- 张文生;安楠;张洪滔;任雪红;叶家元;刘垒;曹立学;钱觉时;
高硫型贝利特硫铝酸盐水泥在海洋工程快速施工具有显著的优势，但是该水泥熟料后期强度发展不足。采用硼/磷复合掺杂的方法开展了提高后期强度的研究，并采用X射线衍射结合Rietveld全谱定量分析、扫描电镜、等温量热及热重分析等测试方法，研究了硼/磷复合掺杂对高硫型贝利特硫铝酸盐水泥熟料矿物形成、微观结构及水化等的影响。研究表明：硼、磷2种元素均能固溶到硅酸二钙的晶体结构中，形成结构缺陷，提高熟料中α-C_2S含量，同时提高c-C_4A_3$的含量，促进了熟料早期的水化和后期强度的发展。
2023年11期 v.51;No.416 2741-2749页 [查看摘要][在线阅读][下载 2310K] [下载次数：477 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：3 ] - 张文生;安楠;张洪滔;任雪红;叶家元;刘垒;曹立学;钱觉时;
高硫型贝利特硫铝酸盐水泥在海洋工程快速施工具有显著的优势，但是该水泥熟料后期强度发展不足。采用硼/磷复合掺杂的方法开展了提高后期强度的研究，并采用X射线衍射结合Rietveld全谱定量分析、扫描电镜、等温量热及热重分析等测试方法，研究了硼/磷复合掺杂对高硫型贝利特硫铝酸盐水泥熟料矿物形成、微观结构及水化等的影响。研究表明：硼、磷2种元素均能固溶到硅酸二钙的晶体结构中，形成结构缺陷，提高熟料中α-C_2S含量，同时提高c-C_4A_3$的含量，促进了熟料早期的水化和后期强度的发展。
2023年11期 v.51;No.416 2741-2749页 [查看摘要][在线阅读][下载 2310K] [下载次数：477 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：3 ] - 崔祎菲;屈士皓;张鹏;
为了探究海水海砂碱激发混凝土与FRP筋的粘结性能发展规律，推动新型绿色建筑材料的应用，本研究通过对碳纤维增强塑料(CFRP)筋/玻璃纤维增强塑料(GFRP)筋与海水海砂碱激发混凝土(SSASC)试件进行中心拉拔试验，研究了FRP筋种类、直径、锚固长度及混凝土强度、养护龄期等因素对FRP筋-SSASC试件的粘结性能的影响。基于现有文献和实验所得数据统计分析，表明碱激发混凝土(ASC)与FRP筋的粘结性能明显优于普通硅酸盐混凝土(OPC)。同时使用多元线性方程将试验数据代入拟合出适用的粘结强度预测公式。结果表明：粘结强度随FRP筋直径和锚固长度的增大呈减小趋势，其中随直径的变化趋势不明显；ASC30混凝土大多为拔出破坏，ASC60混凝土大多为劈裂/筋断破坏，且强度较高的混凝土的粘结强度也较高；随养护龄期的增加其粘结强度有所上升；OPC与FRP筋的粘结强度小于ASC；所得粘结强度经验公式与实验数据具有良好的相关性。
2023年11期 v.51;No.416 2750-2762页 [查看摘要][在线阅读][下载 1863K] [下载次数：1032 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：17 ] |[阅读次数：3 ] - 崔祎菲;屈士皓;张鹏;
为了探究海水海砂碱激发混凝土与FRP筋的粘结性能发展规律，推动新型绿色建筑材料的应用，本研究通过对碳纤维增强塑料(CFRP)筋/玻璃纤维增强塑料(GFRP)筋与海水海砂碱激发混凝土(SSASC)试件进行中心拉拔试验，研究了FRP筋种类、直径、锚固长度及混凝土强度、养护龄期等因素对FRP筋-SSASC试件的粘结性能的影响。基于现有文献和实验所得数据统计分析，表明碱激发混凝土(ASC)与FRP筋的粘结性能明显优于普通硅酸盐混凝土(OPC)。同时使用多元线性方程将试验数据代入拟合出适用的粘结强度预测公式。结果表明：粘结强度随FRP筋直径和锚固长度的增大呈减小趋势，其中随直径的变化趋势不明显；ASC30混凝土大多为拔出破坏，ASC60混凝土大多为劈裂/筋断破坏，且强度较高的混凝土的粘结强度也较高；随养护龄期的增加其粘结强度有所上升；OPC与FRP筋的粘结强度小于ASC；所得粘结强度经验公式与实验数据具有良好的相关性。
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海洋是地球系统中最大的碳库，我国海水贝类总产量大。大部分贝类仅利用其食用价值，贝壳作为固体废弃物随意堆放或掩埋。为提升贝类废弃物利用率，本论文研究了NaAlO_2对贝壳粉-铝酸钙胶凝体系水化进程、固液相组成、孔隙结构及力学性能的影响机理。结果表明：NaAlO_2加速水化进程，缩短凝结时间，略微提高硬化基体的密实度与力学性能。NaAlO_2显著影响固液相组成。NaAlO_2的加入提升了孔溶液的碱度，增强了CaCO_3的反应性，使胶凝体系更倾向生成稳定相单碳型水化碳铝酸钙(C_4AcH_(11))，并降低不稳定相水化铝酸一钙(CAH_(10))的含量。养护28 d时，3.75‰、5.00‰NaAlO_2组样品分别生成13.0%与13.6%的C_4AcH_(11)，且不含CAH_(10)。但由于NaAlO_2提升了碱度，微晶AH_3相的晶粒尺寸增大、胶凝特性降低。因此，过量的NaAlO_2会导致力学性能下降。贻贝质碳铝酸盐胶凝材料在海洋土木工程建设领域具有应用前景。
