建筑材料学报杂志

建筑材料学报杂志2025年第11期

• 超高性能混凝土单轴受拉黏塑性损伤本构模型

  张一鸣，任晓丹，赵昕

  基于有效应力空间内的黏塑性理论，明确了超高性能混凝土单轴动力受拉与静力受拉的理论联系，研究了其塑性演化及损伤演化的率敏感效应，揭示了其动力受拉状态下的塑性演化和损伤演化准则，构建了超高性能混凝土单轴受拉黏塑性损伤本构模型，并给出受拉强度动力提高因子表达式。此外，利用单轴动力受拉与静力受拉数据，对提出的模型进行了验证。结果表明：单轴受拉黏塑性损伤本构模型可以较好地再现超高性能混凝土在单轴受拉状态下的塑性演化、损伤演化过程和应力-应变关系，可为超高性能混凝土结构的非线性分析提供参考。

• 海砂混凝土-内嵌式阳极黏结性能演化规律

  崔蕾，高小建，孙铭

  为探究内嵌式阳极阴极保护对海砂混凝土中钢筋锈蚀的防护作用，通过黏结滑移试验和背散射分析，研究了阳极消耗后界面黏结性能的演化规律，并结合试验数据建立了黏结滑移本构模型，提出了一种可长期使用的内嵌锌合金阳极保护方案。结果表明：海水浸泡360 d后，海砂混凝土因钢筋锈蚀导致钢筋与混凝土间黏结强度下降30%；采用内嵌式锌合金阳极阴极保护系统后，钢筋与混凝土间黏结强度无明显变化；内嵌式锌合金阳极腐蚀后，黏结强度小幅上升，其产生的锌酸钙腐蚀产物基本不膨胀。

• 基于固废粗骨料刚度调控的混凝土及叠合梁性能

  李超，周梅，于彦夫，张凯，李杨

  为降低固废粗骨料混凝土叠合梁受弯叠合面的开裂风险，采用高刚度铁矿废石粗骨料（IRCA）和低刚度自燃煤矸石粗骨料（SGCA）复合制备混配固废粗骨料（HWCA）及相应的HWCA混凝土，研究了HWCA混凝土的力学性能和叠合梁受弯性能，并提出以骨浆弹比作为判断混凝土弹性模量和泊松比达到极值的判据。结果表明：当IRCA体积分数为60%时，HWCA的刚度与天然粗骨料相当，HWCA混凝土的弹性模量差异由28.03%降至2.44%；当IRCA的体积分数为68%、92%时，HWCA混凝土的抗压强度和弹性模量分别由极值开始下降；利用HWCA混凝土制备叠合梁，可有效缓解叠合面应力集中，提高叠合面抗裂性能。

• 硅铝摩尔比对铁尾矿基地聚物力学性能的影响

  赵鹏程，王进，詹欣源，陆宏宇，岳正波

  通过向铁尾矿（IOT）中掺入铝土矿（BX）和硅灰（SF）调控原料硅铝摩尔比（n（Si）/n（Al））来改善铁尾矿基地聚物（IOTG）的力学性能，研究了原料硅铝摩尔比对IOTG抗压强度、水化硅铝酸钠（钙）（N（C）-A-S-H）凝胶含量和微观结构的影响。结果表明：原料硅铝摩尔比对IOTG的抗压强度和凝胶含量均有显著影响；当原料n（Si）/n（Al）=2.0时，IOTG的28 d抗压强度和N（C）-A-S-H凝胶含量同步达到最大值，分别为32.13 MPa和59.75%；原料硅铝比对凝胶产物内部Si—O—T等链状结构的形成起到了稳定作用，有效促进了IOTG内部微观结构朝着致密化方向发展并提升其力学性能。

