建筑材料学报杂志

建筑材料学报杂志2023年第6期

• 矿物掺合料对硅酸盐水泥净浆氯离子结合能力的影响

  汤昊源，左晓宝，邹欲晓，刘婧涵

  以掺粉煤灰（FA）和粒化高炉矿渣粉（GGBS）的硅酸盐水泥净浆为研究对象，开展其在不同浓度NaCl溶液中的浸泡试验. 通过硝酸银滴定、X射线衍射（XRD）和热力学模拟，分析了溶液中氯离子浓度和水泥净浆中各物相含量的变化特点. 结果表明：GGBS和FA的掺入可降低溶液中氯离子浓度，提高水泥净浆的氯离子结合能力；且GGBS可提高水泥净浆中水化铝酸钙（AFm）相含量及其对氯离子的化学吸附能力；FA可提高水泥净浆中水化硅（铝）酸钙C-（A）-S-H凝胶的物理吸附能力，当FA掺量为40%时，其物理吸附能力达到最大.

• 活性MgO对碱-矿渣-偏高岭土基地聚物干缩特性的影响

  崔潮，孙小惠，王岚，彭晖

  通过添加不同活性MgO，研究了其对碱-矿渣-偏高岭土基地聚物（ASM地聚物）干缩性能的影响，并利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和压汞仪（MIP）等微观测试手段揭示了其内在影响机制.结果表明：随着MgO活性的增加，ASM地聚物的干缩率先减小后增大，当MgO活性适中时，ASM地聚物干缩率降低约15.0%；所生成的镁铝水滑石及水化硅酸镁（M-S-H）凝胶能够有效填充ASM地聚物孔隙，减小干燥收缩，增加结构致密程度.

• 剑麻纤维对再生骨料混凝土断裂性能的影响

  肖建庄，许金校，罗素蓉，张凯建，张青天

  为改善再生骨料混凝土（RAC）的断裂性能，在RAC中掺入剑麻纤维，并基于三点弯曲梁试验，研究了再生粗骨料（RCA）和剑麻纤维对RAC断裂性能的影响.结果表明：与普通混凝土相比，100% RCA取代率且未掺剑麻纤维时，混凝土的起裂韧度、失稳韧度和断裂能分别降低20.36%、17.36%和20.66%；当剑麻纤维长度为10 mm、体积分数为0.2%时，其对RAC的起裂韧度改善效果最佳，且较未掺剑麻纤维RAC的起裂韧度提高37.81%；就失稳韧度和断裂能而言，剑麻纤维的最佳体积分数为0.3%；剑麻纤维的掺入可有效提升RAC的断裂性能.

• 碱激发混凝土抗氯离子侵蚀性能的数值研究

  蔡渝新，刘清风

  综合考虑碱激发粉煤灰/矿渣（AAFS）混凝土的孔隙率影响、氯离子结合作用和多种离子间电化学耦合效应，在细微观尺度下建立多相多离子传输模型，并通过第三方试验对模型的可靠性进行验证.基于该模型，开展了粉煤灰/矿渣比和激发剂模数对AAFS混凝土抗氯离子侵蚀性能影响的数值研究.结果表明：较低的粉煤灰/矿渣比可明显提高AAFS混凝土抗氯离子侵蚀性能，这归因于其对降低孔隙率的贡献；激发剂模数为1.00时AAFS混凝土抗氯离子侵蚀性能最佳，过低或过高的激发剂模数均会增加氯离子在混凝土中的渗透深度.

• 内养护剂和膨胀剂组合对混凝土收缩的影响

  韩宇栋，李威，岳清瑞，谢月，刘子祎

  为在等抗压强度前提下调控混凝土的早期收缩开裂，以膨胀剂（HP-CSA）和由高吸水树脂（SAP）引入的内养护水占胶凝材料相同比例进行组合，设计了各自的内掺量均为0%、4.5%、6.0%、9.0%共4种混凝土配合比，研究了其对混凝土早期收缩的调控规律，并分析了混凝土收缩、力学强度、内部相对湿度和干燥失水率之间的关系.结果表明：混凝土早期收缩和内部相对湿度发展均呈2阶段规律；随“HP-CSA+SAP”组合掺量增加，其对混凝土早期收缩的调控作用逐渐增强，且在阶段I的调控作用更为显著，但28 d时仍不能根除混凝土的净干燥收缩；组合掺量对混凝土早期内部湿度发展的整体影响较小；混凝土28 d内的净干燥收缩与干燥失水率之间基本呈线性正相关.从调控收缩、强度保持和经济性等方面综合考虑，6.0%为最优调控组合掺量.

