建筑材料学报杂志

建筑材料学报杂志2025年第5期

• 碳/钢纤维对碱激发导电砂浆导电性能的影响

  吕文芳，查文华，李杰莲，许涛，尹乾

  采用碱激发煤矸石-矿渣与碳纤维（CF）和钢纤维（SF）制备碱激发导电砂浆，分析纤维种类及纤维掺量对碱激发导电砂浆力学性能和电阻率的影响，并研究碱激发导电砂浆在不同含水量和环境温度下的导电性能.结果表明：单掺0.45%CF或单掺2.00%SF时，碱激发导电砂浆28 d抗折强度分别提高67.66%和80.78%，且抗压强度也有所提升；单掺0.30%CF或单掺1.50%SF时，碱激发导电砂浆内部即可形成空间导电网络并达到渗流阈值，可使电阻率显著减小，同时能够显著降低含水量和环境温度对砂浆导电性能的影响.

• 基于腐蚀热力学的钢筋脱钝临界氯离子含量理论模型

  李辰治，宋晓滨，姜超

  根据点蚀成核机理和钢筋极化原理分别建立了钢筋点蚀电位（E_pit）和自腐蚀电位（E_corr）的理论模型.基于腐蚀热力学，将钢筋表面临界氯离子含量（C_crit）定义为E_pit和E_corr相等时的氯离子含量（c（Cl^-）/c（OH^-）），据此提出了临界氯离子含量理论模型.结果表明：E_pit与氯离子含量的对数负线性相关；氯离子含量增加导致阳极极化曲线负移，从而导致E_corr降低；临界氯离子含量随着E_corr、E_pit、温度和混凝土孔溶液pH值的变化呈指数型变化，因而离散性较大；对于温度为298 K、pH值为13.5的工况，临界氯离子含量理论值为1.41.

• 渣土改良新型复合降水剂的制备及性能

  王杰，郭腾，姜瑜，杨爱武

  为解决吸水树脂在高含水率渣土改良中存在的材料成本高、适用性差和不环保等问题，采用稻壳灰、凹凸棒土和纳米TiO₂对吸水树脂进行改性，得到一种新型复合降水剂，并研究了其性能.结果表明：凹凸棒土的引入扩大了复合降水剂的适用性，使其表现出较好的耐盐性、耐酸碱性，满足复杂环境下的渣土降水需求；稻壳灰和纳米TiO₂的引入提高了复合降水剂的降解率，使其重金属含量满足建设用地标准要求；复合降水剂在渣土中的吸液倍率为100 g/g，可显著降低渣土的流动度，使其在10~15 min即可达到外运要求.

• 气凝胶和珍珠岩对发泡水泥性能的影响

  屈万英，刘凯璐

  以纳米SiO₂气凝胶（NSA）和膨胀珍珠岩（EP）分别替代发泡水泥中的部分水泥，制备了纳米SiO₂气凝胶发泡水泥（NSAFC）和膨胀珍珠岩发泡水泥（EPFC），对比了NSAFC和EPFC的干密度、吸水率、力学性能、导热系数、耐火隔热性和微观结构.结果表明：NSAFC和EPFC的吸水率变化趋势不同；与NSAFC相比，6%EP掺量EPFC的28 d力学性能最佳；NSAFC在保温性、轻质性和耐火隔热性方面均优于EPFC；NSAFC的孔隙结构更为均匀.

• CPG矿渣水泥混凝土的水化机理及耐久性

  廖宜顺，贾西强，万世辉，蔡鐘辉，刘佳

  通过水化热、电阻率、孔溶液pH值、抗压强度、抗折强度、软化系数和电通量测试，并结合X射线衍射和扫描电镜分析，研究了磷建筑石膏（CPG）矿渣水泥混凝土的水化过程、耐水性能和抗氯离子渗透性能.结果表明：随着CPG掺量的增大，水泥净浆的3 d水化热和电阻率逐渐增大，主要水化产物均为二水石膏和钙矾石（AFt）；当CPG掺量从40%增加到70%时，CPG矿渣水泥混凝土试件的28 d抗压强度与抗折强度分别降低28.3%、30.0%，孔溶液的pH值基本保持不变，AFt含量从27.6%减小到8.0%；CPG矿渣水泥混凝土试件的软化系数均大于1，电通量均小于500 C，具有优异的耐水性能和抗氯离子渗透性能.

• 钢渣-粒化高炉矿渣基胶凝材料协同固碳性能与微观结构

  田威，万嘉豪，程续，张景生，郭健

  为实现工业固废的低碳资源化利用，采用钢渣粉、粒化高炉矿渣粉和水泥制备胶凝材料，通过CO₂矿化养护试验，探究了预处理时间和钢渣-矿渣掺比对胶凝材料力学性能协同增强效应及微观结构的影响.结果表明：适当的预处理工艺能够提高试件的抗压强度及CO₂矿化养护效果；60 ℃预处理12 h后，50%钢渣粉+10%矿渣粉试件抗压强度达最大值，而40%钢渣粉+20%矿渣粉试件固碳率最高.CO₂矿化养护过程生成以方解石为主、含少量文石的CaCO₃晶体，其填充孔隙形成致密结构是胶凝材料力学性能提升的关键机制.

