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混凝土研究

海洋侵蝕環境下超高性能混凝土的力學與耐久性能研究

張志豪1，2，陳露一1，2，黃有強1，2，蓋珂瑜1

（1.橋梁結構健康與安全國家重點實驗室，湖北 武漢 430034；2.中鐵橋研科技有限公司，湖北 武漢 430034）

      摘   要：通過加速劣化試驗方法研究了超高性能混凝土（UHPC）在模擬海洋侵蝕環境下的力學和耐久性能。結果表明：海水養護下UHPC的力學性能受開始浸泡時間的影響較小，長期力學性能發展比較穩定；UHPC具有良好的適應性和耐久性能，凍融循環對UHPC性能的影響相對較大，但介質類型對其性能的影響較小；隨著硫酸鹽干濕循環次數的增加，UHPC的相對動彈性模量和抗壓強度耐蝕系數先增加后降低，質量損失增加；硫酸鹽干濕循環會導致UHPC表面露出的鋼纖維銹蝕，但內部結構無損傷，鋼纖維與基體結合緊密。

      關鍵詞：超高性能混凝土；海洋環境；力學性能；耐久性能；鋼纖維銹蝕

石墨改性EPS顆粒對超輕泡沫混凝土性能的影響

康升榮，程寶軍，麻鵬飛，史博元

（中建西部建設建材科學研究院有限公司，四川 成都 610064）

      摘   要：采用普通硅酸鹽水泥、氣凝膠粉、石墨改性EPS顆粒、發泡劑等制備了干密度約為120 kg/m3的石墨改性EPS顆粒超輕泡沫混凝土，研究了石墨改性EPS顆粒對其密度、力學性能、吸水率、導熱系數和孔結構的影響。結果表明：當石墨改性EPS顆粒摻量為30%時，超輕泡沫混凝土的各項性能最優，抗壓強度為0.25 MPa，吸水率為10.3%，導熱系數為0.032 6 W/(m·K)；隨著石墨改性EPS顆粒摻量的增加，損泡率明顯增大，孔徑分布和孔結構參數發生明顯改變。

      關鍵詞：EPS顆粒；泡沫混凝土；性能研究；微觀孔結構

超緩釋降黏型外加劑在泵送頂升自密實混凝土中的應用

李繼存1，趙少鵬2,3，陸加越2,3，楊曉奇2,3

（1.甘肅長達路業有限責任公司，甘肅 蘭州 730000；2.江蘇蘇博特新材料股份有限公司，江蘇 南京 211103；3.江蘇省建筑科學研究院有限公司 高性能土木工程材料國家重點實驗室，江蘇 南京 211103）

      摘   要：對比分析了三種不同聚羧酸減水劑對C55鋼管自密實混凝土工作性的影響，并將優選出的聚羧酸減水劑與三種保坍劑進行了復配，研究了該復合型外加劑對泵送頂升自密實混凝土施工性能的影響。結果表明：相比PCA-Ⅳ、PCA-Ⅷ，PCA-Ⅰ型聚羧酸減水劑在混凝土低含氣量下的工作性最佳；當PCA-Ⅰ與三種不同保坍劑母液復配，且PCA3A∶PCA3B∶PCA3C的質量比為3∶3∶4時，可以實現泵送頂升自密實混凝土4 h以上的平穩施工性能。

      關鍵詞：自密實；泵送頂升法；超緩釋；降黏；外加劑

膠砂比對UHPC高溫力學性能及微觀結構的影響

王   宏1,2，王丹丹3，朱   平1,2，何長龍1,2，王桂敏1,2，蓋梅香1,2，孫曉光1,2

（1.中建筑港集團有限公司，山東 青島 266032；2.青島海陸通工程質量檢測有限公司，山東 青島 266032；3.青建集團股份公司，山東 青島 266071）

