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202312期目录及摘要
基于响应面法的聚羧酸减水剂优化合成及应用研究
逄鲁峰1，2，安昊文1，3，*，孙立刚2，黄凌苗2，庞伟琪2，赵 勇2
（1.山东建筑大学 土木工程学院，山东 济南 250100；2.山东华迪建筑科技有限公司，山东 济南 251400；3.日照城投建设集团有限公司，山东 日照 276800）
摘 要：以乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚（EPEG）为大单体，丙烯酸（AA）、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）为小单体，以双氧水与抗坏血酸作为氧化还原体系，巯基乙醇与次磷酸钠（NaH2PO2）作为链转移剂，合成了聚羧酸减水剂PC-220。通过单因素试验确定了最佳反应参数为底釜pH=5、滴加时间1 h。基于响应面设计方法建立了二次多项式回归方程，以石膏净浆流动度与水泥净浆流动度为响应值，进行响应面优化后，确定了酸醚比为4.24，NaH2PO2用量为0.33%，AMPS用量为0.66%。优化后掺PC-220的石膏净浆流动度相对误差为1.3%、水泥净浆流动度相对误差为0.8%，表明响应面优化可行。应用结果表明，合成的PC-220在水泥基灌浆料与石膏自流平中的使用效果优于PC-530与PC-570。
关键词：聚羧酸减水剂；pH值；胶凝体系；响应面试验
掺蔗糖-柠檬酸复合缓凝剂混凝土性能的研究
孟 龙1，袁文华1，2，纪连杰1，方 敏1，张祥驰1
（1.安徽理工大学 土木建筑学院，安徽 淮南 232001；2.安徽理工大学 矿山地下工程教育部工程研究中心，安徽 淮南 232001）
摘 要：将蔗糖和柠檬酸按质量比1∶5配制成复合缓凝剂，通过L9（34）正交试验，研究了水胶比（0.30、033、0.36）、砂率（31%、35%、39%）、粉煤灰掺量（10%、20%、30%）、复合缓凝剂掺量（0.15%、0.20%、0.25%）对混凝土坍落度、终凝时间及抗压强度的影响。结果表明：随着水胶比的增大，混凝土的坍落度先增大后减小，终凝时间延长，抗压强度降低；砂率对混凝土坍落度和终凝时间的影响较小，但对混凝土抗压强度的影响较大；粉煤灰掺量对混凝土坍落度、终凝时间和抗压强度的影响均较小；随着复合缓凝剂掺量的增加，混凝土的坍落度增大，终凝时间延长，抗压强度变化较小；实际应用时，可根据工程要求选择合适的水胶比、砂率、粉煤灰掺量和复合缓凝剂掺量。
关键词：复合缓凝剂；混凝土；正交试验；坍落度；终凝时间；抗压强度
粉煤灰和石英粉对超高性能混凝土性能的影响
李新星1，2，李水生1，2
（1.中国建筑第五工程局有限公司，湖南 长沙 410004；2.湖南中建五局绿色市政工程研究中心有限公司，湖南 长沙 410004）
摘 要：为研究粉煤灰部分取代硅灰、石英粉部分取代石英砂对超高性能混凝土（UHPC）性能的影响，进行了UHPC抗压强度、抗折强度、抗拉强度和流动性试验。结果表明：随着粉煤灰取代硅灰比例的增加，UHPC的抗折强度和抗拉强度提高，流动性降低，但当粉煤灰取代率超过10%时，UHPC的抗压强度降低；UHPC的抗折强度和抗拉强度随着石英粉取代石英砂比例的增加而提高，当石英粉取代率为10%时，UHPC的抗压强度最大；当石英粉取代率为30%时，抗折强度和抗拉强度分别提高了56.5%和24.4%；UHPC的流动性随着石英粉取代率的增加而降低；当粉煤灰取代率为30%、石英粉取代率为15%、水胶比为0.18时，UHPC的力学性能和工作性最佳。
关键词：超高性能混凝土；粉煤灰；石英粉；性能；强度；流动性
基于NMR技术的自然腐蚀环境下混凝土强度劣化分析
张文静1，李 波1，张戎令1，安康乐1，王先龙2，张富奎2，王玉林3
