建筑材料学报杂志

建筑材料学报杂志2024年第4期

• 硅灰对硫铝酸盐水泥力学和电磁传输性能的影响

  李悦，华成，刘江林

  研究了硅灰掺量对硫铝酸盐水泥力学性能和电磁传输性能的影响.结果表明：随着硅灰掺量的增加，硫铝酸盐水泥的抗压强度和抗折强度均先增大后降低，硅灰的最优掺量为10%；硫铝酸盐水泥的电磁传输性能随着硅灰掺量的增加而增大，与未掺硅灰的样品相比，硅灰-硫铝酸盐水泥在3.94~5.99 GHz频段范围内电磁传输性能均有所提升，电磁透射率峰值最高提升了23.9%.

• 硫氧镁泡沫水泥吸波材料的制备及性能

  崔宝栋，刘军，李思琪，李瑶，邓永刚

  采用具有优良吸波性能的铁氧体和碳化硅来改性硫氧镁水泥泡沫板，研究了铁氧体和碳化硅掺量对改性硫氧镁水泥吸波性能的影响，并通过X射线衍射及扫描电子显微镜分析了其影响机理.结果表明：在3.95~18.00 GHz目标频段下，掺加5%碳化硅改性硫氧镁水泥的最低反射率出现在8.40 GHz处，为-15.9 dB；掺加15%铁氧体改性硫氧镁水泥的最低反射率出现在7.04 GHz处，为-17.3 dB；铁氧体和碳化硅按照一定比例掺加到硫氧镁水泥基体中，均表现出良好的吸波性能.

• 水泥窑协同处置MSW环境负荷与性能耦合评价

  李寅雪，刘卓霖，任兵建，陶从喜，郭晓潞

  基于中国某水泥厂2022~2023年生产数据及近3年国家/行业统计数据进行生命周期评价，核算水泥窑协同处置城市生活垃圾（MSW）生产不同品种水泥的环境负荷；联合数据质量指标评估和蒙特卡洛模拟来综合评估最终结果的不确定度.与常规工艺相比，水泥窑协同处置工艺生产每吨熟料的综合环境负荷降幅为7.82%；4种水泥中，P·O 52.5水泥的综合环境负荷最大，但其单位强度的环境负荷相对较小.综合考虑，采用水泥窑协同处置工艺生产P·C 42.5水泥与采用常规工艺生产P·O 42.5水泥相比，其综合环境负荷降幅为16.87%.

• 钢筋非均匀锈蚀与混凝土开裂试验及数值模拟

  孙佳，金祖权，秦一琦

  采用恒电位驱动氯离子渗透并加速钢筋锈蚀来模拟海洋钢筋混凝土锈蚀，研究了水胶比、保护层厚度和钢筋直径对试件锈胀开裂的影响； 利用COMSOL Multiphysics软件建立了真实骨料混凝土模型并进行数值模拟. 结果表明：本试验制备的混凝土试件在恒电位加速锈蚀下钢筋发生非均匀锈蚀并导致混凝土产生3条主裂缝，钢筋临界锈胀应力为2.85~3.51 MPa，开裂时间为190~311 h，降低水胶比及增大保护层厚度均可延缓锈胀开裂时间； 数值模拟可以很好地再现钢筋混凝土非均匀锈蚀过程，其获得的锈胀应力演变及混凝土开裂模式与试验结果吻合.

• 沥青复合阻燃抑烟剂的作用效果与协同机理

  李晓超，刘圣洁，曾俐豪，王海名，林钰

  采用氢氧化铝、有机蒙脱土与可膨胀石墨复配阻燃抑烟剂，通过极限氧指数（LOI）法、烘箱恒温加热试验、热重分析、傅里叶变换红外光谱、扫描电镜及X射线能谱分析了复合阻燃抑烟剂对沥青的作用效果与协同机理. 结果表明：复配剂的加入起到明显的阻燃抑烟效果，含量为6%的复配剂可将沥青的LOI值提升至25.19%，单位沥青烟气释放量减少70%；复配剂拓宽了单一助燃剂的作用温度范围，在沥青燃烧过程中吸收热量，稀释可燃气体浓度，不仅能够提升沥青的热稳定性，还可形成复合阻隔层，起到协同阻燃抑烟作用.