      摘   要：利用鐵尾礦砂制備了超高性能混凝土（UHPC），研究了在高溫環境下不同膠砂比（1∶0.8、1∶0.9、1:1.0、1∶1.1）對UHPC試件力學性能的影響，測定了高溫下UHPC的孔結構，并用SEM表征了UHPC的微觀結構，探討了膠砂比對UHPC高溫性能影響的機理。結果表明，隨著溫度的不斷升高，不同膠砂比的UHPC力學性能出現了不同程度的下降，其中，膠砂比為1∶1.0的UHPC在各個目標溫度下均表現出相對較高的力學性能；微觀分析表明膠砂比為1∶1.0的UHPC基體比膠砂比為1∶0.8的UHPC基體更加密實，在高溫作用下裂縫寬度更小，且基體與鋼纖維的結合能力更強，有效降低了鋼纖維在高溫下的破壞程度。

      關鍵詞：膠砂比；超高性能混凝土；高溫；力學性能；微觀結構；裂縫

納米材料修復混凝土道面微裂縫的研究

王后裕1，方新宇1，劉海濤2，曹海琳2，任韋波1，呂曉聰3，江志華4，馬   騰4

（1.中國人民解放軍93204部隊，北京 100068；2.深圳航天科技創新研究院，廣東 深圳 518057；3.中部戰區空軍保障部，北京 100005；4.空軍后勤部工程質量監督站，北京 100009）

      摘   要：為了修復機場混凝土道面微裂縫，采用液相溶膠-凝膠法合成了一種硅聚集體納米修復材料，并研究了該納米修復材料對道面混凝土抗壓、抗折、防水、抗滲、抗氯離子滲透、抗凍、耐磨等性能的改善效果，探討了其修復機理。結果表明：經納米材料修復后，含微裂縫混凝土的抗壓強度提高了1.1倍，抗折強度提高了90%，抗滲性能提高了1.6倍，抗氯離子滲透性能提高了60%，抗凍性能提高了70%，耐磨性能提高了65%，防水性能有顯著改善，摩擦系數變化不大。

      關鍵詞：道面混凝土；微裂縫；納米修復材料；修復機理

混凝土彈塑性單軸受壓分形損傷本構關系研究

謝   明1，汪   鵬1，鄭山鎖2，劉佳豪1，王   梓1，周靜靜1

（1.西京學院 土木工程學院，陜西 西安 710123；2.西安建筑科技大學，陜西 西安 710055）

      摘   要：考慮混凝土單軸受壓破壞機理，在混凝土靜力損傷基礎上引入彈簧-摩擦塊模型，以模擬混凝土彈塑性階段的細觀結構變化。基于細觀模型中彈簧、摩擦塊對混凝土斷裂面的影響，分析了混凝土受壓損傷的破壞規律，建立了不同強度等級混凝土彈塑性單軸受壓損傷本構模型，采用混凝土分形曲面模擬方法對所建模型進行了驗證。結果表明：所建立的模型能夠較好描述混凝土的塑性變形，對混凝土彈塑性的離散范圍具有良好的預測能力。

      關鍵詞：混凝土；單軸受壓；細觀模型；分形損傷；本構關系

HCSA抗裂增強混凝土的應用研究

劉   立1，趙宇洋2，徐   寧1，季彩云1

（1.中國建筑材料科學研究總院有限公司 綠色建筑材料國家重點實驗室，北京 100024；2.長安大學長安都柏林國際交通學院，陜西 西安 710016）

      摘   要：研究了HCSA抗裂增強材料對混凝土強度、限制膨脹率、溫度應力的影響，并分析了蒸養與非蒸養條件下摻抗裂增強材料混凝土的強度發展變化情況。結果表明：抗裂增強材料可顯著提高混凝土的抗裂性，當水膠比為0.36、抗裂增強材料摻量為70 kg/m3時，混凝土強度發展良好，且限制膨脹率較高；抗裂增強材料可顯著降低混凝土的溫度敏感性，當抗裂增強材料摻量為50 kg/m3時，混凝土試件最大壓應力提高了119%，斷裂應力下降了13%，斷裂溫度降低了37%；采用抗裂增強材料代替粉煤灰，在免蒸養條件下，混凝土1 d強度比提高了192%，在蒸養條件下，1 d強度比提高了196%。

