凝土（SBSMAC）为试验对象，采用小梁三点弯曲重复加载试验、数字图像相关技术（DIC）及扫描电镜（SEM），从宏观、细观、微观3个尺度，对冻融循环和盐冻融循环条件下，EAC和SBSMAC试件疲劳加载全寿命周期内裂纹的萌生、扩展和加速破坏进行分析. 结果表明：基于EAC和SBSMAC损伤因子拟合函数的导数曲线，得到疲劳损伤的关键分界点，据此划分沥青混凝土的疲劳损伤阶段，是一种正确可行的新方法；EAC的宏观裂纹起裂点及微裂纹扩展点出现时间均晚于SBSMAC，EAC具有更好的抵抗材料损伤的能力；在积雪冰冻地区使用乙酸钾（CH₃COOK）替代常用的氯盐类融雪剂，可减轻路面疲劳损伤程度；EAC断裂面处的微观形貌优于SBSMAC.

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再生粗骨料较差的物理力学性能是造成再生混凝土（RAC）性能差，性能离散性较大的主要原因。为改善再生混凝土的性能，加速再生混凝土在工程中的推广应用，本文采用水泥浆预处理+甲基丙烯酸甲酯（MMA）单体浸渍-聚合的复合方法对再生粗骨料的改性进行了探究。研究了水泥浆水灰比，以及聚合温度、聚合时间和聚合环境等因素对MMA复合改性再生粗骨料性能的影响。研究结果表明，水泥浆水灰比为0.5，MMA单体浸渍24h后在70℃密闭环境下聚合24h的再生粗骨料改性效果最好，再生粗骨料的吸水率下降了70.3%，压碎指标下降了41.9%，孔隙率下降了83.1%，最可几孔径由625?降到了59.3?，有害孔和多害孔总孔隙含量下降了74.9%，由0.0331ml/g降到了0.0083ml/g，MMA复合改性后再生粗骨料的物理性能和孔隙结构均得到了显著改善。基于以上研究结果，以再生粗骨料取代率为参数（0%，33%、66%、100%），对MMA复合改性再生粗骨料混凝土的力学性能进行了研究。研究结果表明，相较于普通再生混凝土，再生粗骨料取代率为33%，66%和100%时，MMA复合改性后再生混凝土28d立方体抗压强度分别提高了5.9%、9.5%和12.7%，28d轴心抗压强度分别提高了4.1%、9.1%和14.1%。MMA复合改性再生粗骨料后显著提高了再生混凝土的力学性能。

Abstract:

骨料是混凝土的主要组成材料,其多尺度粒形特征对混凝土性能具有重要影响.本文从形状、棱角性和表面纹理三个尺度出发,系统梳理了骨料粒形的表征方法及其优缺点,深入探讨了不同尺度粒形特征对混凝土工作性、力学性能和耐久性的影响机制.结果表明,骨料粒形通过影响颗粒堆积密实度、界面过渡区特性及传输路径显著作用于混凝土性能.本文为骨料设计及混凝土性能提升提供了理论依据和技术指导.

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针对青海察尔汗盐湖盐渍土地区混凝土的腐蚀问题，通过测定暴露8年普通混凝土和高性能混凝土（HPC）的动弹性模量和抗压强度，研究了抗压强度、水胶比与抗腐蚀系数和相对动弹性模量的相互关系，并结合矿渣掺量对于抗盐卤性能进行了二元相关性分析，最后分析了碳化深度和抗压强度之间的相关性。结果表明：在盐卤环境中，抗腐蚀性能随着抗压强度的降低而减弱；HPC发生腐蚀破坏的相对动弹性模量临界值是0.8，并不是传统理论认为的0.6；水胶比低于0.33、矿渣掺量超过26%，且碳化深度控制在20mm以下均能保证HPC较高的抗盐卤腐蚀能力。

Abstract:

为提高珊瑚骨料水泥基材料性能，特研究制备高强珊瑚砂灌浆材料.试验研究了珊瑚砂最大粒径、水胶比及微珠掺量对其性能的影响，并研究了早强剂、塑性及硬化后膨胀剂对其48h内竖向膨胀率（εv）全曲线的影响.结果表明：灌浆材料的强度随最大粒径减小而先增后降，超早期缓凝现象较明显；早强剂与塑性膨胀剂的组合可实现超早期εv的可控发展。在本研究范围内，珊瑚砂最大粒径1.25mm、水胶比0.24、微珠掺量30%，早强剂、塑性膨胀剂、HP-CSA膨胀剂掺量1%、0.06%、4%时，灌浆材料性能表现相对最优.