• 干湿循环下棕丝纤维加筋黏土防渗层抗裂特性

  胡殿俊，刘瑾，马晓凡，汪静怡，吴雨晗

  为防止黏土防渗层开裂威胁工程安全，引入棕丝纤维对黏土的开裂性能进行改良，开展了干湿循环条件下的蒸发开裂试验，对不同棕丝纤维加筋率（0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%）改良黏土的开裂特性、破坏机制以及微观机理进行系统探究。结果表明：干湿循环次数的增加显著加快了水分蒸发，棕丝纤维加筋能有效减缓水分蒸发及含水率下降速率；当加筋率由0.2%提高至0.8%时，棕丝纤维抑制水分蒸发效果未明显增强；棕丝纤维能显著抑制黏土的开裂宽度，促进细小裂隙的形成，在一定程度上提高了土体的稳定性；黏土的含水率及裂隙特征指标主要受干湿循环影响，棕丝纤维加筋率对其变化幅度产生较大影响，对其变化趋势基本不产生影响。

• 土遗址改性材料应用研究进展

  王栋民，马晓宁，齐国栋，许栋，路易

  土遗址作为中国具有代表性的建筑类型。近年来因气候变化和人为破坏，土遗址出现诸多病害问题，亟待修缮。加固改性材料作为土遗址修复材料，已在多年研究中得到实际应用。尽管如此，如何将现代改性材料应用到不同类型土遗址中并提升其性能，仍是目前研究的重点。本文总结了土遗址病害形成机理、成因以及不同改性材料使用方法等方面的最新研究进展，并对未来土遗址改性保护研究发展方向进行展望，以期为土遗址保护研究和其他土类工程实践提供参考依据。

• 基于响应面-遗传算法的胶凝砂砾石配合比优化

  任文渊，范明辉，焦宇浩，李润阳，杨普新

  为了探究不同二级配下胶凝砂砾石（CSGR）的工作性能和力学性能，开展了单因素试验和基于响应面法设计的多因素试验，讨论了砂率、水胶比、二级配单因素及交互作用对CSGR性能的影响，建立了二次多项式回归模型，同时基于非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）进行了多目标优化。结果表明：水胶比对CSGR的振动压实（VC）值、抗压强度、劈裂抗拉强度、拉压比均有显著影响，二级配与水胶比交互作用对抗压强度具有显著影响；NSGA-Ⅱ实现了“VC值-抗压强度-劈裂抗拉强度”的多目标优化，为CSGR提供了可靠且多样化的配合比选择，对胶凝砂砾石坝的实际施工与推广应用具有极高的参考价值。

• 腐蚀损伤对Q690D钢不等厚对接接头疲劳性能的影响

  关晓迪，郭宏超，赵越，杨迪雄，潘雨涵

  采用盐雾干湿循环加速腐蚀试验模拟海洋大气腐蚀环境，对不同腐蚀周期的Q690D钢不等厚对接接头试件开展高周疲劳试验，系统研究了腐蚀损伤对其疲劳性能的影响，并标定了基于连续损伤力学的疲劳损伤演化方程参数。结果表明：随着腐蚀周期的增加，试件的失重率上升、腐蚀速率下降、表面最大蚀坑深度增加；表面腐蚀损伤会形成应力集中源，诱发微裂纹萌生，显著降低试件的疲劳性能；腐蚀试件疲劳断口呈多源特征，初始损伤程度越大，疲劳损伤增长速率越快。

• 添加工艺对高含量SBS改性沥青流变及路用性能的影响

  柴冲冲，黄卫东，王强，蔡明，曹亚东

  选取充油预混/造粒预混（双螺杆挤出造粒）/同时添加/后续添加等4种工艺制备高含量SBS改性沥青（HCBMA），并采用多角度的评价方法对其展开研究。结果表明：添加工艺会显著影响HCBMA的性能及路用性能；高含量SBS和基质沥青对橡胶油的吸收存在竞争关系，采用充油预混工艺制备HCBMA的高温性能最优，同时添加工艺制备HCBMA的疲劳性能最优，造粒预混工艺制备HCBMA的疲劳性能最弱；后续添加工艺制备HCBMA的高温性能最低，但低温性能指标最优；与充油预混/共同添加/后续添加工艺制备HCBMA相比，造粒预混工艺制备HCBMA的相对分子质量、分散性指数和老化指数最小，意味着SBS在制备过程中的降解程度较深；充油预混工艺制备HCBMA混合料的高温车辙和低温开裂能力最优，同时添加工艺制备HCBMA混合料则反之。结合沥青及混合料性能考虑，推荐采用充油预混工艺。采用常规性能来评价HCBMA的性能存在不足之处，应结合流变性能与沥青混合料的性能来加以评价分析。

