混杂纤维/束高强混凝土的抗冻性

为提高混凝土的抗冻性及促进工业废料的应用,利用快冻法对混凝土试件进行冻融试验,测试冻融前后试件的相对动弹性模量（E_r）和抗压强度,研究单掺玄武岩纤维束（BMF）、双掺短切玄武岩纤维（CBF）和BMF以及在双掺的较优配比基础上继续掺加硫酸钙晶须（CSW）对高强混凝土抗冻性能的影响.结果表明：素高强混凝土（PC）在经历150次冻融循环后的E_r值为52.4%,视为冻融破坏;单掺、双掺和三掺均提高了高强混凝土的抗冻性,三掺的效果最好;当BMF体积分数为0.30%、CBF掺量为0.15%、CSW掺量为水泥质量的3%时,高强混凝土试件（CSW3CBF0.15BMF0.3）的抗冻性最佳,经历300次冻融循环后的E_r值为86.6%,仍未冻融破坏;试件CSW3CBF0.15BMF0.3在经历150次冻融循环后的抗压强度损失率仅为2.5%,远低于PC（30.9%）;CSW、CBF和BMF发挥混掺效应,多尺度阻止了高强混凝土的冻胀开裂.     

基于PSO-BPNN模型的氯氧镁水泥混凝土耐水性预测

为快速准确地获得具有优异耐水性氯氧镁水泥混凝土（MOCC）的配合比,设计了拓扑结构为4-10-2的粒子群优化（PSO）算法-反向传播（BP）神经网络（PSO-BPNN）模型.该模型的输入层参数为n（MgO）/n（MgCl₂）、粉煤灰掺量、磷酸掺量和磷肥掺量,输出层参数为MOCC的抗压强度和软化系数;模型数据集为144组,其中训练集数据为100组,验证集数据为22组,测试集数据为22组.结果表明：PSO-BPNN模型在MOCC抗压强度预测中的评价参数——决定系数R²=0.99、平均绝对误差S_MAE=0.52、平均绝对误差百分比S_MAPE=1.11、均方根误差S_RMSE=0.73;其在软化系数预测中的评价参数——R²=0.99、S_MAE=0.44、S_MAPE=1.29、S_RMSE=0.62;与BP神经网络（BPNN）模型相比,PSO-BPNN模型具有更强的双参数预测能力,可用于MOCC配合比的正向设计和反向指导.     

冻融与氯盐侵蚀耦合作用下GO-RAC的耐久性能

通过混凝土抗冻性快冻法试验，研究了氧化石墨烯再生粗骨料混凝土（GO-RAC）在冻融循环与氯盐侵蚀耦合作用下的耐久性能，测试分析了GO-RAC的相对动弹性模量、质量损失率、抗压强度及氯离子侵蚀情况.结果表明：冻融循环与氯盐侵蚀的耦合作用加速了再生粗骨料混凝土（RAC）的劣化损伤，经历72次冻融循环后不同GO掺量GO-RAC的相对动弹性模量均降至其初始值的60%以下，宏观劣化程度较普通RAC有不同程度的降低；由于耦合初期侵蚀产物的填充致密效应，GO-RAC的抗压强度呈现先增大后减小的趋势；GO-RAC在冻融循环与氯盐侵蚀耦合作用下的Cl⁻分布符合Fick第二定律，表面的Cl⁻质量比随着耦合次数的增加呈指数形式增大，扩散系数随着耦合次数的增加先减小后增大.     

赤泥-粉煤灰稳定煤矸石基层强度特性及机理

以赤泥、粉煤灰、脱硫石膏及一种碱性固体废弃物外加剂为胶凝材料,煤矸石为骨料,制备得到环境友好型全工业固废路面基层混合料（RFDC）.研究了4个龄期（7、28、56、90 d）下,不同粉煤灰掺量RFDC无侧限抗压强度（f_UCS）和劈裂抗拉强度（f_STS）的发展规律,分析了抗压试件和劈裂抗拉试件的破坏形态,探讨了固废胶凝材料中3种氧化物摩尔比与RFDC 7 d f_UCS的相关性,揭示了RFDC的强度形成机理.结果表明：当粉煤灰掺量为15%时,RFDC的力学性能最佳,抗压试件为典型的中心抗压破坏,劈裂抗拉试件为煤矸石粗集料破坏;固废胶凝材料的n（CaO）/［n（SiO₂）+n（Al₂O₃）］值与RFDC 7 d f_UCS的相关性最高;钙矾石（AFt）、水化硅（铝）酸钙（C-（A）-S-H）凝胶及沸石类物质等水化产物是RFDC强度的主要来源.     