Abstract:

采用X射线衍射、压汞法及热力学模拟等手段，研究了干湿循环与硫酸盐侵蚀对水泥基材料力学性能、物相变化及孔结构的影响. 结果表明，耦合侵蚀120天后，膨胀性侵蚀产物如钙矾石的形成速率加快，引起水泥基材料的宏观与微观特性的显著变化. 具体表现为抗压耐蚀系数由增长转为下降，质量损失加剧. 且水灰比越高，侵蚀产物越多. 这些产物主要积聚在10-100 nm过渡孔中，发生膨胀作用后造成此类孔隙破坏，数量减少. 平均孔径由小变大，从120天的45.31 nm显著增大至180天的78.79 nm，使得水泥基材料在180天后严重劣化.

Abstract:

通过开展无侧限抗压强度、物相与微观形貌分析和重金属含量测定等试验,研究了有机质含量、固化材料类型对给水厂污泥固化改良效果的影响.结果表明:有机质对水泥和污泥固化剂均有显著抑制作用,污泥固化剂固化污泥7d强度为水泥固化污泥的3.0~4.2倍,28d龄期时为3.1~4.5倍,污泥固化剂相比水泥生成了更多钙矾石晶体对污泥颗粒间隙挤密填充,结合水化硅酸钙凝胶对污泥颗粒胶结作用,显著提高了固化污泥微观结构,且对污泥中重金属稳定效果更佳,固化污泥作为路基回填材料强度满足规范要求,污染风险低.

Abstract:

速凝剂掺入到混凝土中缩短混凝土的凝结时间,已成为喷射混凝土中不可缺少的外加剂,无碱无氟液体速凝剂具有强度发展稳定及环保性能好的特点,逐渐成为当前喷射混凝土领域研究的热点之一.本论文以聚合硫酸铝、二乙醇胺、硫酸镁及乙二醇等为主要原材料,制备了一种无碱无氟液体速凝剂母液,并通过掺入增强组分与稳定组分进一步优化配合比,确定了一种高早强的无碱无氟液体速凝剂适宜配合比：聚合硫酸铝：二乙醇胺：乙二醇：七水合硫酸镁：纳米二氧化硅：QM稳定剂：稀硫酸：水=57:6:1:2:2:3:1:28.新型液体速凝剂的掺量为水泥质量的7%时,水泥净浆的初凝时间与终凝时间分别为2min30s和7min25s, 6h、1d、28d的水泥胶砂抗压强度分别为1.5MPa、12.4MPa和52.2MPa,90d抗压强度保留率为117.03%.通过水化热、热重分析及XRD测试等微观测试分析研究了高早强无碱无氟液体速凝剂对水泥水化进程与水泥水化产物的影响.

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遵循沥青的老化机理,首先通过添加三乙氧基硅烷和异氰酸酯对老化沥青中高极性的含氧官能团去极性化,再添加生物油再生剂补充沥青老化过程中流失的轻质组分,从物理调和氢化还原的角度实现老化沥青的性能修复；通过测试不同修复方式对老化沥青性能的影响,系统评价其性能修复效果；最后借助红外光谱分析、原子力显微镜等微观测试技术,分析了老化沥青的修复机理。结果表明:适量的生物油对老化沥青具有显著的物理调和作用,可有效降低老化沥青的动力粘度,但对老化沥青的抗疲劳性及其与集料的粘附性影响甚微；而氢化还原通过降低老化沥青的极性实现了老化沥青的抗疲劳性能、低温抗裂性及其与集料的粘附性能的全方位显著提升；物理调和主要作用是通过补充轻质组分实现老化沥青的“软化”,氢化还原则是降低老化沥青分子极性,二者对于老化沥青性能修复机制截然不同,但二者协同作用对老化沥青的性能修复效果更佳。

Abstract:

探究了市政污泥生物炭和焚烧灰协同取代普通硅酸盐水泥时复合浆体的强度演化规律和水化机制.2% SBC和10% ISSA的协同取代使复合浆体的28天抗压强度提高了17.5%.在新鲜浆体水化方面，生物炭能够促进高取代量焚烧灰的早期水化，而焚烧灰能够在水化中后期通过火山灰反应大幅提升体系强度.在水化产物方面，生物炭和焚烧灰能够促进复合浆体中碳铝酸盐和高聚合度C-(A)-S-H凝胶的形成，有助于填充浆体中的纳米孔隙.

