建筑材料学报杂志

建筑材料学报杂志2023年第10期

• 硫酸盐侵蚀混凝土的数值模拟

  蒋金洋，郑皓睿，孙国文，王凤娟，刘志勇

  为了客观评价硫酸盐侵蚀下混凝土传输-反应-损伤的全过程，基于结晶压理论、体积膨胀理论及Fick第二定律，建立了考虑孔隙率、曲折度和临界损伤程度的传输模型，并通过交替隐式差分法实现了硫酸盐传输变系数求解.结果表明：预测模型结果与试验结果基本吻合，最大误差为26.7%，可较好地预测混凝土中SO42-的扩散规律；硫酸盐质量分数和临界损伤程度对混凝土剥落具有较大的影响，相同临界损伤程度下5%硫酸钠溶液中混凝土的剥落速率比其在3%硫酸钠溶液中快51.8%；相同硫酸盐质量分数下临界损伤程度从0.80增大至0.95时，混凝土的剥落厚度减小了42.9%.

• 冻损梯度对承压混凝土应力-应变关系的影响

  刘西光，雷永洁，周佳丽，牛荻涛，刘俊

  对不同冻融损伤程度的混凝土圆环体试件进行了试验研究.结果表明：当相对冻融深度小于临界值时，混凝土的峰值应力、峰值应变均呈线性退化，超过临界值后则保持稳定；当冻融循环次数由100次增加到200次时，相对冻融深度临界值由0.5增大到0.8；基于应变等价性假说和统计损伤理论，建立了不同冻融损伤程度下承压混凝土的应力-应变关系模型.

• 考虑多尺度非均质性的混凝土传输性能预测模型

  童良玉，刘清风

  以混凝土中离子传输性能的预测为例，基于微观到宏观的代表体积单元，分析了多尺度非均质性对传输性能预测的影响，建立了混凝土多尺度传输性能预测模型.相较于传统多尺度模型，本模型在微观尺度上考虑了随水泥水化程度变化的物质组成与净浆层级离子扩散系数的关系，在细观和宏观尺度上分析了粗细骨料界面过渡区、不规则骨料形状和多离子耦合效应对混凝土层级传输性能的影响.选取氯离子扩散系数、侵蚀深度为验证指标，通过对比各尺度下的模型预测值和试验值，验证了多尺度模型的可靠性.基于此模型，各尺度下的物质传输规律可得到深入探讨和高效印证.本研究也为离子、水分、气体等物质在混凝土中的传输性能预测提供了一个新的多尺度研究框架.

• 混杂纤维/束高强混凝土的抗冻性

  李趁趁，马娇，张普，张冬，邵景干

  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.

• 方波电流对混凝土中钢筋腐蚀的电化学修复效应

  卢向雨，史志航，郑智腾，赵阳，冯兴国

  为降低电化学修复对钢筋的氢脆作用，对比了恒电流和方波电流2种电场对钢筋混凝土构件进行电化学修复的效果.通过开路电位、线性极化、交流阻抗、拉伸试验及扫描电镜等方法对比分析两种电流施加方式对砂浆中钢筋耐蚀性和力学性能的影响.结果表明：相较于恒电流电化学修复，方波电流作用下的钢筋腐蚀电流密度更小，砂浆保护层电阻、钢筋钝化膜电阻及钢筋电荷转移电阻更大；方波电流电化学修复对砂浆保护层的修复效果更显著，增强了钢筋钝化性能，减小了钢筋腐蚀速率；方波电流还可降低电化学修复阴极极化对钢筋塑性的影响，减少钢筋氢脆风险.

• 暴雨作用下新型再生透水混凝土的抗堵塞性能

  朱平华，史志浩，严先萃，杨磊，宗美荣

  通过暴雨堵塞试验，研究了新型再生透水混凝土（NRPC）的抗堵塞性能，分析了NRPC孔径（d）和堵塞物粒径（r）对NRPC堵塞结构、透水系数、堵塞深度和堵塞物通过率的影响.结果表明：NRPC形成的堵塞结构由孔径和堵塞物粒径的比值（d/r）共同决定，暴雨作用后的堵塞结构分为单颗粒表面堵塞、单颗粒孔道堵塞和多颗粒孔道堵塞；透水系数的降低主要发生在第1次暴雨堵塞循环中，小粒径堵塞物（r <1.18 mm）形成的多颗粒堵塞是造成NRPC透水系数降低的主要原因；随着d/r的增加，多颗粒孔道堵塞结构的稳定性不断降低，当d >r时，d/r越小，NRPC孔道堵塞的深度越大；随着d/r的增加，堵塞物的通过率不断增加，孔道的筛选作用降低.