（1.兰州交通大学 土木工程学院，甘肃 兰州 730070；2.甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司，甘肃 兰州 730030；3.甘肃省公路交通建设集团有限公司，甘肃 兰州 730030）
摘 要：为探究自然盐冻腐蚀环境下混凝土强度的劣化机理，通过抗压强度、微观孔结构 （基于NMR技术）等试验，研究了不同水胶比的混凝土试件（A0＞A1＞A2＞A3）标准养护28 d和自然盐冻腐蚀5年的抗压强度和微观孔结构时变规律，并分析了孔结构与抗压强度的关系。结果表明：与标养试件相比，自然腐蚀试件A0~A2的抗压强度较低，A3的抗压强度略有提高；试件的抗压强度损失率与水胶比基本呈正相关；经历自然腐蚀试件内部孔隙率均显著增加，A0~A2中小孔向大孔过渡明显，多害孔体积比均显著增加，试件的孔隙率与抗压强度呈负相关；自然腐蚀试件的抗压强度变化不仅与自身孔结构存在一定关系，还与结构所处位置有关。
关键词：混凝土；冻融循环；腐蚀；核磁共振波谱法；抗压强度
基于机器学习回归模型的UHPC抗压强度预测研究
代柱端1，陈 健2，周晓阳1
（1.武汉优城科技有限公司，湖北 武汉 430080；2.湖北筑选新材料有限公司，湖北 武汉 430300）
摘 要：以超高性能混凝土（UHPC）组成原材料中的水泥、矿粉、硅灰、钢纤维、减水剂、消泡剂和水的用量为特征，28 d抗压强度为标签建立了数据集，并采用随机森林回归（RFR）、支持向量机回归（SVR）和多层感知机回归（MLPR）3种机器学习回归模型对数据集进行了训练和预测。结果表明：MLPR模型的拟合优度最高；RFR模型中对UHPC 的28 d抗压强度影响相对较大的3个因素为硅灰、水泥和水的用量；SVR模型和MLPR模型的预测值均落在5%置信区间内，回归效果均较理想。
关键词：超高性能混凝土；抗压强度；随机森林回归；支持向量机回归；多层感知机回归
建筑3D打印胶凝材料工程性能评价体系研究
刘 昶，王章琼*，苏亮亮，冷 晗，田 宇
（武汉工程大学 土木工程与建筑学院，湖北 武汉 430074）
摘 要：在相关研究的基础上归纳总结了建筑3D打印胶凝材料的工程性能，包括可打印性、力学性能等，其中，可打印性包括流动性、可挤出性、可建造性、凝结时间、一次打印长度、挤出形态质量等；力学性能包括抗折强度与抗压强度。此外，选取可打印性与力学性能所包含的指标作为影响因子，利用层次分析法确定了因子权重，提出了因子赋值标准及评价结果分级标准，建立了建筑3D打印胶凝材料的工程性能评价体系，并设计正交试验计算性能指标值，对材料的工程性能进行了评价，可为3D打印胶凝材料工程性能相关研究提供参考。
关键词：建筑3D打印；胶凝材料；可打印性；力学性能；评价体系
灌浆修复材料在工程领域的研究进展
徐冬冬，程 浩，万 菲，朱云飞，闫雯雯，冯 超*
（青岛理工大学 土木工程学院，山东 青岛 266520）
摘 要：综述了不同工程领域混凝土结构损坏和产生裂缝的原因，针对不同裂缝介绍了灌浆修复材料在原材料选择、配合比、施工方式方面的不同，总结了灌浆修复材料自身性能和修复后基体结构整体性能的提升，最后，对研发新型、环保、高效的灌浆修复材料进行了展望。
关键词：修复材料；灌浆料；结构；裂缝；性能
复杂环境下轨道交通混凝土杂散电流及其防治方法研究进展
周爱萍1，2，葛 刚2，宋子健3，*，刘 浪3
（1.南京交通职业技术学院，江苏 南京 211188；2.南京地铁运营有限责任公司，江苏 南京 210008；3.河海大学，江苏 南京 210098）
摘 要：综述了杂散电流的形成、作用机理和复杂环境下杂散电流对钢筋混凝土性能的影响以及防治方法。首先，分析了杂散电流形成的主要原因及作用机理；其次，阐述了杂散电流与其他多因素耦合作用下对钢筋混凝土性能的影响；然后，列举了目前国内外防治轨道交通混凝土杂散电流的主要措施；最后，指出了关于复杂环境下轨道交通混凝土杂散电流仍需进一步研究的问题。
关键词：城市轨道交通；杂散电流；钢筋混凝土；防治方法