      關鍵詞：抗裂增強材料；抗壓強度；限制膨脹率；溫度應力；混凝土；養護制度

硫酸鹽漬土地區粉煤灰混凝土抗壓強度研究

郭佳慶1,2，馬艷霞1,2，聶思凡1,2，魯生斌1,2，白繼雄3

（1.青海大學 土木工程學院，青海 西寧 810016；2.青海省建筑節能材料與工程安全重點

實驗室，青海 西寧 810016；3.青海金座商品混凝土有限公司，青海 西寧 810000）

      摘   要：為了探究硫酸鹽漬土地區粉煤灰混凝土抗壓強度隨侵蝕時間的變化規律，在某典型硫酸鹽漬土地區埋置不同粉煤灰摻量（0、10%、15%、20%）的混凝土試件進行了硫酸鹽侵蝕后的抗壓強度試驗和微觀形貌分析，并基于BP神經網絡模型預測了試件的抗壓強度。試驗結果表明：不同粉煤灰摻量試件的抗壓強度均隨著侵蝕時間的增加先升高后降低；當粉煤灰摻量為10%時，試件的抗壓強度最高。SEM分析表明：540 d時大部分試件出現了微裂縫，840 d時試件均發生了劣化，但尚未破壞；當粉煤灰摻量為10%時，試件的劣化不明顯；預測結果表明，侵蝕時間是影響摻粉煤灰混凝土試件抗壓強度的最主要因素。

      關鍵詞：粉煤灰混凝土；硫酸鹽漬土；抗壓強度；正交試驗；BP神經網絡模型

透水混凝土的細觀孔隙結構分析

劉冠志1，侯澤彪1，廖   霖1，呂永斌2，李子東2，王永明2

（1.太原理工大學 礦業工程學院，山西 太原 030024；2.山西交控集團忻州北高速公路分公司；山西 忻州 034000）

      摘   要：為了探究不同骨料粒徑及不同膠凝材料用量對透水混凝土內部孔隙結構的影響，采用CT掃描技術對不同骨料粒徑以及不同膠凝材料用量的試件進行了試驗，并使用重構軟件對掃描結果進行了二維及三維分析。結果表明：主要影響透水混凝土孔隙結構的因素是骨料粒徑和膠凝材料用量；孔隙結構可以看作由孔室和孔喉兩部分組成，骨料粒徑對孔室的影響較大，孔室的大小隨著骨料粒徑的增大逐漸向大孔室發展；孔喉面積主要受膠凝材料用量的影響；孔喉面積對透水混凝土的透水率有一定的影響。

      關鍵詞：透水混凝土；CT掃描；骨料粒徑；膠凝材料用量；細觀分析；透水率

水泥混凝土制品

雙區域斷絲PCCP極限內水壓力及破壞模式研究

張   寬1，馮   新1，李海珍1，劉賢良2

（1.大連理工大學 建設工程學部，遼寧 大連 116024；2.大連港油品碼頭公司，遼寧 大連 116601）

      摘   要：為研究腐蝕斷裂對預應力鋼筒混凝土管（PCCP）失效的影響，建立了PCCP雙區域斷絲三維非線性管-土相互作用有限元模型，得到了不同間距軸向雙區域斷絲情況下管道的損傷演化、失效模式和極限承載能力。結果表明，斷絲區域間距越大，相互影響越小，當間距大于150 cm后，兩個區域之間基本沒有相互作用，其極限內水壓力與單區域斷絲的結果差別顯著。研究結果可為PCCP實際工程中的雙區域斷絲損傷評價及承載能力分析提供參考。

      關鍵詞：雙區域斷絲；極限內水壓力；預應力鋼筒混凝土管；失效模式；非線性有限元

鋼筋混凝土構件疲勞設計研究

許家婧，葉浩天，殷浩天，曹   慧，張邵峰

（南通大學 交通與土木工程學院，江蘇 南通 226016）

      摘   要：對比分析了國內外混凝土結構設計規范中關于疲勞設計的規定后發現：美國混凝土協會ACI 215R—74《疲勞荷載下混凝土結構設計規定》、日本土木工程學會JSCE 2007《混凝土結構設計規范》、我國GB 50010—2010《混凝土結構設計規范（2015年版）》均采用容許應力法進行鋼筋混凝土構件疲勞設計；美國公路運輸協會AASHTO LRFDUS—2017《高速公路橋梁設計規范》和歐洲CEB-FIP（2010）《混凝土結構規范》則采用疲勞極限狀態設計方法，考慮荷載和抗力系數，以結構使用壽命不超過失效壽命為原則進行鋼筋混凝土構件疲勞設計。在總結各國規范基礎上，提出了鋼筋混凝土構件的疲勞設計基本步驟，并進行了算例分析。

