建筑材料学报杂志

建筑材料学报杂志2025年第7期

• 机制砂绿色制备工艺仿真模拟及其参数优化

  张云升，王习，张文华，张宇，杨重卿

  基于离散元对机制砂粗碎、中细碎、筛分及运输阶段工艺的关键参数进行了仿真模拟，优化了机制砂绿色制备的关键参数，明确了其对机制砂品质的影响规律，并在大型机制骨料生产企业进行了应用。结果表明：机制砂的粗碎和中细碎阶段可通过调节破碎设备排料口尺寸提高岩石破碎效率、降低破碎能耗、优化破碎后岩石粒径分布以及减小岩石对设备的磨损；筛分阶段振动筛筛网倾斜角度宜为10°~15°，运输阶段运输带布置角度宜为16°。

• 机制砂粒形对砂浆抗Cl-与CO2耦合侵蚀性能的影响

  王晓敏，罗素蓉，丁金龙，汤国华

  采用数字图像处理（DIP）技术测定并分析标准砂、河砂及3种机制砂的粒形指数，研究Cl^-与CO₂耦合作用下机制砂粒形对砂浆抗侵蚀性能的影响。结果表明：3种机制砂的粒形指数均低于河砂，且受片状颗粒含量影响显著；Cl^-与CO₂耦合侵蚀下，砂浆内对流区终点的pH值为12.0~12.5；随着细骨料粒形指数的降低，砂浆中的自由Cl^-含量和表观Cl^-扩散系数先下降后上升，与孔径50 nm以上风险孔比例呈正相关，且受单个循环周期内CO₂侵蚀时长的影响；细骨料粒形指数的降低增强了骨料的曲折效应，提高了细骨料对外界侵蚀的阻滞效果。建议将机制砂的合理粒形指数取为0.8左右。

• 骨料多尺度粒形表征及其对混凝土性能影响

  任强，张吉，韩玉，蒋正武

  从骨料形状、棱角性和表面纹理3个尺度出发，系统梳理了骨料粒形的表征方法及其优缺点，深入探讨了不同尺度粒形特征对混凝土工作性、力学性能和耐久性的影响机制。结果表明，骨料粒形通过影响颗粒堆积密实度、界面过渡区特性及传输路径显著改变了混凝土性能。

• 基于弹性模量的高强混凝土抗压强度预测模型

  李良顺，李化建，石贺男，董昊良，纪文骁

  根据混凝土峰值压应力下砂浆和粗骨料的承载状态，提出粗骨料和砂浆的受力假定，基于弹性模量建立了先串联后并联的高强混凝土抗压强度预测模型，并采用C60高强混凝土进行了验证。结果表明，花岗岩、白云岩粗骨料混凝土抗压强度的预测值与实测值误差在10%以内，该模型可为预应力混凝土构件早期张拉龄期的确定及后期结构变形控制提供参考。

• 机制砂标准化技术进展及相关问题思考

  宋少民，胡幼奕

  围绕以砂石骨料国家标准为核心的相关标准化技术进步进行了系统阐述与分析，重点说明了标准在机制砂定义、建设用砂级配、吸附性、颗粒形状和粗骨料颗粒形状等方面作出的创新和改变，强化了机制砂级配和吸附性对于品质的重要性和正确认知。同时，从服务于现代混凝土的角度，讨论了骨料最优级配的原则、细骨料粗细表征指标、亚甲蓝值试验方法及大胶凝材料理念等学术和技术问题，以期为砂石机制骨料的高品化调控与工程应用提供科学支撑。

• 超长跨距猫道泵送机制砂高性能混凝土的制备与工程应用

  何倍，郑鹏鹏，张乙彬，汤宇祺，蒋正武

  为解决高山峡谷地区大跨径桥梁泵送混凝土施工技术难题，通过配合比基本参数优化、骨料优化、矿物掺合料优化及外加剂组分优化等技术制备出满足工作性能、泵送性能和力学性能的C30机制砂高性能混凝土，并开展了其泵送施工应用研究。结果表明：采用500 m以上超长跨距猫道结构作为泵送施工平台，可满足高山峡谷桥梁混凝土远程泵送施工的技术要求；研制出的C30机制砂高性能混凝土坍落度为250 mm、扩展度为605 mm、初凝时间大于12 h，成功应用于贵州古牛河特大桥，产生了良好的社会和经济效益。

• 基于MA-BP分析机制砂形貌对砂浆流动性的影响

  孙乾，吴娟，肖民，唐延丰，韦江雄

  基于多算法（MA）交叉与BP神经网络模型，研究机制砂形貌对砂浆流动性的影响。结果表明：机制砂形貌特征参数对流动性的影响顺序为球形度>磨圆度>棱角度>比表面积>伸长度>纵横比>分形维数>扁平度；优选参数为球形度、磨圆度和棱角度；流动性与球形度、磨圆度呈正相关，与棱角度呈负相关；基于优选参数的BP神经网络模型能够准确预测砂浆流动性。这对于建立或完善机制砂砂浆性能的预测模型，实现机制砂的规模化应用具有指导性作用。

