利用DOE和紧密堆积理论优化UHPC设计

李火星，孔祥付，李伯川，胡 建

（筑友智造建设科技集团有限公司，湖南 长沙 410005）

摘 要：使用DOE设计理论，根据所选原材料的性能和产品工艺要求先设定基础参数和优化目标，再基于颗粒紧密堆积理论（MAA）得到标准预混料的配合比；然后利用全因子试验筛选重要因子并确定极值范围后进行响应面模型分析；最后输出得到符合使用要求的超高性能混凝土（UHPC）配合比。验证试验结果表明：优化配合比后，所配制的UHPC流动度和密实度预测值均在误差范围内，结果较可靠。

关键词：配合比设计；Andreasen-Andersen模型；试验设计；响应面分析法；超高性能混凝土

石粉含量对C60机制砂混凝土徐变的影响

盖珂瑜^1,2，韩江龙^1，3，*，王永宝³，吴柏翰²

（1.桥梁智能与绿色建造全国重点实验室，湖北 武汉　430070；2.中铁大桥科学研究院有限公司，湖北 武汉 430034；3.太原理工大学 土木工程学院，山西 太原 030024）

摘 要：研究了不同石粉含量对C60机制砂混凝土徐变的影响，并对现有徐变预测模型进行了对比分析。结果表明：当机制砂石粉含量不超过15%时，各组试件的抗压强度均可满足C60强度等级的要求，各组试件120 d的徐变应变约为（180～230）×10-6，徐变系数在0.41～0.56之间；随着石粉含量的增加，各组试件的徐变应变呈现先减小后增大的趋势，徐变系数呈先增大后减小的趋势；石粉含量对C60机制砂混凝土徐变的影响不显著；现有徐变模型对徐变系数的计算结果均大于实测结果；相比较之下，fib MC 2010模型更适用于高强机制砂混凝土的徐变预测。

关键词：石粉含量；徐变系数；机制砂混凝土；徐变模型；预测

纳米C-S-H早强剂对水泥水化的影响研究

王可汗¹，李 伟^1，2，郑春扬¹，吉 飞¹，孔祥发¹，王学川¹

（1.江苏奥莱特新材料股份有限公司，江苏 南京 210000；2.东南大学，江苏 南京 210000）

摘 要：通过凝结时间、水化温度、XRD、SEM、抗压强度试验等研究了纳米C-S-H早强剂对水泥水化及混凝土强度的影响，并分析了作用机理。结果表明：纳米C-S-H早强剂明显缩短了水泥的凝结时间；随着纳米C-S-H早强剂掺量的增加，水化温度峰出现时间缩短，且峰值提高；掺入适量的纳米C-S-H早强剂不改变水泥的水化产物种类，但加速了水泥水化进程，提高了混凝土的早期抗压强度，且后期（28 d、56 d）抗压强度无倒缩。

关键词：早强剂；水化进程；水化产物；抗压强度

高性能聚合物砂浆的制备与性能研究

毕承伟¹，卢立群²，缪志勇²，钱玉德²，王星尧³，陈 伟²，孙德文³

[1.江苏省建筑工程质量检测中心有限公司，江苏 南京 210008；2.江苏丰彩建材（集团）有限公司，江苏 南京 211500；3.江苏苏博特新材料股份有限公司，江苏 南京 211103]

摘 要：采用定向级配复合技术优化了河砂级配，再采用响应曲面法构建了聚合物砂浆性能预测模型，并对聚合物砂浆的配合比进行了优化。此外，研究了原材料组分交互作用对聚合物砂浆性能的影响，并建立了聚合物砂浆7 d抗折、抗压强度与水泥掺量、膨胀剂掺量、胶粉掺量的二阶响应曲面模型。结果表明：高性能聚合物砂浆的最佳配合比为水泥掺量420 g、膨胀剂掺量10 g、胶粉掺量20 g，以此配合比制备的高性能聚合物砂浆7 d抗折、抗压强度分别可达8.4 MPa、55.7 MPa。