      關鍵詞：鋼筋混凝土構件疲勞極限狀態；疲勞強度；設計方法；規范

再生混凝土免燒磚制備工藝研究

孫洪浩1，劉紅梅1，2，郭   容1，張   健3，朱晨輝1

（1.南通大學 交通與土木工程學院，江蘇 南通 226019；2.江蘇省鋁灰渣固廢無害化處理及資源化利用工程研究中心，江蘇 南通 226019；3.江西綠萌科技控股有限公司無錫分公司，江蘇 無錫 214106）

      摘  要：利用廢棄混凝土再生細骨料及再生微粉，采用靜壓成型工藝制備了再生混凝土免燒磚，以抗壓強度和抗折強度為優化指標，分別對制磚成型工藝與養護工藝進行了研究。結果表明：再生混凝土免燒磚的強度隨著成型壓力和蒸汽養護時間的增加而增加；再生混凝土免燒磚的強度隨著壓制速度的增加而呈現下降趨勢；最佳成型壓力為15 MPa、壓制速度為0.6 mm/s、蒸汽養護溫度為80 ℃、養護時間為16 h。在此生產條件下，再生混凝土免燒磚的28 d抗壓強度為12.1 MPa。

      關鍵詞：廢棄混凝土；再生骨料；再生混凝土免燒磚；成型工藝；養護工藝

纖維水泥及制品

堿化稻草纖維對尾砂充填體力學性能的影響

張   競，李   駿

（福州理工學院 應用科學與工程學院，福建 福州 350000）

      摘   要：將經過濃度為4%的NaOH溶液堿化處理過的稻草纖維作為加筋材料用于尾砂充填體試件的制備，研究了灰砂比、堿化稻草纖維的長度和摻量對尾砂充填體試件抗壓強度的影響，并借助掃描電鏡（SEM）從微觀角度分析了堿化稻草纖維的作用機理。結果表明：隨著堿化稻草纖維摻量的增加，試件的抗壓強度下降；隨著堿化稻草纖維長度的增加，試件的抗壓強度先增大后減小；未堿化稻草纖維對試件抗壓強度的降低程度顯著大于堿化稻草纖維；隨著灰砂比的減小，試件的抗壓強度降低。

      關鍵詞：尾砂充填體；稻草纖維；堿化處理；抗壓強度；微觀分析

玄武巖纖維混凝土動態力學性能及數值模擬

王   嵩，劉潤清，趙   碩，孫斯慧

（沈陽理工大學 材料科學與工程學院，遼寧 沈陽 110159）

      摘   要：為了研究沖擊荷載作用下玄武巖纖維（BF）對混凝土性能的影響，采用分離式霍普金森壓桿（SHPB），在0.6 MPa沖擊氣壓作用下對不同BF體積摻量（0、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%、0.35%）玄武巖纖維混凝土（BFRC）進行了沖擊壓縮試驗，并基于試驗數據，選用修正后的HJC本構模型對動態沖擊過程進行了模擬。結果表明：BFRC相較于素混凝土具有更好的抗沖擊性能，且0.30%體積摻量的BF對混凝土的增韌效果最好；修正后的HJC模型可以較好地反映出BFRC的應力、應變狀態，體現BFRC破壞過程中裂紋的發展規律，模擬結果與試驗結果吻合較好。