Abstract:

为实现焚烧灰（SIA）资源化高效利用，本文从SIA对胶凝材料颗粒堆积状态及力学性能影响入手，结合水化热、XRD、TG-DSC、MIP、SEM-BSE等系统分析其对水化进程及微结构的影响机制.结果表明：SIA的不规则形貌和高吸水特性不利于水泥流动性能；尽管SIA粒径分布范围较宽，但可利用连续分布特点改善胶凝材料体系整体堆积密实度；适量（5%）SIA通过填充、成核、火山灰反应促进水化产物生成和孔隙结构细化，改善水泥基材料力学性能；而高掺量（30%）SIA因其多孔特性和稀释效应不利于性能发展.本研究为SIA在建材领域的应用优化提供了理论依据和数据支撑.

Abstract:

本文采用核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)技术对硫酸盐环境下机制骨料混凝土的早期劣化进行研究,并探究了水胶比、硫酸盐环境对机制骨料混凝土早期腐蚀的影响规律.结果表明:硫酸盐化学腐蚀和水化产物溶解是机制骨料混凝土早期性能劣化的主要原因,早期腐蚀产物以钙矾石和石膏为主；机制骨料混凝土初始孔隙率的降低可以抑制硫酸根离子的侵入和传输；腐蚀270d,硫酸盐溶液环境下混凝土多害孔和有害孔孔隙体积占比高于硫酸盐渍土环境2.15%和5.18%.

Abstract:

本文对超高性能混凝土单轴受拉黏塑性损伤本构模型展开了研究：基于有效应力空间内的黏塑性理论框架，阐明了单轴动力受拉与单轴静力受拉的理论关联，开展了塑性演化和损伤演化的率敏感性研究，揭示了动力受拉状态下的塑性演化准则和损伤演化准则，进一步建立了超高性能混凝土单轴受拉黏塑性损伤本构模型，同时提出了受拉强度动力提高因子的表达式.通过单轴静力受拉试验数据和单轴动力受拉试验数据对提出的单轴受拉黏塑性损伤本构模型进行验证.结果表明，本文提出的模型可以较好地再现超高性能混凝土在单轴受拉状态下的塑性演化、损伤演化和应力应变关系，为超高性能混凝土的非线性分析提供了参考.

Abstract:

本文综述了近10年来碱式硫酸镁水泥(BMSC)基材料的制备技术、水化硬化特性和机理、材料性能等方面的主要进展,发现BMSC基材料的性能与材料组成、微观结构之间具有紧密联系；介绍了BMSC 基材料在防护涂层、结构加固、军工设施、废物固化等方向的应用前景,并对其研究和应用所面临的问题进行讨论,认为BMSC 基材料可作为功能材料应用于工程领域,但仍有很多科学问题需解决。

Abstract:

冲击荷载的随机性严重影响了混凝土结构的安全，在混凝土中加入玄武岩纤维(BF)或聚乙烯纤维(PEF)可改善混凝土的抗冲击性能。在准静态试验的基础上，使用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置研究了素混凝土(PC)、玄武岩纤维混凝土(BFRC)和聚乙烯纤维混凝土(PEFRC)在不同应变率下的动态力学性能。分析了三种混凝土的静态抗压强度、静态劈裂抗拉强度、动态抗压强度和动态压缩韧性的变化规律。结果表明：单独加入BF或PEF明显提升了混凝土的静态抗压强度和劈裂抗拉强度，BF掺量0.10%时BFRC表现出最佳抗压强度和劈裂抗拉强度，PEFRC的最佳PEF掺量则为0.20%。在74、106和145 s-1三种应变率下，BF和PEF掺量均为0.20%时混凝土动态抗压强度提升效果最佳，PEF掺量0.15%时PEFRC表现出最佳动态压缩韧性。基于朱-王-唐（ZWT）本构模型所建立的动态损伤本构模型与试验曲线吻合程度良好，说明其可较好地反映纤维混凝土(FRC)在冲击荷载下的行为特性。

Abstract:

基于快速冻融试验和拉伸试验，研究了冻融环境下四种冻融介质对玄武岩纤维（Basalt Fiber，BF）单向布力学性能的影响，提出了相应冻融环境下的抗拉强度损伤模型。研究结果表明：盐冻作用会导致浸润剂薄膜的脱落以及玄武岩纤维的劣化，冻融介质为3.5 wt% NaCl + 3.0 wt% Na2SO4时玄武岩纤维丝的侵蚀效应最为显著；拉伸试件的破坏模式可归纳为中部集中式破坏、中部分散式破坏、端部集中式破坏和端部分散式破坏四类模式；试件的抗拉强度和极限延伸率在冻融介质为3.5 wt% NaCl + 3.0 wt% Na2SO4时下降幅度最高，盐冻作用对试件弹性模量的影响不显著；提出的冻融环境下的抗拉强度损伤模型与试验结果吻合良好。该研究可为盐冻环境下BF单向布加固现有结构的耐久性设计提供理论支持。