基于耦合BAS-MLP的混凝土抗压强度预测

针对1 030组混凝土抗压强度试验数据，通过天牛须搜寻算法（BAS）来训练多层神经网络（MLP），并与混合复杂进化方法（SCE）-MLP、多元宇宙优化算法（MVO）-MLP这2种耦合模型算法进行对比分析，得到可用于预测混凝土抗压强度的算法模型.结果表明：BAS可以显著提高MLP的训练精度和预测精度，该算法比SCE-MLP、MVO-MLP耦合模型算法更快、更准确；与人工神经网络（ANN）和支持向量机（SVM）个体学习算法相比，元启发式算法在混凝土抗压强度预测方便表现出良好的优越性.同时讨论了BAS-MLP模型中与训练数据集数量和输入变量数量相关的因素，发现使用1 030组数据的80%即可获得良好的预测结果.     

钢纤维再生混凝土的直剪力学性能

为研究直剪作用下钢纤维再生混凝土（SFRAC）的破坏机理,以试件尺寸、再生骨料取代率、钢纤维体积分数V_f为变化参数,设计了138个试件,并对其进行了直剪试验,得到了试件的直剪荷载-位移全过程曲线,分析了不同变化参数对SFRAC峰值剪力、抗压强度等直剪力学性能的影响规律,给出了不同试件尺寸下SFRAC峰值剪力的换算系数,提出了SFRAC抗剪强度公式.结果表明：随着试件尺寸的增大,SFRAC峰值剪力逐渐增大;随着再生骨料取代率的增加,V_f=0%的试件峰值剪力先增大后减小,V_f=1.0%的试件峰值剪力减小;钢纤维对再生混凝土抗剪能力提高幅度较大,对抗压强度提高幅度较小;提出的抗剪强度公式计算值与试验值吻合良好.     

纳米材料改性再生骨料混凝土断裂性能

将纳米SiO₂（纳米硅溶胶和纳米SiO₂粉末）与纳米CaCO₃粉末加入再生骨料混凝土（RAC）中,制备得到纳米材料改性RAC.通过三点弯曲梁试验与传统电测法测试其断裂性能.结果表明：适当掺量的纳米SiO₂和纳米CaCO₃粉末能够有效提高RAC的28 d抗压强度与劈裂抗拉强度;分别掺入1.0%纳米硅溶胶、0.5%纳米SiO₂粉末和2.0%纳米CaCO₃粉末对RAC双K断裂参数和断裂能的提升效果最佳;相较普通混凝土,纳米材料改性RAC的断裂面出现更多贯通再生骨料的裂缝;纳米材料能够促进生成致密程度高的水化产物,减少混凝土界面过渡区内部的孔隙数量.     

UHPC-NSC界面黏结性能的评价方法

采用超高性能混凝土（UHPC）修复普通混凝土（NSC）基体时可以获得优异的界面黏结强度，其值甚至高于基体强度，导致界面性能测试时容易发生基体失效，从而不能准确评价界面性能及其影响因素.针对上述问题，提出了基体约束加强的方法，将失效位置控制在修复界面，测得了真实的UHPC-NSC界面黏结强度，分析了基体强度和修复面粗糙度对界面性能的影响与机理，克服了传统测试方法的评价结果过于保守且难以反映粗糙度等影响因素的不足.UHPC-NSC界面较NSC-NSC界面更加致密，界面过渡区的钙硅比更低，宽度和孔隙率分别降低了91%和70%.     

基于Burgers模型的温拌胶粉沥青胶浆低温流变特性

为了研究热氧老化作用对SDYK表面活性剂型温拌胶粉改性沥青胶浆（SWCRM）和EM降黏剂型温拌胶粉改性沥青胶浆（EWCRM）低温流变特性的影响,对热氧老化后的SWCRM、EWCRM以及热拌胶粉改性沥青胶浆（HCRM）进行弯曲梁流变（BBR）试验.以劲度模量（S）与蠕变速率敏感指数（m）的比值S/m及基于Burgers模型的松弛时间（λ）和低温综合柔量参数（J_c）为指标,分析老化作用对3种沥青胶浆低温流变特性的影响.结果表明：3种沥青胶浆热氧老化后的低温流变性能均减弱;采用Burgers模型研究沥青胶浆的低温流变性能是合理的;J_c能很好地描述沥青胶浆的低温流变性能;在-18 ℃时, EWCRM的S/m值和J_c值相较于HCRM分别下降了12.72%、8.58%,SWCRM的S/m值和J_c值相较于HCRM分别下降了30.09%、20.71%,说明温拌剂的加入会改善沥青胶浆的低温流变性能,且SDYK的改善效果优于EM.     