      關鍵詞：玄武巖纖維；混凝土；動態力學性能；抗沖擊性能；數值模擬

房建材料及制品

GFRP增強海水海砂混凝土柱軸壓性能研究

李佳敏a，楊樹桐b，劉   暢b

（中國海洋大學 a.后勤保障處；b.工程學院，山東 青島 266100）

      摘   要：研究了GFRP縱筋與GFRP箍筋共同作用、GFRP管與GFRP筋共同作用對海水海砂混凝土（SSC）柱軸壓性能的影響。結果表明：隨著GFRP縱筋配筋率的增加，SSC柱的極限承載力相比對照組提高了4.3%~49.8%；采用GFRP管與GFRP筋共同增強后，SSC柱的承載力和延性進一步提高，試件破壞后整體形狀完整，破壞形式得到了改善。

      關鍵詞：GFRP筋；GFRP管；海水海砂混凝土柱；軸壓性能

裝配式鋼骨增強微孔混凝土復合樓板力學性能試驗研究

王洪鎮1，王海瑞1，蘇明明2，馬得俊2，馬   壽2，馬亮亮3

（1.西北民族大學 土木工程學院，甘肅 蘭州 730030；2.甘肅海能新材料科技有限公司，甘肅 定西 730512；3.甘肅省新型建材與建筑節能重點實驗室，甘肅 蘭州 730030）

      摘   要：為研究實際工程中裝配式鋼骨增強微孔混凝土復合樓板的承載能力，通過靜載試驗，得到了其荷載-撓度曲線和裂縫長期發展特征，并對該復合樓板進行了配筋計算、裂縫寬度和撓度驗算。此外，采用有限元軟件MARC對復合樓板進行了受力分析，并與試驗結果進行了對比，發現兩者吻合程度較高。研究結果可為相關復合樓板的設計提供參考。

      關鍵詞：裝配式復合樓板；復合結構；靜載試驗；有限元模擬；微孔混凝土

添加纖維材料的混凝土預制復合墻體應用分析

張亞東1，段宜棟2，梁美清3

（1.山東海龍建筑科技有限公司，山東 濟寧 272000；2.濟南四建（集團）有限責任公司，山東 濟南 250031；3.濟寧市任城區城市更新管理服務中心，山東 濟寧 272000）

    摘   要：采用MATLAB軟件中的識別圖像控制技術，對典型混凝土圖像數據進行處理，還原了混凝土中骨料的真實排布情況，同時，探究了基于裝配式預制部品部件的保溫一體化復合墻體的新型構造形式。結果表明：在混凝土中添加纖維材料可有效控制復合墻體的開裂問題；采用外葉板+保溫板+內葉墻的“夾心保溫三明治板”構造形式可有效解決裝配式建筑底部加強區所用墻體超寬、超高及外窗開洞存在的問題。

    關鍵詞：裝配式建筑；纖維材料；圖像處理；預制復合墻體；保溫一體化

節能降碳

核電工程用大摻量礦物摻合料高性能混凝土試驗研究

劉向坤，胡德華，張   偉，涂   濤

（中核混凝土股份有限公司，陜西 西安 710016）

    摘   要：在礦物摻合料總摻量35%~60%和水膠比0.42~0.29的情況下，采用粉煤灰、礦粉復摻，設計了系列大摻量礦物摻合料高性能混凝土（HPC）配合比，試驗研究了礦物摻合料摻量、水膠比對HPC坍落度、抗壓強度、抗碳化性能、抗氯離子滲透性能、早期收縮性能的影響。結果表明：礦物摻合料可顯著改善HPC的性能，且隨著水膠比的降低，礦物摻合料對HPC性能的改善效果更顯著；所制備的大摻量礦物摻合料HPC具有良好的技術可行性，滿足相關核電工程設計要求。