负温条件下硅酸盐-铝酸盐-磷酸盐水泥体系水化机理研究
余海跃1，隆 锐1，田 波2，李志远2，罗志辉2，李立辉2，*
（1.中交一公局第一工程有限公司，北京 100088；2.交通运输部公路科学研究所，北京 100088）
摘 要：为了研究在-10 ℃环境下硅酸盐-铝酸盐-磷酸盐水泥体系（SAP体系）的水化反应情况，通过凝结时间、XRD、TG、SEM等测试分析了SAP体系的水化产物和反应机理。结果表明：掺入铝酸盐水泥（CAC）和焦磷酸钠均有利于硅酸盐水泥（OPC）的早期凝结，但不利于其后期强度发展；SAP体系早期的主要水化产物为C-S-H凝胶和NO2-AFm晶体，CAC掺量越多，7 d水化产物生成量越多，试件的抗压强度越高；7~28 d时，CAC掺量为10%的S9A1P体系中Ca(OH)2晶体持续生成，试件28 d抗压强度达到32.4 MPa。
关键词：混凝土；硅酸盐水泥；铝酸盐水泥；磷酸盐；负温水化；水化机理；微结构
早强剂复掺对装配式构件混凝土性能的影响
刘 辉1，王镜超2
（1.深圳市特区建工科工集团盛腾科技有限公司，广东 深圳 518034；2.四川尚博特科技有限公司，四川 成都 610041）
摘 要：为了提高装配式构件的早期强度，加快模具的周转率，采用3因素3水平正交试验，研究了无水硫酸钠、甲酸钙和偏铝酸钠三种早强剂的复掺类型、复掺比例对装配式构件混凝土坍落度和力学性能的影响，并得到了优化后的最佳配合比。结果表明：早强剂的复掺会降低混凝土的坍落度和凝结时间，提高早期强度；综合考虑，确定无水硫酸钠、甲酸钙、偏铝酸钠的最佳掺量分别为0.3%、0.4%、0.1%。
关键词：正交试验；早强剂；坍落度；力学性能；装配式构件
陶粒加气混凝土砌块的力学性能试验研究
李瑞鸽1， 林宏剑1，*，罗敬德1，覃业双1，刘 鹏1，何政文1，李文静1，张宇琪1，陈 羲2
（1.台州学院 建筑工程学院，浙江 台州 318000；2.浙江方远新材料股份有限公司，浙江 台州 318000）
摘 要：为研究陶粒加气混凝土砌块（CACB）强度与养护环境、含水率、龄期的关系，分别测试了六种不同龄期（0、3、7、14、28、56 d）CACB试件在自然养护、恒温恒湿环境养护和标准养护下的强度和含水率，分析了含水率、龄期和强度变化相关性。结果表明：CACB的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度前期增长较快，28 d后增长率趋于平缓；CACB的强度对含水率的变化不太敏感；在标准养护条件下，CACB的28 d和56 d抗压强度、抗拉强度均比其他养护条件略高；恒温恒湿环境养护条件下，CACB的28 d、56 d抗折强度比其他养护条件略高；根据试验结果，同时考虑生产的经济性和施工条件，CACB推荐的施工养护环境为自然养护，最佳养护龄期为28 d。
关键词：陶粒加气混凝土砌块（CACB）；养护环境；含水率；力学性能
低成本、低碳SHCC的制备及力学性能研究
武 猛
（上海二十冶建设有限公司 上海星欣科技发展有限公司，上海 201999）
摘 要：为了解决传统应变硬化水泥基复合材料（以下简称SHCC）高成本和高水泥用量的问题，用国产PVA纤维和河砂分别全部取代传统SHCC中广泛使用的进口PVA纤维、超细石英砂，并用粉煤灰等质量部分取代50.0%、62.5%、75.0%的水泥，制备了低成本、低碳SHCC，研究了粉煤灰掺量和砂胶比对SHCC力学性能的影响，并用SEM观察了其微观形貌。结果表明：用国产PVA纤维和河砂可以制备出低成本、低碳SHCC；随着粉煤灰掺量的增加，试件的抗压、抗折和拉伸强度降低，但延性提升；随着砂胶比的增加，试件的抗压、抗折强度降低，拉伸强度提高，延性降低。
关键词：应变硬化水泥基复合材料（SHCC）；低成本；低碳；力学性能；微观形貌
纤维增强再生骨料透水砖的性能研究
陈向杰，王 淼，李岩凌，李 烁
（北京建工资源循环利用有限公司，北京 100089）