• 超大粒径沥青混合料的黏弹特性及温度影响

  蒋应军，易勇，田甜，张宇，范江涛

  为精准表征超大粒径沥青混合料（LSAM-50）柔性基层路面的动态黏弹力学响应，对LSAM-50进行动态模量试验，分析了温度对LSAM-50黏弹参数的影响，构建了基于广义对数Sigmoidal模型的黏弹参数主曲线以及基于广义Maxwell模型的黏弹性本构关系.结果表明：温度对LSAM-50黏弹参数的影响显著，温度升高后LSAM-50模量的变化由集料嵌挤力主导，动态模量与存储模量随着温度的升高逐渐降低后趋于稳定；由于LSAM-50具有更大的粒径和集料嵌挤力，其高温抗变形能力比AC-20和AC-13更强；可用广义Maxwell模型构建LSAM-50的黏弹本构关系，其相关性不低于0.99.

• 滨海环境下水泥基材料有机硅防护涂层的研究进展

  李萌萌，吴聪，金祖权，侯东帅，陈际洲

  有机硅涂料通过对侵蚀介质的传输抑制作用以及诱导结晶作用，赋予了水泥基体优越的表面防护效果，显著提升了混凝土结构的耐久性能与安全可靠性.本文归纳了有机硅涂料的分子结构特征及其对胶凝材料的作用机理，全面阐述了有机硅涂料对水泥基材料耐久性能的提升效果，探讨和展望了有机硅涂料在工程应用中存在的主要问题以及未来发展趋势，旨在为水泥基材料耐久性防护的深入研究与应用提供重要的理论指导与工程参考.

• 工业CT对混凝土中混杂钢渣颗粒的鉴别应用

  陈春，李之涵，潘伟行，傅琦，张亚梅

  采用工业CT对混凝土中的钢渣颗粒和普通石子进行三维扫描，获得两者在形貌上的差异.将钢渣颗粒按体积分数3%、6%和9%掺入混凝土中，并使用工业CT扫描获得不同掺量钢渣颗粒混凝土试样的形貌学特征.基于图像相似法得到钢渣颗粒的灰度范围，并采用该灰度范围对图像进行二值化处理，计算钢渣颗粒的掺量.结果表明：钢渣颗粒掺量的计算结果与实际掺入的钢渣颗粒体积分数较为接近，误差范围小于±10%，具有较高精度.结合实际工程案例，采用工业CT和X射线荧光光谱分析仪（XRF）等测试手段，对钢渣颗粒引发的混凝土外观质量事故成因进行科学分析.

• 陶粒对SC-SCC黏结界面劈裂破坏特性的影响

  赵洪，谢友均，龙广成，唐卓，李文旭

  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.

• 碳酸钙晶须对碱矿渣胶凝材料的减缩增强作用

  赵俊，王爱国，张祖华，刘开伟，孙道胜

  针对碱矿渣胶凝材料易收缩开裂等问题，采用一种新型微米级纤维——碳酸钙晶须对碱矿渣胶凝材料进行减缩增强，研究了碳酸钙晶须掺量对碱矿渣胶凝材料流变性能、抗压强度和干燥收缩的影响，并探究其显微增强机理.结果表明：微米级碳酸钙晶须的掺入对碱矿渣胶凝材料流动性影响较小，当碳酸钙晶须掺量为3%时，其新拌浆体塑性黏度为12.33 Pa·s，较未掺碳酸钙晶须的对照组仅增长14.48%，其硬化浆体28 d抗压强度可达105.8 MPa；碱矿渣胶凝材料的干燥收缩率随着碳酸钙晶须掺量的增加而降低，当碳酸钙晶须掺量为5%时，其28 d干燥收缩率仅有0.87%，较未掺碳酸钙晶须的对照组降低32.56%；碳酸钙晶须与基体紧密结合，在基体受力破坏时分散其所受应力，提升了碱矿渣胶凝材料的力学性能；碳酸钙晶须在体系内部的桥接作用能够有效延缓碱矿渣胶凝材料微裂纹的形成与扩展，在一定程度上遏制了宏观裂纹的发展.

• 钢渣-矿渣基胶凝材料的协同水化机理

  南雪丽，杨旭，张宇，唐维斌，张富强

  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.

• 磷石膏制备免烧人造骨料及其性能

  马文青，李子木，李灿华，章蓝月，李明晖

  以磷石膏为原材料，利用碱激发技术制备人造骨料，并研究不同配合比对人造骨料性能的影响.结果表明：当水添加量为10%、水玻璃添加量（以Na₂O含量计）为3%、成型压力为63 MPa、养护时间为28 d、水泥掺量为30%时，人造骨料的抗压强度达到25.16 MPa，吸水率为15.21%，堆积密度为1 156.4 kg/m³；骨料中的钙矾石等水化产物增强了人造骨料的强度.