• 复合工业废料-混合砂混凝土耐久性试验研究

  闫启耀，吕恒林，韩启航，武智康

  为了实现混凝土的低碳发展，采用工业废料和混合砂复合制备混凝土，并通过收缩试验、抗冻试验等研究了其耐久性能。结果表明：工业废料的掺入有效改善了混凝土的收缩性能，但是混合砂会导致混凝土早期自收缩增大；混凝土的抗碳化性能由于可碳化物质的减少和内部碱度的降低而劣化；工业废料替代水泥增强了混凝土阻碍氯离子渗透和固化氯离子的能力，但混合砂作为细骨料显著降低了混凝土的抗氯离子渗透性能；工业废料和混合砂对混凝土的抗冻性能无明显影响，其抗冻性能和普通混凝土相当。

• 机制砂再生粗骨料混凝土单轴受压力学性能

  刘凯华，谢金威，陈灿晖

  以石粉（SP）掺量和再生粗骨料（RCA）取代率为变量，开展了机制砂再生粗骨料混凝土（MRC）单轴受压应力-应变和尺寸效应的试验研究。结果表明：随着RCA取代率的增加，MRC的流动性降低，峰值应力和弹性模量呈现先减小后增加的趋势；当SP掺量增加时，MRC的流动性、峰值应力和弹性模量均先升高后降低，其中SP掺量为10%时力学性能表现最佳，Sargin模型可以较好地表征MRC的单轴受压应力-应变关系；SP掺量对MRC尺寸效应有明显影响，Bažant尺寸效应律适用于描述MRC立方体抗压强度尺寸效应。

• 石灰岩机制砂石粉含量对混凝土抗盐冻性能的影响

  王稷良，樊华，张强，王欣鹏

  为消除石灰岩机制砂对混凝土抗盐冻性能影响的疑虑，对比研究了石灰岩机制砂中石粉含量为0%、3%、5%、7%、10%、15%、20%时混凝土的抗盐冻剥蚀性能。结果表明：机制砂中存在一定量的石粉可以提高机制砂混凝土的力学性能和抗盐冻性能，C30路面混凝土的最佳石粉含量为7%~10%，C50路面混凝土的最佳石粉含量为3%~5%；混凝土的饱水度随着机制砂中石粉含量的增加而降低，石粉未降低混凝土的抗氯盐化学侵蚀性能，进一步表明石灰岩机制砂中的石粉不会降低混凝土的抗盐冻性能。

• 基于机器学习算法的机制砂混凝土配合比设计

  付晨阳，孙晓燕，何廷全，吕俊秀，王海龙

  采用5种机器学习算法来预测机制砂混凝土的工作性能和力学性能，提出了利用梯度提升决策树（GBDT）和XGBoost算法进行配合比设计的策略。在满足性能要求的前提下，通过误差分析迭代优化给出了机制砂混凝土的推荐配合比。结果表明，采用机器学习推荐配合比制备的机制砂混凝土，试验结果与设计目标的误差在10%以内，验证了在特定性能要求下进行机制砂混凝土配合比设计的可行性。

• 掺陶瓷砖抛光微粉混凝土的力学和耐久性能

  胡众，唐国旺，袁荟凯

  研究了掺陶瓷砖抛光微粉（CPP）混凝土的力学和耐久性能。结果表明：CPP在混凝土中能发生火山灰反应，同时具有填充效应；CPP掺量为20%时，砂浆90 d的强度活性指数为114.01%，混凝土90 d的抗压强度达到空白组（不掺CPP混凝土）的97.80%；CPP能显著提高混凝土的抗氯离子渗透性，掺CPP后混凝土的渗透等级降低：90 d时，空白组的电通量超过4 000 C，为高渗透性，掺40%CPP混凝土的电通量低于2 000 C，降为低渗透性。

• 基于DIP的天然砂与机制砂粒形评价方法

  卞立波，丁林娜，边加鹏，李飞，白志强

  针对北京地区天然砂与机制砂，应用数字图像处理（DIP）技术评估这2种细骨料的粒形特征，并据此建立了综合评价指数。结果表明：天然砂在5项粒形参数上均优于机制砂，其中内切圆度差异最为显著；以质量比4∶6复配天然砂与机制砂所制备的砂浆，在工作性能和力学性能方面均表现出最佳效果，砂浆保水性佳，分层度仅为8 mm，28 d 抗压强度和抗折强度分别达到25.1、6.6 MPa；合理的复配比例有效利用了机制砂的“次骨架”效应，以及天然砂的粒形、填充优势，显著优化了砂浆的整体性能。

• 机制骨料用母岩坚固性快速评价方法

  袁政成，李化建，易忠来，黄法礼，王振

  采用温升控制研究了浸泡时长、浸泡温度及浸泡试剂类型等参数对机制骨料用典型母岩坚固性的影响，并提出了基于温升控制和浸泡试剂类型的机制骨料用母岩坚固性快速评价方法。结果表明：随着浸泡时长的增加、浸泡温度的升高以及MgSO₄溶液作为浸泡试剂，在浸泡溶液晶体体积增大或扩散深度增加的作用下，母岩质量损失率明显增大；与标准方法测试结果相比，当浸泡时长为13.5 h，浸泡温度为60~80 ℃或浸泡试剂为MgSO₄溶液时，母岩质量损失率增大了1.1~1.4倍。