金属离子浓度对Q235钢上Mg/Al-CO -LDH防锈膜原位生长的影响

为延缓钢筋腐蚀，采用水热法结合尿素水解在Q235钢上原位合成了Mg/Al-CO32--层状双金属氢氧化物（LDH）新型无机防锈膜，并研究了不同金属离子浓度的反应溶液对LDH膜钢片抗氯盐腐蚀能力的影响；采用X射线衍射（XRD）、衰减全反射傅里叶红外光谱（ATR-FTIR）及扫描电子显微镜（SEM）表征了LDH膜的物质组成和外貌结构特征，并用电化学测试评价了LDH膜的防腐性能.结果表明：在低金属离子浓度下制备的LDH膜结晶度较低，尺寸较大，膜厚度较小；高金属离子浓度时会生成富余的碳酸镁杂质，不利于LDH生长晶核活性位点的形成；而在c（Mg²⁺）=0.050 0 mol/L、c（Al³⁺）=0.025 0 mol/L以及c（尿素）=0.375 0 mol/L条件下通过水热法制备的Mg/Al-CO32--LDH膜具有较好的结晶度和致密性，对钢片腐蚀起到保护作用.     

固废基低钙固碳水泥熟料组成设计及烧成过程

以城市垃圾焚烧飞灰（MSWIFA）和焚烧底灰（BA）为原料,成功制备了一种以β型硅酸二钙（β-C₂S）为主的低钙固碳水泥熟料.结果表明：熟料在1 150~1 250 ℃之间均可被烧结,且实际所需的n（Ca）/n（Si）值要高于理论设计值,即n（Ca）/n（Si）>2.6,否则容易过烧且易形成钙铝黄长石,不利于水泥强度的发展;n（Ca）/n（Si）值对水泥早期抗压强度和碳化程度的影响较大,总体来说抗压强度随着n（Ca）/n（Si）值的增加呈递减趋势,n（Ca）/n（Si）=2.8~3.2时水泥碳化养护2 d的抗压强度基本维持在50 MPa以上,甚至高达72 MPa;当n（Ca）/n（Si）值升至3.3~3.7时,水泥的抗压强度降至25~30 MPa,CaCO₃生成量基本维持在12.00%左右;关于熟料各矿物的水化及碳化作用对其强度的贡献还需要进一步探究.     

热处理5Mg（OH）2·MgSO4·7H2O晶须对硫氧镁水泥抗压强度的影响

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.     

正混凝土的Mini-Mason法制备及其性能研究

采用Mini-Mason法制备了一种高粗骨料体积分数的骨料嵌锁良好的正混凝土.结果表明：通过提高填充砂浆的流动性，能有效提升混凝土中粗骨料的体积分数至52%，并明显改善混凝土的力学性能、体积稳定性、传质性能和界面过渡区的结构，优化浆体与粗骨料的黏结状态，大幅度降低胶凝材料的用量.试验证明了Mini-Mason工艺的可行性，并为3D打印正混凝土提供了一种新的技术优势.     

玄武岩纤维对活性粉末混凝土受压破坏的影响

采用三维数字图像相关方法（3D-DIC）对不同玄武岩纤维（BF）体积分数的玄武岩纤维-活性粉末混凝土（BF-RPC）进行单轴压缩破坏过程观测,分析破坏过程中BF-RPC裂纹扩展过程、损伤规律和破坏模式.结果表明：BF-RPC破坏过程可分为原生裂纹闭合、弹性变形、裂纹稳定扩展和裂纹加速扩展4个阶段;BF-RPC的损伤在扩容应变前较小且增长平缓,在扩容应变后迅速增长,在峰值破坏时随BF体积分数的增大而增大;BF体积分数影响BF-RPC的破坏模式,未掺入BF的活性粉末混凝土破坏模式为拉伸破坏,BF体积分数为0.5%和1.0%时,BF-RPC破坏模式均为拉剪破坏,BF体积分数为1.5%时,BF-RPC破坏模式为剪切破坏.     

海洋环境碱激发矿渣-石灰石粉净浆的微结构特性

采用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、热重分析（TG-DTG）、扫描电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）,研究了不同石灰石粉掺量碱激发矿渣-石灰石粉（AAS-LS）低碳胶凝复合体系在海洋环境大气区与水下区的水化产物相组成、官能团以及微结构特性.结果表明：在海洋大气区自然碳化过程中,AAS-LS净浆新增的碳化产物主要为CaCO₃的多晶型物相——亚稳态球霰石和文石;在持续的海水浸泡环境中,有Mg（OH）₂和微量Ca（OH）₂生成,且在浸泡12个月后,类水滑石相显著出现;石灰石粉在碱激发体系中具有潜在的化学效应.     