    關鍵詞：核電工程；礦物摻合料；高性能混凝土；工作性；力學性能；耐久性能

再生微粉泡沫混凝土的配合比設計

謝洪陽1，董建軍1，戴宜文1，鄧   勇1，鄧明偉2

（1.南昌航空大學 土木建筑學院，江西 南昌 330063；2.江西建設職業技術學院，江西 南昌 330200）

      摘   要：通過正交試驗研究了氣泡群摻量、再生微粉摻量、水料比和羥丙基甲基纖維素醚（HPMC）摻量對再生微粉泡沫混凝土性能的影響，并結合功效系數法確定了再生微粉泡沫混凝土的最優配合比。采用SEM和XRD探究了再生微粉泡沫混凝土的微觀結構。結果表明：再生微粉泡沫混凝土的抗壓強度隨著氣泡群摻量、再生微粉摻量的增加呈下降趨勢，隨著水料比的增加呈先上升后下降的趨勢，隨著HPMC摻量的增加呈上升趨勢；再生微粉泡沫混凝土的最優配合比為氣泡群摻量4%、再生微粉摻量30%、水料比0.6、HPMC摻量0.07%；再生微粉泡沫混凝土抗壓強度的提升主要歸因于孔隙細化和HPMC減少了連通孔的產生。

      關鍵詞：再生微粉；正交試驗；泡沫混凝土；功效系數法；配合比設計；抗壓強度；微觀分析

再生細骨料的級配優化及對混凝土性能的影響

艾洪祥1，劉   洋1，盧   霄1，李紹純2，鄭海康1，馬旭東1

（1.中建西部建設新疆有限公司，新疆 烏魯木齊 830000；2.青島理工大學 土木工程學院，山東 青島 266033）

      摘   要：研究了再生細骨料的摻量和顆粒級配對混凝土工作性、力學性能、抗凍性能和耐久性能的影響。結果表明：再生細骨料的最佳摻量為20%，此時，混凝土的工作性和力學性能較好；采用再生細骨料（Ⅱ區粗砂）等質量替代20%天然砂配制的混凝土工作性、力學性能較優，其28 d抗壓強度相比于采用天然砂的基準組提高了9%，且其抗凍性能、耐久性能與采用天然砂配制的混凝土相近。

      關鍵詞：再生細骨料；顆粒級配；細度模數；混凝土；工作性；抗壓強度；抗凍性能；耐久性能

廢玻璃粉活性激發及對砂漿性能的影響

岳   龍，季   濤，周鈺鑫，王   晟，蔣銘昊，符   濤，張士萍

（南京工程學院 建筑工程學院，江蘇 南京 211167）

      摘   要：采用堿激發劑和鹽激發劑激發廢玻璃粉的活性，研究了活性激發前后廢玻璃粉對砂漿ASR膨脹和強度的影響。結果表明：未活性激發時，當廢玻璃粉的取代率為10%時，砂漿的抗折強度和膨脹率均優于基準組；堿激發劑可有效侵蝕廢玻璃粉，產生活性SiO2，但堿過量會引起堿骨料反應的發生，降低砂漿的強度和耐久性；鹽激發劑既能促進廢玻璃粉中活性SiO2的釋放，又能生成鈣礬石，提高基體密實度，但摻量過高會造成鈣礬石過量，導致基體結構疏松，從而降低砂漿的強度和耐久性。

      關鍵詞：砂漿；廢玻璃粉；活性激發；強度；堿-硅酸反應

堿激發礦渣砂漿的介質傳輸性能研究

羅具乾1，萬小梅1，2，王   騰3，于   琦1，3，徐培蓁1，曾云輝1，劉   杰1

（1.青島理工大學 土木工程學院，山東 青島 266033；2.青島理工大學 藍色經濟區工程建設與安全山東省協同創新中心，山東 青島 266033；3.青島青建新型材料集團有限公司，山東 青島266108）

      摘   要：通過鹽池浸泡試驗研究了非飽和條件下堿激發礦渣砂漿的介質傳輸機理，分析了不同激發劑和粉煤灰摻量對堿激發礦渣砂漿中水分和氯離子傳輸性能的影響。結果表明：水玻璃激發礦渣砂漿的毛細吸水系數較小，強度較高；非飽和條件下，堿激發礦渣砂漿的氯離子傳輸性能顯著低于普通水泥砂漿；水玻璃激發礦渣砂漿的表觀氯離子擴散系數較NaOH激發礦渣砂漿略高。

      關鍵詞：堿激發礦渣砂漿；毛細吸水；氯離子傳輸；非飽和傳輸

來源：《混凝土與水泥制品》雜志2022年第7期