• 超高强度橡胶混凝土的力学特性及能量演化

  徐颖，刘家兴，杨荣周，丁进甫，顾柯柯

  通过降低水胶比，采用钢纤维和硅灰协同调控强度的方法，制备超高强度橡胶混凝土（UHSRC），并利用电液伺服万能试验机对其开展静态压缩试验.结果表明：UHSRC的抗压强度最大可达125.7 MPa，甚至当橡胶取代率高达30%时，抗压强度仍不低于60.0 MPa；UHSRC的抗压强度和应力增长率表现出橡胶取代率弱化效应，然而其破坏程度和韧性指数表现出橡胶取代率增强效应和粒径弱化效应；UHSRC的输入能、弹性能，以及耗散能增长率和最大值均具有橡胶取代率弱化效应；随着橡胶取代率的增加，UHSRC的弹性能比率增大，耗散能比率减小；随着橡胶粒径的增大，UHSRC的弹性能比率先减小后增大，耗散能比率先增大后减小.

• 碳化-盐冻作用下风积沙混凝土损伤劣化机理及寿命预测

  董伟，王雪松，计亚静，王栋，薛刚

  为评估风积沙混凝土碳化-盐冻作用后的耐久性能，以质量损失率、相对动弹性模量、抗压强度为指标，分析碳化作用对风积沙混凝土抗冻性能的影响，通过扫描电镜（SEM）与核磁共振（NMR）技术分析碳化-盐冻后其内部结构和孔结构变化特征，采用Wiener随机过程概率分布预测碳化作用后风积沙混凝土盐冻循环寿命. 结果表明：碳化作用提高了混凝土强度，且使得盐冻循环作用下质量损失率增加，相对动弹性模量下降；无害孔与有害孔的比值反应了混凝土内部结构损伤特征；相对动弹性模量对混凝土盐冻环境最敏感，碳化28 d混凝土经受372次盐冻循环后完全失效.

• 基于XGBoost-LSTM的胶凝砂砾石抗压强度预测

  郭磊，高航，田青青，郭利霞，李泽宣

  针对胶凝砂砾石（CSG）抗压强度试验周期长、耗材大等问题，运用极度梯度提升树-长短期记忆网络（XGBoost-LSTM）组合模型对CSG抗压强度进行预测. 先选取相关性较强的“水泥含量”和“砂率”这2个输入变量代入XGBoost模型进行预测，并将结果与原特征一起代入LSTM模型；再采用94组抗压强度数据进行训练和验证. 结果表明：与基础模型XGBoost和LSTM相比，XGBoost-LSTM组合模型的决定系数分别提高5.6%和3.5%. 说明通过XGBoost模型构造新特征具有可行性，且XGBoost-LSTM组合模型能够对CSG抗压强度进行精准预测.

• 高性能灌注式半柔性路面材料的路用性能

  郑晓光，吴立报，水亮亮

  研制了一种面向重载重交通场景的高性能灌注式半柔性路面材料（SFP），系统测试了其各项路用性能. 结果表明：SFP的强度与高温抗变形能力极其优异，且受温度影响较小；SFP的强度随龄期增长逐渐增强并趋于稳定，其水稳定性远高于SMA-13混合料；在高温浸水及轮载作用下，SFP未出现剥落破坏，其车辙受荷载的影响远低于SMA-13混合料；SFP的低温抗裂性与抗疲劳性相对较弱，低于SMA-13混合料而显著优于普通混合料；半柔性铺装结构的长期耐久性良好，100万次加速加载后其车辙深度仅为SMA铺装结构的1/10.

• 木材横纹销槽承压强度研究

  冯新，肖宏彬，陈伯望，晏班夫

  设计了3种共计290个木材横纹销槽试件，分析了试验方法、判定方法、有效承压高度、试件尺寸及螺栓直径等因素对木材横纹销槽承压强度的影响，并将试验结果与规范计算结果进行对比.结果表明：现行规范中的木材横纹销槽承压强度试验方法和计算方法均存在一定的局限性；基于本文提出的标准试验方法所得到的木材横纹销槽承压强度，木结构螺栓连接横纹屈服承载力计算结果与试验结果比值的平均值为0.92.

