建筑材料学报杂志

建筑材料学报杂志2025年第9期

• 玄武岩纤维混凝土和聚乙烯纤维混凝土静动态力学性能

  颜学渊，罗福斌，金贤洪，张鸿晖，陈雯晖

  研究了不同纤维掺量下玄武岩纤维混凝土（BFRC）和聚乙烯纤维混凝土（PEFRC）的静动态力学性能。结果表明：试验参数范围内，PEFRC的静态力学性能优于BFRC；当玄武岩纤维（BF）和聚乙烯纤维（PEF）掺量分别为0.10%和0.20%时，相应纤维混凝土（FRC）的静态力学性能得到显著提升；当BF和PEF掺量均为0.20%时，相应FRC 的动态抗压强度提升效果最佳；当PEF掺量为0.15%时，PEFRC表现出最佳动态压缩韧性。基于ZWT（Zhu-Wang-Tang）本构模型构建的动态黏弹性损伤本构模型能较好预测FRC在冲击荷载下的动态力学性能。

• 砖混再生材料制备净水型透水混凝土

  赵铭洋，陈潇，杨寅，张凯，周明凯

  为了实现砖混建筑垃圾的资源化利用，以砖混再生微粉和废砖再生骨料制备了净水型透水混凝土，研究了砖混再生微粉和壳聚糖掺量对浆体力学和吸附性能的影响，以及体积结构参数对净水型透水混凝土力学和透水性能的影响，并探讨了其对Pb²⁺的吸附能力。结果表明：砖混再生微粉或壳聚糖的掺入均可改善浆体的力学和吸附性能，但掺量过高时会削弱力学性能；随浆集比增加，净水型透水混凝土的力学性能提升，透水性能降低；随设计孔隙率增加，其力学性能降低，透水性能提升；净水型透水混凝土Pb²⁺去除率相比于普通透水混凝土最高可提升43.11%，废砖再生骨料对净水功能的改善作用优于壳聚糖改性水泥-砖混再生微粉浆体。

• 协同3D打印砂浆的层间增强方法及界面性能

  杨钱荣，邢昌祥

  提出了一种用于3D打印砂浆层间增强的协同打印工艺，即伴随3D打印砂浆的挤出，层间增强材料能够沿上一打印层表面锯齿凹槽自动流平，可同时润湿界面并填充界面孔隙缺陷；比较了增强材料、界面类型（普通界面、增强界面、锯齿界面、增强-锯齿界面）以及打印时间间隔对3D打印砂浆层间黏结性能和孔隙率的影响。结果表明，引入自密实灌浆料和增加锯齿界面的复合增强效果最显著，相对基准试样层间黏结强度提高了72%，平均孔隙率降低了61%，并且在长打印时间间隔下依然具有较高的黏结强度。

• 玄武岩-碳混杂FRP筋在海洋环境中的时变性能

  郭向柯，金祖权，熊传胜，孙亚楠，王宏

  采用拉伸试验、吸湿性试验及微观测试手段，研究了玄武岩-碳混杂FRP（HFRP）筋在模拟海水海砂混凝土环境中的时变性能及其机制。结果表明：相比传统玄武岩纤维增强聚合物（BFRP）筋，碳纤维（CF）因其优异的力学和耐腐蚀性降低了HFRP筋的吸湿性，提高了耐腐蚀性；温度对HFRP筋的拉伸性能具有显著影响， CF体积分数（φ（CF））的增加缓解了高温及碱性环境诱导的劣化，当φ（CF）为25%时，HFRP筋在55 ℃孔溶液中腐蚀90 d的抗拉强度保留率高于43%；HFRP筋失效模式不仅受φ（CF）的影响，且2种纤维混杂界面也是筋材中的薄弱环节。