• 连续纤维增强砂浆的抗弯拉性能及3D打印验证

  王开强，零朝维，李迪，胡春友，张思达

  对比了不同纤维种类、纤维浸渍处理及纤维配筋率对浇筑成型砂浆抗弯拉强度的影响，优选出性能较佳且适配3D打印的纤维，并进行打印验证。结果表明：超高分子量聚乙烯纤维对砂浆抗弯拉强度的提升效果最好；矿物纤维因耐磨性差对砂浆抗弯拉强度提升作用有限，且削弱了砂浆抗折强度，但经浸渍处理后，对砂浆抗弯拉强度有明显提升；碳纤维浸渍后对砂浆抗弯拉强度的提升效果比超高分子量聚乙烯纤维好；随着超高分子量聚乙烯纤维配筋率的增加，砂浆的抗折强度和挠度大幅提升；配筋率为0.3%的3D打印抗折试件破坏形式属于适筋破坏，且具有多缝开裂和高延性的特性，配筋率的适当提高有助于限制裂缝扩展。

• 聚脲颗粒混凝土静动态力学性能

  祝芯苗，陈玉，邓妍池，杨贤淋，郭辉

  以橡胶颗粒混凝土（RC）和普通混凝土（NC）为对照组，对聚脲颗粒混凝土（PC）进行准静态抗压试验、静态抗折试验以及动态抗冲击试验，探究了聚脲颗粒掺量、粒径对混凝土静动态力学性能的影响。结果表明：PC抗压强度明显高于RC；聚脲颗粒的掺入能明显提高混凝土的韧性；当聚脲颗粒掺量为10%时，PC峰值应变集中在4‰~6‰之间，这时PC具有更佳的韧性和延展性；聚脲颗粒粒径为1.00~3.00 mm时，PC展现出较为优异的耗能特性。

• 硫酸盐半浸泡混凝土分区孔结构演化机理

  乔春蕾，周胜，翁维素，刘仲洋

  通过分区处理，从孔隙率、孔径分布、离子含量分布和微观产物等多方面展开研究，揭示硫酸盐半浸泡混凝土浸泡区、结晶区和干燥区的孔结构演化机理。结果表明：浸泡区受钙矾石等化学侵蚀产物的影响，膨胀力较大，孔隙连通性增强，破坏最严重；结晶区主要受Na₂SO₄物理结晶膨胀和水分蒸发的影响，中微孔较多，连通性较弱；干燥区微孔最多，连通性最弱。

• 可降解排水板芯板的研制与性能测试

  张振，霍君豪，叶观宝，洪旸，朱云卿

  本文基于塑料排水板（PVD）的工程特性要求，通过聚乳酸（PLA）和聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯（PBAT）的复合，研究可替代PVD芯板的可降解排水板（DPVD）芯板基材及其相关性能。结果表明：PBAT含量30%的PLA/PBAT复合材料是制作DPVD芯板的最佳基材，基于该基材研制的DPVD拉伸强度为2.82 kN/dm，压曲强度为3.35 MPa，在350 kPa围压下的纵向通水量达到84.0 cm³/s。

• WER-SBR复合改性乳化沥青的固化特性及机理研究

  刘圣洁，傅永腾，彭爱红，叶斐彦，曹旭

  采用水性环氧树脂、橡胶乳液和水泥对乳化沥青进行复合改性，通过正交试验分析了改性剂对乳化沥青干燥时间和拉拔强度影响的显著性，通过荧光显微镜、红外光谱仪以及X射线能谱仪分析了相容机理。结果表明：水性环氧树脂对乳化沥青干燥时间和拉拔强度的影响显著；当掺量达到9%时，水性环氧树脂开始形成网状结构；水性环氧树脂、SBR与水泥水化产物通过物理交融形成网状骨架存在于沥青相中；乳化沥青和水性环氧树脂均对水泥的水化进程有所延缓。