摘 要：对比研究了木质纤维、聚丙烯纤维和钢纤维的体积掺量（0、0.3%、0.6%1.0%）对再生骨料透水砖力学性能和透水系数的影响，并进行了试生产。结果表明：随着纤维掺量的增加，3种纤维增强再生骨料透水砖的劈裂抗拉强度和抗折强度基本均呈增大趋势，且钢纤维的提高效果最好，其次是聚丙烯纤维，最后是木质纤维；掺入纤维虽然降低了再生骨料透水砖的透水系数，但仍满足国标中B级透水系数（≥1.0×10-2 cm/s）要求；聚丙烯纤维增强再生骨料透水砖的试生产效果良好。
关键词：再生骨料；透水砖；纤维；力学性能；透水系数
有机纤维对工程地聚合物复合材料早期力学性能的影响
王红建1，陈 壮1，赵禹兴1，李晓岩2，陈木群2，徐 方2，*
[1.山东省高速养护集团有限公司，山东 济南 250032；2.中国地质大学（武汉） 工程学院，湖北 武汉，430074]
摘 要：研究了分别单掺与混掺PVA纤维和POM纤维对工程地聚合物复合材料（以下简称EGC）早期力学性能的影响，并进行了XRD和SEM分析。结果表明：单掺PVA纤维能较好地提高EGC的抗折强度；单掺POM纤维对EGC弯折次数的提高效果明显；与单掺纤维相比，混掺适量PVA纤维和POM纤维能够更加均衡地改善EGC的脆性；PVA纤维主要通过与基体间的黏结作用改善EGC的脆性；POM纤维主要通过与基体间的摩擦、切削作用消耗断裂能，从而改善EGC的脆性。
关键词：有机纤维；工程地聚合物复合材料；早期力学性能；抗折强度；机理
蒸压加气板混凝土料浆发气状态与钢筋位移的关系研究
刘 涛，李军奇，华靖文
（陕西凝远新材料科技股份有限公司，陕西 西安712034）
摘 要：为研究蒸压加气混凝土板生产时料浆发气过程中钢筋位移变化量及变化趋势与发气状态之间的对应关系，通过时间-钢筋位移曲线定量表征料浆的发气状态，以期为发气和稠化过程的检测和控制提供参考。
关键词：蒸压加气混凝土板；料浆；发气状态；钢筋位移；时间-钢筋位移曲线
预制混凝土夹心保温外墙板拉结件系统火灾后性能研究
张国来1，赵 毅2，*，田 东3，周 剑2，王聪颖1，卢晓岩1，任 烨3，刘 畅3
（1.北京城建房地产开发有限公司，北京 100032；2.中国建筑科学研究院有限公司，北京 100013；3.北京市建筑设计研究院有限公司，北京 100045）
摘 要：为研究预制混凝土夹心保温外墙板中不锈钢拉结件系统在火灾后的抗剪性能，以某实体项目拆除墙板为研究对象，通过3 h内叶板和1 h外叶板的耐火试验模拟火灾的影响，分别进行了耐火试验前后非破坏性力学试验和耐火试验后破坏性力学试验，并与板式拉结件标准剪切试件进行了对比。结果表明：受极端火灾影响后，不锈钢拉结件系统抗剪承载力明显降低，但仍可达到拉结件设计对应的承载力试验值的1.6倍；不锈钢拉结件系统抗剪刚度明显降低，但在自重荷载标准值作用下位移约1.0 mm，低于北京市地方标准规定的限值2.5 mm；大位移时的破坏模式仍为拉结件受压侧失稳与受拉侧混凝土锚固破坏，且荷载下降不超过峰值荷载的15%。
关键词：预制混凝土夹心保温墙；火灾；不锈钢拉结件；抗剪性能
基于全生命周期评价的掺石灰石粉再生混凝土环境影响研究
李 刚，郭晓潞，佘安明*
（同济大学 材料科学与工程学院 先进土木工程材料教育部重点实验室，上海 201804）
摘 要：用石灰石粉部分取代水泥制备了再生混凝土（LP-RAC），并基于生命周期评价（LCA）方法，通过计算LP-RAC全生命周期（生产阶段、使用阶段、废弃阶段）产生的9种污染气体量（CO2、CO、NOx、SO2、CH4、N2O、NH3、PM10、NMVOC）及其对6种环境影响类型[气候变化潜值（GWP）、环境酸化潜值（AP）、非生物资源消耗潜值（ADP）、富营养化潜值（EP）、可吸入无机物（RI）、光化学臭氧合成潜值（POFP）]的“贡献率”，评价了LP-RAC全生命周期的环境影响。结果表明：LP-RAC的生产阶段对6种环境影响类型的“贡献率”均最大；在LP-RAC的生产阶段，水泥生产环节对GWP和RI的“贡献率”最大，直接排放环节对AP、EP和POFP的“贡献率”最大，河砂开采环节对ADP的“贡献率”最大。