• 盐冻环境下玄武岩纤维单向布的力学性能

  周琪，梅葵花，王凤轩，徐升宇，孙胜江

  基于快速冻融试验和拉伸试验，研究了冻融环境下4种冻融介质（盐溶液）对玄武岩纤维（BF）单向布力学性能的影响，提出了盐冻环境下BF单向布的抗拉强度损伤模型。结果表明：冻融循环作用会导致浸润剂薄膜的脱落以及玄武岩纤维的劣化，冻融介质为最不利氯盐-硫酸盐复合溶液（SC，NaCl和Na₂SO₄质量分数分别为3.5%、3.0%）时玄武岩纤维丝的侵蚀效应最为显著；试件的拉伸破坏模式可分为中部集中式破坏、中部分散式破坏、端部集中式破坏和端部分散式破坏4类；试件的抗拉强度和极限延伸率在冻融介质为SC时下降幅度最高，冻融循环作用对试件弹性模量的影响不显著；提出的盐冻环境下的抗拉强度损伤模型与试验结果吻合良好。

• 无氟无氯无碱液体速凝剂的制备及机理研究

  刘艳，孙振平，杨海静，李欢欢，李志林

  考察了MgSO₄和三乙醇胺（TEA）两种早强组分对含有二乙醇胺（DEA）的Al₂（SO₄）₃溶液储存稳定性的影响，以及含不同早强组分的DEA-Al₂（SO₄）₃溶液（以下简称Al₂（SO₄）₃溶液）对水泥浆体凝结时间和水泥砂浆强度的作用。通过将Al₂（SO₄）₃溶液与MgSO₄、TEA复配，制备了无氟无氯无碱液体速凝剂（LA），并测试其综合性能。同时采用水化热、氢质子低场核磁共振分析、X射线衍射、热重分析，以及扫描电镜等测试手段，揭示了LA的作用机理。结果表明：低LA用量下，MgSO₄和TEA均能增强Al₂（SO₄）₃溶液的早强效果；掺加LA能显著缩短水泥浆体凝结时间，提高水泥砂浆早期抗压强度；LA通过促进硬化浆体中早期钙矾石晶体的形成，加速液相中骨架形成，实现浆体快速凝结硬化与早期强度发展。

• 碱式硫酸镁水泥基材料的研究进展与应用

  曾翔超

  总结了近10年来碱式硫酸镁水泥（BMSC）基材料制备技术、水化硬化特性和机理、材料性能等方面的主要进展；介绍了BMSC基材料在防护涂层、结构加固、军工设施、废物固化等方向的应用前景，并对其研究和应用所面临的问题进行讨论，认为BMSC基材料可作为功能材料应用于工程领域，但仍有抗腐蚀机理和高耐久性措施等科学问题需要解决。

• 纳米材料改性再生骨料自密实混凝土的多重界面性能

  罗素蓉，林世杰，安世宇，林公正

  将纳米CaCO₃和纳米SiO₂掺入再生骨料自密实混凝土（RASCC）中，通过纳米压痕技术研究其多重界面性能，并探讨RASCC宏观力学性能与微观性能之间的关系。结果表明：纳米CaCO₃和纳米SiO₂可有效改善RASCC老骨料-新砂浆界面过渡区（ITZ₂）及老砂浆-新砂浆界面过渡区（ITZ₃）的微观结构与界面弹性模量，提升其抗压强度与弹性模量，其中纳米SiO₂的改性效果更显著；当纳米CaCO₃和纳米SiO₂掺量为1.0%时，RASCC的宏观力学性能均达到最大值，进一步增加掺量则因颗粒团聚而出现性能下降；纳米SiO₂改性RASCC的宏观力学性与界面弹性模量具有显著相关性，随ITZ₃界面弹性模量的增加呈现先增大后减小的趋势。

• 污泥焚烧灰对水泥基材料性能的影响机制

  宋逸伦，谷帅族，孙子璇，余倩倩，吴凯

  为实现焚烧灰（SIA）资源化高效利用，从SIA对水泥基材料颗粒堆积状态、流动性及力学性能的影响入手，结合水化热、物相组成和孔结构等系统分析了SIA对水化进程及微观结构的影响。结果表明：SIA的不规则形貌和高吸水特性导致水泥净浆流动性降低，且降幅随SIA掺量增大而增加；SIA粒径分布较宽，可有效提高水泥基材料的堆积密度；适量（质量分数5%）SIA通过填充、成核、火山灰反应促进水化产物生成和孔隙结构细化，改善水泥基材料力学性能；高掺量（质量分数30%）SIA因其多孔特性和稀释效应导致水化产物减少、孔隙率增大及力学性能降低。

