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.     

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.     

新型低钙气硬性硅酸盐水泥的碳化机理研究

通过高温煅烧石灰石及石英组成的混合配料制备了一种以3Ca CO_3·2Si O_2(C_3S_2)为主要矿物组成的新型低钙气硬性硅酸盐水泥,研究其碳化硬化机理,着重研究该熟料矿物的形成温度、碳化硬化及强度。结果表明:C_3S_2单矿的形成温度为1320~1460℃;新型低钙气硬性硅酸盐水泥最佳配比中应控制Al_2O_3含量4%、Fe_2O_3含量2%左右,其中Ca/Si比在1.2~1.3;最佳的煅烧形成参数为1300℃、保温6 h。碳化产物为Ca CO_3、Si O_2。试样在室温条件,水固比为14%、CO_2分压为0.2 MPa,碳化3 d的抗压强度达到38.5 MPa。该新型低钙气硬性硅酸盐水泥具有显著的碳吸附和低碳排放特点。     

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.     

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.     

基于GM（1，1）-Markov模型盐雾侵蚀对纤维混凝土耐久性能的影响

以玄武岩-聚乙烯醇（PVA）纤维体积分数为变化参数,对纤维混凝土进行室内盐雾侵蚀加速试验,通过抗压耐蚀系数K_f、相对质量评价参数ξ₁、相对动弹性模量评价参数ξ₂以及扫描电镜（SEM）照片,分别从宏观、微观层面对纤维混凝土耐久性损伤劣化进行评价分析,并基于GM（1,1）-Markov模型对其寿命进行预测.结果表明：在盐雾环境下,纤维混凝土的K_f先上升后下降,ξ₁波动性较大,ξ₂可作为评价纤维混凝土损伤劣化的决定性因素;GM（1,1）-Markov模型与实测数据吻合较好,纤维混凝土的最佳玄武岩、PVA纤维体积分数分别为0.10%、0.05%,其在盐雾环境下的服役时间最长,达到680 d.     

碳酸水环境下隧道水泥基材料的抗侵蚀特性

对比了多种水泥基材料在碳酸水加速侵蚀前后的抗压强度、材料内部的物相迁移和孔结构特征.结果表明：碳酸水侵蚀后水泥基材料强度的发展受到限制,Ca（OH）₂和CaCO₃含量同时降低,孔径粗化且有害孔的比例增大;以水化硅酸钙凝胶和Ca（OH）₂为主要水化产物的胶凝体系最容易受到碳酸水的侵蚀,且Ca（OH）₂含量越高,水泥基材料抗碳酸水侵蚀的能力越弱;以钙矾石为主要水化产物的胶凝体系抗碳酸水侵蚀的能力明显增强.     

硅酸盐白水泥石面层加速碳化程度与微观结构

为研究加速碳化对白色硅酸盐水泥石强度、碳化程度和微观结构的影响,采用热重分析（TG）定量表征水泥石中的Ca（OH）₂（CH）及CaCO₃含量,通过扫描电镜-能谱分析（SEM-EDS）和压汞仪（MIP）测试水泥石的微观结构.结果表明：与同龄期的自然养护试样相比,碳化养护3、14、28 d时水泥石抗压强度分别提高10.7%、7.3%和5.8%,抗折强度分别提高17.9%、16.1%和14.3%;碳化14 d时的试样继续干湿循环养护7 d仍可明显提高CH含量,碳化28 d后的碳化程度趋于稳定;碳化试样的孔隙率略高且平均孔径更低,其50~200 nm的较大孔数量明显减少,而小于20 nm的微孔数量相对更多;常压下加速碳化反应直接发生在水泥水化产物CH晶体的表面,在CH晶体棱角处的碳化程度最高,碳化产物与之共生.     

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.     

FRP箍筋强度保留率分布模型与可靠性分析

基于文献数据,采用假设检验法,开展纤维增强复合材料（FRP）箍筋强度保留率分布规律研究. 通过Kolmogorov-Smirnov（K-S）检验对比了Weibull分布、正态分布及对数正态分布这3种模型对FRP箍筋强度保留率的拟合优度.结果表明：当FRP箍筋弯折半径（R）与箍筋直径（D）之比（R/D）在常规范围内（3~5）时,对数正态分布为最优分布模型,据此得到95%和50%保证率下FRP箍筋强度保留率分别不小于32.46%和43.79%;中国、美国、日本和加拿大四国规范保留率预测公式计算结果的保证率仅为24.1%~40.3%,偏于不安全.根据中国FRP纵筋与箍筋的强度保证率要求,当R/D=3、4、5时玻璃纤维增强复合材料（GFRP）箍筋强度保留率不小于38.86%、35.68%、46.09%.