关键词：聚合物砂浆；定向级配复合技术；抗折强度；抗压强度

基于非接触电阻率测量法的水泥基材料早期水化特性研究

于超胜

（中铁十一局集团第四工程有限公司，湖北 武汉　430074）

摘 要：采用非接触电阻率测量法，基于电阻率与温差曲线，研究了硅灰掺量（5%、10%）和粉煤灰掺量（20%、40%）对水泥基材料早期水化的影响。结果表明：掺粉煤灰组水泥浆体的电阻率在约580 min前高于C组（基准组），在580 min后低于C组，而掺硅灰组水泥浆体正相反，在580 min后，掺硅灰组水泥浆体的电阻率高于C组；与C组相比，掺入粉煤灰后，水泥浆体的放热量减少，放热峰对应的时间延迟，而掺入硅灰后，水泥浆体的水化反应明显加快，放热峰对应的时间也随着硅灰掺量的增加而提前；相比于C组，掺粉煤灰组水泥浆体的凝结时间略微延长，掺硅灰组水泥浆体的凝结时间缩短；相较于掺入粉煤灰，掺入硅灰可以促进水泥水化，使水泥浆体微观结构更加致密。

关键词：水泥基材料；硅灰；粉煤灰；非接触电阻率测量法；水化

仿木水泥基材料的发展研究综述

庞超明¹，厉彦浩¹，高仁辉²，陈嘉俊¹

（1.东南大学 材料科学与工程学院 江苏省土木工程材料重点实验室，江苏 南京 211189；2.中山市东峻混凝土有限公司，广东 中山 528462）

摘 要：根据木材特性，结合现有水泥基材料着色、轻质化、强韧化和功能化四方面技术，可以制备出成本低、性能优、安全性高、轻质高比强的仿木水泥基复合材料，实现多维度性能的“仿木”。此外，对仿木水泥基材料的密度、强度、导热系数、颜料选择等指标提出了建议，并对未来的研究方向进行了展望。

关键词：仿木水泥基材料；着色；轻质高比强；功能化；纤维；相变调温

骨料中的黄铁矿反应及其对胶砂试件的破坏机理研究

李叶青，王云摇^*，马 黎，郑赟昊，余松柏

（华新水泥股份有限公司，湖北 武汉 430074）

摘 要：研究了不同条件下（干燥环境、自然环境、干湿循环、冻融循环），用含黄铁矿细骨料制备的胶砂试件中黄铁矿反应及其对试件的破坏机理。结果表明：干燥环境下，黄铁矿反应较弱，自然环境、干湿循环、冻融循环条件下，黄铁矿反应较强；自然环境下，黄铁矿氧化，造成延迟型钙矾石和铁锈膨胀型破坏；干湿循环条件下，黄铁矿反应形成的石膏溶出，无延迟钙矾石形成，破坏形式以铁锈膨胀破坏为主；冻融循环条件下，黄铁矿反应形成延迟型钙矾石，但氧化不充分，生成四氧化三铁。

关键词：黄铁矿反应；破坏机理；收缩；质量

水泥基渗透结晶型材料与纳米材料对混凝土性能的影响

杜英欣^1，2，马再禹¹，任广毅¹，王正君^1，*，刘瑛文³

（1.黑龙江大学 水利电力学院，黑龙江 哈尔滨 150006；2.黑龙江黑大水利工程质量检测有限公司，黑龙江 哈尔滨 150006；3.黑龙江省水利监督保障中心，黑龙江 哈尔滨 150006）

摘 要：研究了水泥基渗透结晶型材料（XYPEX掺合剂）与纳米材料复掺（纳米CaCO3）对混凝土性能的影响。结果表明：适量XYPEX掺合剂与纳米CaCO3复掺可以改善混凝土的性能；3.0%的XYPEX掺合剂与0.5%的纳米CaCO3复掺可以显著提高混凝土的抗压强度；2.0%的XYPEX掺合剂与0.5%的纳米CaCO3复掺可以显著提高混凝土的早期劈裂抗拉强度；1.0%的XYPEX掺合剂与1.0%的纳米CaCO3复掺时，混凝土的抗冻性能最佳。

关键词：水泥基渗透结晶型材料；纳米材料；力学性能；抗冻性能；混凝土；复掺

装配式地铁车站单面叠合侧墙受力性能试验研究

卞 波^1，2，莫振泽^1，2，周梓彬^1，3，杨智学⁴，李婉清⁵

[1.锡澄中车（无锡）城市轨道交通工程有限公司，江苏 无锡 214400；2.无锡地铁集团有限公司，江苏 无锡 214044；3.江苏中车城市发展有限公司，江苏 无锡 214000；4.中铁一局集团城市轨道交通工程有限公司，江苏 无锡 214000；5.东南大学 土木工程学院，江苏 南京 211189]