• CO2拌和钢渣-粉煤灰混凝土性能调控及微观机理

  程续，田威，胥博涵，邬达明，蔡冀奇

  采用单纯形质心设计方法研究了CO₂拌和对钢渣-粉煤灰混凝土性能的影响规律。结果表明：CO₂拌和降低了混凝土的坍落度，但通过优化钢渣和粉煤灰掺量可以改善其流动性；在早期水化阶段，CO₂拌和加剧了粉煤灰对混凝土抗压强度的不利影响；在后期水化阶段，增加粉煤灰掺量导致混凝土的强度持续下降，而增加钢渣掺量则可以提高其强度；高钢渣掺量体系生成高密度方解石，改善了结构的致密性；高粉煤灰掺量体系生成了低密度文石。

• 凝灰岩机制骨料混凝土硫酸盐早期腐蚀研究

  周祺鸣，张云升，刘诚，张宇，朱翔琛

  采用核磁共振（NMR）技术对硫酸盐环境下机制骨料混凝土的早期劣化行为进行研究，并探究了水胶比、硫酸盐环境对凝灰岩机制骨料混凝土早期腐蚀的影响规律。结果表明：硫酸盐化学腐蚀和水化产物溶解是凝灰岩机制骨料混凝土早期性能劣化的主要原因，早期腐蚀产物以钙矾石和石膏为主；凝灰岩机制骨料混凝土初始孔隙率的降低可以抑制SO42-的侵入和传输；在腐蚀270 d时，硫酸盐溶液环境下混凝土多害孔和有害孔孔隙体积占比要比硫酸盐渍土环境下分别提高2.42%、5.17%。

• 物理调和与氢化还原对老化沥青的性能修复与机理

  陈辉强，张云锦，司特，吕建江

  通过添加三乙氧基硅烷和异氰酸酯降低老化沥青中含氧官能团的极性，添加生物油再生剂补充沥青老化过程中流失的轻质组分，从物理调和与氢化还原的角度实现对老化沥青性能的修复，进而系统评价其修复效果，分析修复机理。结果表明：适量生物油对老化沥青具有显著的物理调和作用，可有效降低老化沥青的动力黏度，但对老化沥青抗疲劳性能、抗老化性能及其与集料黏附性的提升有限；氢化还原可以全方位地提升老化沥青的抗疲劳性能、低温抗裂性及其与集料的黏附性能；物理调和与氢化还原对于老化沥青性能的修复机制截然不同，但二者协同作用对老化沥青的性能修复效果更佳。

• 冷拌冷铺沥青混合料的制备与应用

  陆勇，李启石，吴超凡，罗丽，张恒龙

  设计了骨架嵌锁连续型密级配（CAC-20C），通过配合比设计，确定了冷拌冷铺沥青混合料（CMLAM）的最佳含水率与乳化沥青用量，并采用双层多步拌和设备进行生产拌和，制备了均匀性良好的厂拌CMLAM。结果表明：CMLAM的最佳含水率和乳化沥青用量分别为4.2%、6.6%；室拌和厂拌CMLAM的高温性能、水稳定性均满足规范要求；现场检测路面的压实度均达到要求，空隙率略高于设计值；养护后CMLAM内部的分散结构被沥青膜与水泥水化产物连成一个密实的整体，从而使其具有良好的力学强度和水稳定性。

• 基于OFDR的混凝土收缩与裂缝监测方法

  段文聪，李英明，陶强胜

  基于光频域反射（OFDR）技术，利用分布式光纤应变分析仪提出了一种精确测量混凝土收缩与裂缝发展的方法；通过室内试验研究在粉煤灰（FA）取代30%水泥的基础上，单掺体积分数为0.2%的聚丙烯纤维（PPF）或1%钢纤维（SF）及其复掺对自密实混凝土（SCC）收缩行为和裂缝形态的影响。结果表明：该方法可以通过收缩与裂缝形成和扩展产生的应变场准确识别、定位、跟踪并量化裂缝演变过程；在FA取代30%水泥的基础上，单掺1% SF可以使SCC干缩应变从725 μm/m降低到314 μm/m，1% SF和0.2% PPF复掺可以使SCC收缩裂缝宽度从2.10 mm减小至0.07 mm。