陶粒对SC-SCC黏结界面劈裂破坏特性的影响

基于劈裂试验,研究了陶粒对蒸养混凝土（SC）-自密实混凝土（SCC）黏结界面力学特性的影响.结果表明：陶粒能提高SC-SCC黏结界面的劈裂抗拉强度,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分布模型可较好地模拟黏结界面应力-应变曲线的上升段,当黏结界面的陶粒引入量低于4 kg/m²时,黏结界面损伤变量的演化进程被有效减缓.     

含羟乙基纤维素醚对CSA水泥早期水化的影响

研究了羟乙基纤维素（HEC）和高低取代度羟乙基甲基纤维素（H-HMEC、L-HEMC）对硫铝酸盐（CSA）水泥早期水化进程和水化产物的影响.结果表明：不同掺量L-HEMC均可促进CSA水泥在45.0 min~10.0 h内的水化;3种纤维素醚均先延缓CSA水泥溶解及其转化阶段的水化,后促进2.0~10.0 h内的水化;甲基的引入增强了含羟乙基纤维素醚对CSA水泥水化的促进作用,L-HEMC的促进作用最强;不同取代基和取代度的纤维素醚对水化前12.0 h内水化产物生成量的影响存在显著差异,HEMC对水化产物的促进作用强于HEC,L-HEMC改性CSA水泥浆体在水化2.0、4.0 h时生成钙钒石和铝胶的量最多.     

钢渣-矿渣基胶凝材料的协同水化机理

通过胶砂强度试验及X射线衍射仪（XRD）、热失重分析（TG-DTG）、扫描电镜-能谱仪（SEM-EDS）等微观测试技术,对不同配合比钢渣-矿渣基胶凝材料的力学性能、水化产物及其水化硬化过程进行了研究.结果表明：当胶凝材料的n（CaO+MgO）/n（SiO₂+Al₂O₃）=0.90时,其水化后期有较多的水化硅酸钙、水化铝酸钙凝胶生成,微观结构更加致密,力学性能表现最优,28 d抗压强度和抗折强度分别达到20.20、7.25 MPa;pH值的变化反映出协同水化效应的关键在于钢渣活性矿物的溶解和矿渣的二次火山灰反应,钢渣和矿渣的最佳配合比可以保证水化程度有较高的水平.     

CO2体积分数对碱激发镍渣水泥砂浆抗碳化性能的影响

利用机械化学方法制备了单组分碱激发镍渣水泥,分析了CO₂体积分数对不同碱激发剂制备的单组分碱激发镍渣水泥砂浆抗碳化性能的影响规律,结合孔结构分析、X射线衍射（XRD）分析等研究了其作用机理.结果表明：水泥砂浆的碳化产物与碱激发剂种类无关,与CO₂体积分数有关.在CO₂体积分数为3%条件下进行试验,水泥砂浆的碳化产物为碳酸盐产物,且碳化速率远低于CO₂体积分数为10%与20%的试验组;而在CO₂体积分数为10%与20%条件下进行试验,水泥砂浆的碳化产物为碳酸盐与碳酸氢盐.碳酸盐对孔隙填充效果优于碳酸氢盐,因此CO₂体积分数为3%时砂浆碳化后的孔结构、抗压强度均优于其体积分数为10%与20%时.     

MgO活性和摩尔比对碱式硫酸镁水泥强度的影响机理

利用Mg（OH）₂煅烧分解的不同活性MgO制备了不同摩尔比（n（MgO）/n（MgSO₄））的碱式硫酸镁水泥（BMSC）,分析了其抗压强度发展规律;结合水化放热、液相电导率、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和压汞仪（MIP）等测试手段,分析了其影响机理.结果表明：当摩尔比为5时,随着MgO活性的升高,BMSC早期1 d抗压强度呈现先增后减趋势,原因是MgO活性越高,水化越快,但MgO活性过高不利于水化强度相（5·1·7相）的形成; BMSC后期抗压强度随着MgO活性的降低而增大,原因是低活性MgO制备的BMSC中5·1·7相结晶程度较高.当摩尔比为7时,BMSC水化过程中出现Mg（OH）₂成核和生长的第3放热峰,导致水泥抗压强度出现倒缩.高强度BMSC中孔的类型主要为晶间孔,且水化产物结晶程度越高,孔径越大.