摘 要：为提高地铁车站施工效率，研发了装配式地铁车站单面叠合侧墙，分别制作了缩尺比例为1∶2的叠合试件和现浇试件，并进行了抗弯试验。结果表明：现浇试件和叠合试件呈现出相同的破坏形态，两者的荷载-挠度曲线基本接近，抗弯性能相近；叠合试件的叠合面未出现明显破坏，且截面钢筋应变分布仍满足平截面假定，叠合试件的整体性较好；装配式地铁车站单面叠合侧墙具有“等同现浇”的受力性能，可应用于实际工程。

关键词：地铁车站；装配式结构；单面叠合侧墙；力学性能

新型钢节点装配式混凝土梁力学性能及破坏机制研究

吴东平，杨志宇，李成玉

（武汉科技大学 城市建设学院，湖北 武汉 430065）

摘 要：由于传统装配式混凝土梁运输和施工难度大，提出了一种新型钢节点装配式混凝土梁，并试制了1根现浇梁试件与3根装配式梁试件，通过抗弯静载试验，对比研究了新型钢节点对装配式梁试件力学性能及其破坏机制的影响。根据试验情况，采用ABAQUS有限元软件进行了试件破坏模拟，并与试验结果进行了对比分析。结果表明：装配式梁试件可达到现浇梁的承载力水平；新型钢节点的钢端板厚度对装配式梁试件的整体承载力影响较大，当钢端板尺寸在一定范围内时，装配式梁试件的承载能力优于现浇梁；新型钢节点对混凝土的破坏形式影响较大，其梁纯弯段裂缝不同于现浇梁的受弯竖向裂缝，表现为弯剪斜向裂缝；有限元模拟结果与试验结果相吻合，可用于装配式梁试件的后续研究。

关键词：装配式混凝土梁；承载能力；有限元；混凝土裂缝

聚丙烯纤维橡胶混凝土的力学及抗冻性能研究

苏有文，吕雄飞，杨 戟^*

（西南科技大学 土木工程与建筑学院，四川 绵阳 621000）

摘 要：研究了聚丙烯纤维的体积掺量（0.45%、0.90%、1.35%、1.80%、2.25%、3.41%、4.51%）对橡胶混凝土力学及抗冻性能的影响，并建立了冻融损伤劣化模型来预测橡胶混凝土的冻融损伤劣化规律。结果表明：掺入适量聚丙烯纤维可以有效提高橡胶混凝土的力学及抗冻性能，当聚丙烯纤维掺量在1.80%~2.25%范围内时，试件的力学及抗冻性能均较好；建立的冻融损伤劣化模型的拟合系数R2均大于0.992，拟合精度较高，可为聚丙烯纤维橡胶混凝土在寒冷地区工程中的应用提供理论依据。

关键词：聚丙烯纤维；橡胶混凝土；力学性能；抗冻性能；冻融损伤劣化模型

不同掺合料对喷射钢纤维混凝土性能的影响

翟军强¹，李向龙¹，周霄骋²，秦世杰^3，*，秦鸿根²

（1.中交二公局第四工程有限公司，河南 洛阳 471002；2.东南大学 材料科学与工程学院，江苏 南京 211189；3.江苏道智公路科学研究院有限公司，江苏 南京 210031）

摘 要：依托某重点工程隧道穹顶支护用高性能喷射混凝土的性能要求，配制了C40喷射钢纤维混凝土，研究了掺合料的种类（粉煤灰、专用掺合料、抗裂剂）对喷射钢纤维混凝土工作性、力学性能和耐久性能的影响。结果表明：掺不同掺合料喷射钢纤维混凝土的坍落度均满足（180±20）mm的要求，表观密度稳定在2 530 kg/m3左右，抗压强度均满足设计强度等级要求，耐久性能均较好；另外，与掺粉煤灰的喷射钢纤维混凝土相比，掺专用掺合料或抗裂剂的喷射钢纤维混凝土的保水性和黏聚性均较好，力学性能和耐久性能基本均较优，抗渗等级分别达到了P11和P10，28 d碳化深度均小于12.0 mm。