• 压力养护钢管混凝土的力学性能和微观结构

  王开强，孙庆，董耀武，林琦，杨辉

  利用自制加压装置对不同强度等级和尺寸规格的10个钢管混凝土试件进行压力养护，研究了养护压力和持续时间对试件轴压强度、应变和破坏特征的影响，分析了水化产物发育、孔结构和微裂纹结构的发展情况.结果表明：压力养护促使体系更加致密，能够抑制微裂纹形成和发展；水化产物结晶发育良好，可填充孔隙结构，提高混凝土自身强度；当压力传导至钢管时使其产生环向拉伸应变，核心混凝土终凝后，钢管收缩对其产生预压应力，两者协同增强，从而提高了试件的轴向承载力.

• 基于灰色模型的沥青混合料低温指标预测

  朱运鼎，银花

  为综合考虑沥青低温性能对沥青混合料低温性能的影响，并实现对混合料低温性能的预测，采用弯曲梁流变试验及常规低温试验测定了5种沥青及其混合料的低温评价指标，并与约束试件温度应力试验结果进行了灰色关联分析，建立了分数阶灰色预测模型.结果表明：沥青低温连续分级温度、玻璃态转变温度、脆点、不同温度下的蠕变速率和耗散能比对混合料低温性能影响较大；冻断温度和转折点温度FGM（1， 4）模型的误差分别为1.83%和3.71%，精度为优，预测结果合理.

• 无烟废旧胶粉改性沥青的制备及抑烟机理

  董宴华，丛玉凤，孙蕊，孙凡淇，王常春

  制备了一种无烟废旧胶粉改性沥青，研究了抑烟剂掺量对改性沥青烟气释放量及性能的影响，分析了抑烟剂的作用机理.结果表明：当抑烟剂掺量为1.0％时，改性沥青的烟气释放量由700 mg/kg降到60 mg/kg，针入度、软化点及延度变化较小，老化性能得到了改善；抑烟剂抑制了废旧胶粉的降解，使得改性沥青的初始分解温度升高，残余质量增大，热稳定性得到了提升.

• 层板销接木性能研究进展

  付海燕，何敏娟

  层板销接木（DLT）是仅由木销和层板组成的一种无胶无钉、近似全实木的工程木产品，可用于制作梁、墙体和楼板，具有用材经济、绿色低碳和预制化程度高等特点. 从构造和分类两方面对DLT进行简要概述，系统梳理了近些年DLT在木销、木销节点及构件方面的性能研究成果，包括木销-层板销槽承压性能、木销节点抗剪性能、DLT木梁抗弯性能及DLT板振动特性等. 在此基础上，介绍了DLT在性能研究中存在的不足，并提出了DLT研究亟需解决的关键问题.

• Terminal Blend橡胶泡沫沥青制备及性能评价

  温永，王祯国，董永康，裴建中，张久鹏

  为弥补传统泡沫沥青高温稳定性和黏附性的不足，解决传统橡胶沥青发泡效果不理想的缺陷，对terminal blend（TB）橡胶泡沫沥青进行了研究，探究了TB橡胶泡沫沥青发泡效果的影响规律，对其微观形貌与特征进行了表征，同时评估了TB橡胶泡沫沥青的高温性能、温度敏感性和黏度.结果表明：采用TB橡胶沥青制备泡沫沥青具备可行性；相比传统泡沫沥青，TB橡胶泡沫沥青在温度敏感性降低的同时，还显著提升了高温性能和黏度；微观结果显示TB橡胶泡沫沥青的发泡过程仅为物理过程，而且受发泡温度和发泡用水量的影响，其中后者对整体发泡效果的影响更加明显；TB橡胶泡沫沥青的最佳发泡温度为160 °C、发泡用水量为2.7%.

• 阳离子对乳化沥青稳定性影响的分子模拟

  袁燕，陈宏宇，王叶飞，徐松，薛斌

  基于分子动力学，建立了无盐及含盐乳化沥青体系模型，研究了金属阳离子对十二烷基硫酸钠（SDS）阴离子乳化沥青稳定性的影响，并通过对比Ca²⁺/Mg²⁺加入前后沥青乳液中相对浓度分布、乳化剂分子倾角和各界面相之间的相互作用能，分析了乳化沥青体系的稳定性.结果表明：相较于无盐乳化沥青体系，Ca²⁺/Mg²⁺的加入降低了界面膜的吸附能力，减少了沥青相与水相的结合能，导致乳化沥青体系不稳定；分子模拟的计算结果与试验结论相符，验证了模型的正确性.