• 泡沫混凝土三维疏水微结构的构筑及性能

  李晶坤，罗斌，卢烁，姜东兵

  通过聚二甲基硅氧烷（PDMS）赋予泡沫混凝土三维疏水功能，并引入粉煤灰、矿渣粉等辅助性胶凝材料以降低疏水泡沫混凝土的成本.结果表明：当PDMS、矿渣粉、粉煤灰掺量分别为水泥质量的1.5%、10%、35%时，泡沫混凝土的表面接触角达到132.8°，吸水率降低66.1%，28 d抗压强度达到1.38 MPa.其原因在于PDMS赋予泡沫混凝土整体疏水性；矿渣粉可提高浆体的触变性，进而提高泡沫的稳定性，改善力学性能.此外，粉煤灰及矿渣粉的引入，使得疏水泡沫混凝土的材料成本较市售泡沫混凝土降低18.2%.

• 固废基人工骨料混凝土的力学性能

  韩丹丹，陈永辉，孔纲强，陈庚，陈龙

  基于水热固化技术，以淤泥、电石渣、硼泥等固废为原料来制备固废基人工骨料，以替代部分天然骨料运用于混凝土制备；分析人工骨料的水热固化微观机理及基本指标，探讨人工骨料对混凝土抗压强度和体积稳定性的影响机制.结果表明：人工骨料部分替代天然骨料并运用于混凝土具有可行性；当人工骨料替代率为25%、饱和度为100%时，水灰比（m_W/m_C）为0.55、0.40人工骨料混凝土28 d时的抗压强度分别达到32.0、38.3 MPa；人工骨料有利于改善混凝土的体积稳定性，促进水化进程，当人工骨料替代率为100%时，m_W/m_C为0.40混凝土的28 d自收缩率降低了约74%.

• FRP约束磷石膏基地聚物的力学性能

  王永瑞，陈兵

  以磷石膏和矿渣为主要内填料，制备了纤维增强复合材料（FRP）约束磷石膏基地聚物.通过21组试件的抗压强度试验，探讨了FRP层数、碱激发剂掺量、磷石膏掺量、粉煤灰掺量及粉煤灰钙含量对试件抗压强度和应力-应变关系的影响. 结果表明：1、2层FRP约束试件的抗压强度分别约为未约束试件的6、9倍；掺入少量低钙粉煤灰可以大幅提高未约束试件的强度，掺入少量高钙粉煤灰可以提高约束试件的强度；外加约束抑制了地聚物的泛碱问题，避免了强度损失.

• 钢渣-矿粉基地聚合物的流变性能及其参数预测

  俞莉，张树祥，朱涛，杨秋宁，张东生

  为探究钢渣在不同细度下对钢渣-矿粉基地聚合物（SSG）流变性能的影响，通过流动度、流变仪、水膜层厚度（δ_WFT）试验研究含不同细度钢渣SSG流变性的变化规律，并基于流动度和δ_WFT与流变参数的相关性，利用BP神经网络建立流变参数预测模型.结果表明：随着钢渣细度的提高，新拌SSG砂浆的流动性得到改善，并缩短了凝结时间，降低了δ_WFT；钢渣细度的变化并未改变SSG流体类型，流变特征符合Bingham模型，表观黏度随着剪切速率的增大逐渐降低，屈服应力、塑性黏度、触变性随着钢渣细度的增加持续降低，流变参数随着静置时间的增加不断增大且增长率也呈逐渐增大趋势；流动度与屈服应力成正相关，δ_WFT与屈服应力、流动度存在着较好的线性关系.建立的基于BP神经网络的SSG流变参数预测模型，其预测结果和实测结果吻合度良好.

• 高温下高强钢丝的热力学性质

  刘志，李国强，郑华凯

  为研究高强钢丝在火灾高温下的热力学性质，采用排酒精法、热流差示扫描量热法和激光闪射法，针对名义屈服强度为1 670、1 860、1 960、2 160 MPa的高强钢丝，研究了其20~1 200 ℃下的质量密度、比热容和导热系数，并提出了比热容和导热系数的经验模型.结果表明：高强钢丝的质量密度均值为7 534 kg/m³；其比热容随温度的变化规律与低碳钢和规范中的类似，但波峰出现在更高的温度；高强钢丝的导热系数显著低于大部分低碳钢，但差异随温度升高而减小.

• 基于定量XRD的碱激发胶凝材料分子动力学模拟

  王晴，李赫维，丁兆洋，张强，赵明宇

  提出了一种碱激发胶凝材料分子模型搭建方法，采用Rietveld精修和内标法定量X射线衍射技术（QXRD）分析了碱激发胶凝材料的晶相成分，并与X射线荧光分析（XRF）结果对照分析了非晶相化学成分，采用X射线衍射（XRD）分峰法得到碱激发胶凝材料非晶相的近程有序结构，利用Materials Studio软件搭建了水化硅铝酸钠（N-A-S-H）和水化硅铝酸钙（C-A-S-H）的结构，并通过分子动力学模拟径向分布函数和体积模量进行了验证.结果表明：N-A-S-H凝胶的近程有序结构与方钠石接近；C-A-S-H凝胶的近程有序结构与水化钙铝黄长石接近.通过径向分布函数与体积模量验证了搭建模型的准确性.本文的模型搭建方法基于真实样品的XRD测试结果，与单一采用软件模拟的方法相比具有更好的真实性和创新性.