• 机械应力分级杉木锯材的顺纹抗拉强度

  龙卫国，欧加加，陈迪，刘宜丰，钟永

  以杉木锯材为研究对象，对比了不同强度等级机械应力分级杉木锯材的动态弹性模量范围和试样数，探究了机械应力分级杉木锯材的顺纹抗拉强度概率分布规律，并开展了机械应力分级杉木锯材顺纹抗拉的可靠度分析.结果表明：可基于动态弹性模量对杉木锯材进行机械应力分级，机械应力分级杉木锯材位于主要强度等级材质区域Q₂、Q₃、Q₄的试样数占比超90.0%，其顺纹抗拉强度的最优概率分布为对数正态分布；杉木锯材顺纹抗拉强度设计值明显高于未分级和目测分级杉木锯材.

• 水泥生命周期评价及其低环境负荷研究进展

  郭晓潞，李寅雪，袁淑婷

  水泥工业是仅次于钢铁的第2大碳排放行业，对实现“双碳”目标影响重大.生命周期评价（LCA）可以定量评估水泥生命周期内的环境负荷.阐述了LCA方法评估水泥综合环境负荷的研究现状，系统阐释了该方法的4个重要步骤：目标和范围的确定（功能单位和系统边界）、清单分析（输入数据、输出数据、分配方式）、影响评价（影响分类、特征化、归一化）及生命周期解释；综合分析了使用替代性燃料和原料、生产工艺改造、碳捕集技术及发展低碳胶凝材料等低环境负荷措施，探讨了环境负荷与水泥性能的协同优化；指出了LCA方法的局限性及未来发展方向.

• 缓凝剂对PC-CSA-FDG三元胶凝体系修补砂浆性能的影响

  张国防，汪江福，王向红，王培铭

  利用硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥-脱硫石膏三元胶凝体系制备修补砂浆，研究了酒石酸、硼砂及六偏磷酸钠等缓凝剂及其复掺时对修补砂浆性能的影响.结果表明：酒石酸在修补砂浆中无明显的缓凝作用，并且显著降低了修补砂浆的流动度、力学性能和干燥收缩率；硼砂和六偏磷酸钠均能有效延长修补砂浆的凝结时间，改善其流动度；硼砂虽能提高修补砂浆的强度，但增大了干燥收缩率；六偏磷酸钠有利于修补砂浆的中后期强度，显著降低了干燥收缩率；3种缓凝剂均使得修补砂浆的拉伸黏结强度有所降低，复掺缓凝剂的影响介于单掺2种相应缓凝剂的作用效果之间.

• 聚合物对水下3D打印建筑砂浆性能的影响

  杨钱荣，邢昌祥，赵宗志，蒋正武

  研究了乳胶粉、纤维素醚、淀粉醚掺量对水下3D打印建筑砂浆（3DP-BM）流变性能、工作性能、抗分散性能以及力学性能的影响.结果表明：未掺乳胶粉或纤维素醚，以及淀粉醚掺量过高都会导致3DP-BM无法在水下进行打印；同时掺加乳胶粉、纤维素醚和淀粉醚，3DP-BM具有良好的工作性能、适宜的力学强度和水下抗分散性能；当乳胶粉掺量为0.500%、纤维素醚掺量为0.100%、淀粉醚掺量为0.025%时，3DP-BM具有适宜的可操作时间，良好的水下抗分散性能，以及较高的水下强度和水下堆积高度.

• 纳米SiO2与VAE复合改性水泥基材料的耐久性能

  王智鑫，梅军鹏，廖宜顺，李海南，牛寅龙

  研究了单掺乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳胶粉（VAE）和复掺VAE/纳米SiO₂（NS）对水泥基材料抗氯离子渗透性能、抗硫酸盐侵蚀性能和吸水率的影响，并通过X射线衍射仪、热分析仪、扫描电子显微镜、压汞仪和红外光谱仪等探究了其作用机理.结果表明：单掺VAE和复掺VAE/NS均可提高材料的抗氯离子渗透性能以及抗硫酸盐侵蚀性能，降低其总吸水率，且复掺效果优于单掺；单掺VAE可以改善材料的水化特性，有害孔和多害孔减少了65.3%，但增大了最可几孔径和界面过渡区的钙硅比；复掺VAE/NS可进一步改善材料的水化特性，有害孔和多害孔减少了82.6%，提高了水化硅酸钙（C-S-H）的生成量和聚合度，增强了材料的耐久性能.