关键词：隧道支护；喷射钢纤维混凝土；掺合料；工作性；力学性能；耐久性能

聚丙烯纤维和塑钢纤维对TC20透水混凝土性能的影响

周敬山，林新周，刘向坤

（中核混凝土股份有限公司，陕西 西安 710016）

摘 要：通过研究单掺和复掺粉煤灰与矿粉对透水混凝土力学及透水性能的影响，优选出了TC20透水混凝土的最佳配合比，并在此基础上，对比研究了分别单掺0.05%、0.10%、0.15%、0.20%的塑钢纤维和聚丙烯纤维对透水混凝土力学、透水和抗冻性能的影响。结果表明：掺入适量粉煤灰、矿粉增大了透水混凝土的抗压强度、孔隙率和透水系数；与聚丙烯纤维相比，掺塑钢纤维试件的抗压强度、孔隙率、透水系数均较高，抗冻性能较好。综合考虑透水混凝土的抗压强度、透水性能和抗冻性能，推荐复掺15%粉煤灰与15%矿粉，并掺加不超过0.10%的塑钢纤维。

关键词：透水混凝土；塑钢纤维；聚丙烯纤维；力学性能；孔隙率；透水系数；抗冻性能

盾构泥对加气混凝土性能的影响研究

刘 涛，张阿瑶，杨 萍，华靖文

（陕西凝远新材料科技股份有限公司，陕西 西安 710075）

摘 要：研究了不同掺量盾构泥等质量取代硅砂对加气混凝土发气时间、硬化时间、外观颜色、抗压强度和干表观密度的影响。结果表明：SiO2含量不低于45%的盾构泥可替代部分硅砂用于生产加气混凝土；一定掺量范围内，随着盾构泥掺量的增加，加气混凝土坯体的发气时间、硬化时间均变长，抗压强度降低；盾构泥的掺加会导致加气混凝土制品外观颜色变深；为确保加气混凝土制品的物理力学性能，需控制盾构泥的掺量。

关键词：盾构泥；硅质材料；加气混凝土制品；力学性能

浆体流变性对透水型泡沫混凝土性能的影响

凌建祥¹，董 波¹，叶 焕2^，*

（1.蚌埠市建筑设计研究院集团有限公司，安徽 蚌埠 233000；2.安徽科技学院，安徽 蚌埠 233000）

摘 要：为提高透水型泡沫混凝土的透水能力、蓄水能力，研究了浆体流变性能对该类混凝土孔结构、透水性、蓄水性的影响。结果表明：当浆体的初始屈服应力小于3.0 Pa时，透水型泡沫混凝土易发生塌模；随着浆体屈服应力与黏度的增大，透水型泡沫混凝土的透水性和蓄水性降低；通过控制浆体的流变性，可以制备出干表观密度700 kg/m3、透水性为K2~K3级、体积蓄水率40%的透水型泡沫混凝土。

关键词：流变性；泡沫混凝土；透水性；海绵城市

不同加热方式下高温后防辐射混凝土的性能研究

王若祥¹，陈振富^1，2，*，陶秋旺¹，谢利平³

（1.南华大学 土木工程学院，湖南 衡阳 421001；2.高性能特种混凝土湖南省重点实验室，湖南 衡阳 421001；3.中核集团土木工程与智能建筑结构重点实验室，湖南 衡阳 421001）

摘 要：以磁铁矿为骨料制备了防辐射混凝土，研究了不同加热方式（微波辐射加热、马弗炉加热）和温度（25~800 ℃）对防辐射混凝土外观形貌、抗压强度、超声波波速和屏蔽性能的影响。结果表明：在相同加热方式下，随着温度的升高，试件的外观形貌劣化程度加重，抗压强度、超声波波速、屏蔽性能均降低；与马弗炉加热相比，微波辐射加热在各个温度区间内对试件造成的损伤均较大。