Abstract:

为改善热解炭黑和C9石油树脂复合改性沥青的低温及自愈合性能，制备了废旧轮胎热解炭黑（PCB）与C9石油树脂（C9PR）的复合改性沥青. 依托复数模量、相位角、车辙因子和疲劳因子分析改性沥青样品的高、低温流变性能；采用响应面法优化改性沥青的自愈合影响因素参数. 结果表明，PCB和C9PR的添加增强了沥青的高温性能，高温下的流变特性随着C9PR用量的增加而增加；复合改性沥青的低温流变性能随C9PR用量的增加先增加后降低，且掺入2%的C9PR时低温流变性能最好；确定最佳自愈参数为损伤程度为63 %，愈合温度为48 ℃和愈合时间为44 min.

Abstract:

基于光频域反射(OFDR)技术，利用分布式光纤提出了一种精确测量混凝土收缩与裂缝发展的方法，并通过室内试验，研究粉煤灰（FA）取代30%水泥、0.2%（体积掺量）聚丙烯纤维（PPF）及1%（体积掺量）钢纤维（SF）单掺和复掺对其收缩行为和裂缝形态的影响. 研究结果表明：该方法可以通过收缩与裂缝形成和扩展产生的应变场准确识别、定位、跟踪并量化其演变过程；在FA取代30%水泥的基础上，1%SF单掺可以使SCC干燥收缩应变从725με降低到314με，1%SF和0.2%PPF复掺可以使SCC收缩裂缝宽度从2.1mm减小至0.07mm.

Abstract:

基于绿色低碳、经济高效型路面的发展需求，湖南永零高速路面二标工程将下面层由传统的热拌沥青混合料更改为冷拌冷铺沥青混合料。为此首先设计了骨架嵌锁连续型密级配（CAC-20C），且通过厂拌乳化沥青混合料配合比设计，确定了CAC-20C乳化沥青混合料的最佳含水率与乳化沥青用量分别为4.2%和6.6%。进一步，采用双层多步拌和设备进行了生产拌和，并获得均匀性良好的厂拌乳化沥青混合料。最后，结合室内试验和现场检测结果发现，实验室拌和与厂拌乳化沥青混合料的高温抗车辙性能以及水稳定性均满足规范要求，混合料内部的粗集料之间存在明显相互嵌挤作用，这为混合料提供了优异的结构稳定性。现场检测的路面压实度均达到要求，空隙率略高于设计值。微观结构表征结果表明，养护后，乳化沥青混合料内部分散的结构将被沥青膜与水泥水化产物连成一个密实的整体，这是乳化沥青混合料具有良好力学强度与水稳定性的原因之一。

Abstract:

为研究紫外老化沥青的扩散行为，对不同温度、扩散时长的90#基质沥青试样进行不同深度的切片进行组分分析、红外光谱、原子力显微镜及荧光显微镜测试，对比分析其轻重质组分含量、羰基和亚砜基吸收峰强度、表面微观形貌及荧光显微图像；结果表明，表层老化沥青存在由表及里的扩散，各官能团与四组分沿浓度梯度扩散，羰基和亚砜基含量变化率可较好地反映扩散程度；扩散程度与温度、时长正相关，其中，温度对扩散行为影响最大.

Abstract:

煤矸石和粉煤灰通过烧结制成多孔骨料.利用X-射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和汞压仪（MIP）分析烧结过程中骨料物相组成、微观和孔隙结构的演变规律.结果表明：煤矸石和粉煤灰通过预热温度500℃、预热时间20min、烧结温度1000℃、烧结时间10min制备出筒压强度2.5MPa、导热系数0.1416W/(m·K)的多孔骨料.烧结温度升高至1200℃时，莫来石堆积形成r＜1000nm的孔隙.中孔和大孔被平均厚度约为0.466μm的液相覆盖，大孔占比减少34.49%，筒压强度提升.莫来石的高导热性和平均孔径的减小使得骨料导热系数增加.1m3混凝土中多孔骨料的碳排放量为140.2KgCO2，较Stalite骨料和粉煤灰轻骨料分别降低了56.2%和56.3%，更具绿色潜能.

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:

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.

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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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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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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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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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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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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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.