关键词：石灰石粉；再生混凝土；生命周期评价；环境影响
固废基建筑3D打印材料的制备及性能研究
刘 成1，张立力2，*，曹鑫铖2，潘从玲2，夏如茜2，鲁 旗3，刘远祥2
（1.中国物流集团有限公司，北京 100073；2.苏州混凝土水泥制品研究院有限公司 江苏省高耐久混凝土工程技术研究中心，江苏 苏州 215004；3.南京工业大学 材料科学与工程学院，江苏 南京 210000）
摘 要：研究了建筑垃圾（微粉、再生砂）和钢渣（粉、砂）单、双组分固废对建筑3D打印材料可打印性和力学性能的影响，并优选出了最佳配合比。结果表明：采用单组分固废较难实现固废的大掺量（＞50%）利用；与同条件下的单组分固废相比，双组分固废基建筑3D打印材料的可打印性得到一定改善，其中，当m钢渣砂∶m再生砂=1∶1、m钢渣粉∶m微粉=7∶3时，JS4组打印材料的可打印性和可建造性总体上显著优于其他组；与浇筑试件相比，打印试件Y、Z方向的抗折强度相差较小，但X、Y、Z方向的抗压强度明显较低。
关键词：建筑垃圾；钢渣；配合比；建筑3D打印；可打印性；力学性能
负温环境下防冻剂和保温材料对混凝土受冻临界强度的影响
陈 旭1，2，韩世界1，*，李绍纯2，张 平1，岳彩虹1，李 宁1
（1.中建西部建设新疆有限公司，新疆 乌鲁木齐 830000；2.青岛理工大学 土木工程学院，山东 青岛 266520）
摘 要：研究了不同环境温度（-5、-10、-15 ℃）下防冻剂对混凝土受冻临界强度的影响，分析了保温材料（毛毡）热阻对混凝土预养时间的影响，并建立了保温材料热阻和覆盖厚度分别与混凝土预养时间的关系模型。结果表明：掺入适量防冻剂有效降低了混凝土的受冻临界强度；在相同环境温度下，混凝土表面温度每升高10 ℃，预养时间减少12%~20%；在相同混凝土表面温度下，环境温度每升高5 ℃，预养时间减少10%~16%；保温材料热阻与混凝土预养时间符合Origin软件中的YldFert模型，且拟合精度较高；结合YldFert模型和保温材料热阻计算公式，可以得到不同环境温度下，保温材料覆盖厚度的计算方法。
关键词：冬季施工；负温环境；混凝土；受冻临界强度；保温材料；预养时间
全再生细骨料干混砂浆抗冻及耐高温性能研究
崔李三1，任 吉2，谭春雷1，*，邓 鹏1，张晓辉3，赖飞燕3
（1.广西科技大学 土木建筑工程学院，广西 柳州 545006；2.潍坊工商职业学院 医养健康学院 山东 潍坊 262234；3.贺州学院 广西碳酸钙资源综合利用重点实验室，广西 贺州 542899）
摘 要：研究了全再生细骨料干混砂浆的抗冻性能和耐高温性能。抗冻试验结果表明：随着冻融循环次数的增加，试件表面脱落现象逐渐加重，质量损失率逐渐增大，抗压、抗折强度降低。高温试验结果表明：随着温度的升高，试件表面发白现象愈发明显，并出现细小裂纹、边缘脱落现象；随着温度的升高，试件的抗压强度先增大后减小，抗折强度基本呈降低趋势，质量损失率基本呈增大趋势；当温度大于400 ℃后，试件的质量大幅降低。
关键词：再生细骨料；干混砂浆；冻融循环；高温；力学性能
污水环境下铜尾矿砂对混凝土性能的影响
杨雪超，樊 伟，杜渊博，吴志刚，刘 伟，王雪敏
（天津冶建特种材料有限公司，天津 301900）
摘 要：研究了铜尾矿砂等质量替代0、30%、50%、70%、100%的机制砂对混凝土耐污水腐蚀性能的影响，并对其作用机理进行了分析。结果表明：随着铜尾矿砂掺量的增加，试件在污水环境中浸泡90 d后的质量损失率降低，抗压强度保留率先增大后减小；混凝土对铜尾矿砂中的重金属具有一定固结作用，可有效减少混凝土表面的微生物附着量，抑制微生物的繁殖代谢，减少生物酸的生成量，从而提高混凝土的耐污水腐蚀性能。
关键词：铜尾矿砂；混凝土；污水环境；微生物腐蚀
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