关键词：微波辐射加热；马弗炉加热；磁铁矿骨料；混凝土；屏蔽性能

粉煤灰基地聚物混凝土的抗氯盐侵蚀性能研究

谭 云

（湖南湘建智科工程技术有限公司，湖南 长沙 410000）

摘 要：对比研究了氯盐侵蚀0~360 d内，粉煤灰基地聚物混凝土（以下简称FABGC）与普通混凝土（以下简称OPC）的抗压强度、质量损失率、氯离子含量、氯离子扩散系数、微观结构。结果表明：各侵蚀龄期下，OPC的抗压强度、质量损失率、氯离子含量基本均高于FABGC；随着侵蚀龄期的增加，FABGC和OPC的抗压强度、氯离子扩散系数基本呈下降趋势，质量损失率、氯离子含量呈增大趋势；当侵蚀龄期达到60 d后，OPC的抗压强度损失率、质量损失率和氯离子扩散系数均明显高于FABGC；随着侵蚀深度的增加，FABGC与OPC氯离子含量逐渐降低；与FABGC相比，未受氯盐侵蚀时，OPC的微观结构更致密，但受氯盐侵蚀后，OPC的微观结构劣化速率较快。

关键词：粉煤灰基地聚物混凝土；氯离子扩散系数；抗压强度；抗氯盐侵蚀性能；微观结构

火山渣粒径和DPS掺量对轻骨料混凝土性能的影响

刘宏波^1，2，张少云¹，张博洋¹，李 泳¹，常 璞¹，孙 婧^1，2，*

（1.河北建筑工程学院，河北 张家口 075000；2.河北土木工程诊断、重建与抗灾重点实验室，河北 张家口 075000）

摘 要：以火山渣作为粗骨料制备了轻骨料混凝土，研究了火山渣粒径（4.75~9.50、4.75~19.00、4.75~26.00 mm）对轻骨料混凝土坍落度、吸水率和抗压强度的影响，优选出了最佳火山渣粒径。在此基础上，研究了渗透结晶型无机防水剂（DPS）的掺量（0、0.6%、0.8%、1.0%）对轻骨料混凝土性能的影响，并分析了其作用机理。结果表明：随着火山渣粒径的增大，轻骨料混凝土的坍落度降低，吸水率增大，抗压强度先增大后减小，最佳火山渣粒径为4.75~19.00 mm；随着DPS掺量的增加，轻骨料混凝土的坍落度和吸水率降低，抗压强度增大；掺入适量DPS可以有效提高混凝土基体的密实度，从而改善混凝土的性能。

关键词：火山渣粒径；无机防水剂；轻骨料混凝土；工作性；力学性能

柠檬酸对氯氧镁水泥水化过程及性能的影响

喻 俊¹，廖国胜^1，2，3，陈迎雪¹，刘艳玲¹，董兴智¹，程利力¹，廖宜顺^{1，2，3，*}

（1.武汉科技大学 城市建设学院，湖北 武汉 430065；2.城市更新湖北省工程研究中心，湖北 武汉 430065；3.武汉科技大学 高性能工程结构研究院，湖北 武汉 430065）

摘 要：研究了不同掺量（0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%）的柠檬酸对氯氧镁水泥（MOC）凝结时间、抗压强度、电阻率、体积稳定性和耐水性的影响，并通过XRD和SEM分析了其作用机理。结果表明：掺入柠檬酸会延长MOC的凝结时间和水化诱导期，延缓水化进程，降低抗压强度，但能有效改善MOC的体积稳定性和耐水性；掺入柠檬酸会使MOC水化产物5Mg(OH)2·MgCl2·8H2O（相5）的含量增加，晶体形态改变；空白组浸水28 d后，其内部生成了大量片状Mg(OH)2；掺柠檬酸的试件浸水28 d后，其内部疏松多孔的Mg(OH)2较少，大量絮状相5相互搭接，使MOC的内部结构更加致密，耐水性得到提升。

关键词：氯氧镁水泥；柠檬酸；水泥水化；体积稳定性；耐水性

搅拌站废浆对砂浆流动度和力学性能的影响

孙 浩，于林玉，刘万刚

（山东鲁桥建材有限公司，山东 济南 250000）

摘 要：为了实现搅拌站废浆的再利用，研究了不同含固量（3%~15%）废浆等质量取代0~100%的水对砂浆流动度及力学性能的影响。结果表明：废浆中存在的C3S、C2S等矿物成分使其具备在混凝土中应用的可行性；随着废浆掺量的增加，砂浆的流动度基本呈减小趋势；废浆的掺入能在一定程度上使砂浆的微观结构更密实，从而提高砂浆的力学性能，尤其是28 d抗压强度。

关键词：废浆；含固量；水泥砂浆；流动度；力学性能；微观结构