2023年11期 v.51;No.416 2763-2779页 [查看摘要][在线阅读][下载 4189K] [下载次数：374 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：3 ] - 刘源涛;董必钦;邢锋;王琰帅;
海洋是地球系统中最大的碳库，我国海水贝类总产量大。大部分贝类仅利用其食用价值，贝壳作为固体废弃物随意堆放或掩埋。为提升贝类废弃物利用率，本论文研究了NaAlO_2对贝壳粉-铝酸钙胶凝体系水化进程、固液相组成、孔隙结构及力学性能的影响机理。结果表明：NaAlO_2加速水化进程，缩短凝结时间，略微提高硬化基体的密实度与力学性能。NaAlO_2显著影响固液相组成。NaAlO_2的加入提升了孔溶液的碱度，增强了CaCO_3的反应性，使胶凝体系更倾向生成稳定相单碳型水化碳铝酸钙(C_4AcH_(11))，并降低不稳定相水化铝酸一钙(CAH_(10))的含量。养护28 d时，3.75‰、5.00‰NaAlO_2组样品分别生成13.0%与13.6%的C_4AcH_(11)，且不含CAH_(10)。但由于NaAlO_2提升了碱度，微晶AH_3相的晶粒尺寸增大、胶凝特性降低。因此，过量的NaAlO_2会导致力学性能下降。贻贝质碳铝酸盐胶凝材料在海洋土木工程建设领域具有应用前景。
2023年11期 v.51;No.416 2763-2779页 [查看摘要][在线阅读][下载 4189K] [下载次数：374 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：3 ] - 王志平;曹雨函;程涛涛;罗震;刘为东;
采用高温熔制法制备了1种Ca O?Mg O?Al_2O_3?SiO_2非晶陶瓷材料，利用高速破碎技术和等离子喷涂技术在45号钢基体上制备得到钙镁铝硅酸盐陶瓷涂层。对块状陶瓷和涂层的物相组成、显微硬度和微观形貌进行了分析，通过拉伸实验测试了涂层的结合强度。通过盐溶液浸泡腐蚀实验研究了涂层的耐腐蚀性能和腐蚀机理。结果表明：钙镁铝硅酸盐陶瓷涂层的孔隙率为7.93%±3.27%，无明显层状结构，涂层显微硬度值为6.63 GPa，与块体材料相比仅降低了3.89%，非孔隙区域具有类块体陶瓷材料的显微结构和力学性能；涂层结合强度为(16.25±2.11) MPa，断裂发生在涂层与金属过渡层的界面处，与等离子喷涂其它陶瓷涂层的结合性能相当；通过1 000 h的浸泡腐蚀实验得到涂层试样的腐蚀速率为0.102 6 g·m~(?2)·h~(?1)，与基体试样相比降低了12.3倍，具有良好的耐腐蚀性能；分析腐蚀截面形貌发现，涂层的致密结构对腐蚀起机械隔绝作用，堆积在涂层孔隙与裂纹表面的腐蚀产物的溶解速率与腐蚀液渗至基体的速率达到平衡，减缓了腐蚀的发生。
2023年11期 v.51;No.416 2780-2791页 [查看摘要][在线阅读][下载 3519K] [下载次数：481 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：3 ] - 王志平;曹雨函;程涛涛;罗震;刘为东;
采用高温熔制法制备了1种Ca O?Mg O?Al_2O_3?SiO_2非晶陶瓷材料，利用高速破碎技术和等离子喷涂技术在45号钢基体上制备得到钙镁铝硅酸盐陶瓷涂层。对块状陶瓷和涂层的物相组成、显微硬度和微观形貌进行了分析，通过拉伸实验测试了涂层的结合强度。通过盐溶液浸泡腐蚀实验研究了涂层的耐腐蚀性能和腐蚀机理。结果表明：钙镁铝硅酸盐陶瓷涂层的孔隙率为7.93%±3.27%，无明显层状结构，涂层显微硬度值为6.63 GPa，与块体材料相比仅降低了3.89%，非孔隙区域具有类块体陶瓷材料的显微结构和力学性能；涂层结合强度为(16.25±2.11) MPa，断裂发生在涂层与金属过渡层的界面处，与等离子喷涂其它陶瓷涂层的结合性能相当；通过1 000 h的浸泡腐蚀实验得到涂层试样的腐蚀速率为0.102 6 g·m~(?2)·h~(?1)，与基体试样相比降低了12.3倍，具有良好的耐腐蚀性能；分析腐蚀截面形貌发现，涂层的致密结构对腐蚀起机械隔绝作用，堆积在涂层孔隙与裂纹表面的腐蚀产物的溶解速率与腐蚀液渗至基体的速率达到平衡，减缓了腐蚀的发生。
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研究了水泥?蔗渣灰(SCBA)?矿粉(BFS)三元胶凝材料组成对海砂砂浆中钢筋交流阻抗谱、开路电位和腐蚀电流密度的影响，同时测定了砂浆的氯离子含量、pH值和水化产物。结果表明：随着蔗渣灰掺量增加，钢筋的腐蚀速率和[Cl~?]/[OH~?]值增大。随着矿粉掺量的增加，钢筋的腐蚀速率明显减小，[Cl~?]/[OH~?]值在养护早期增大，28 d后略微减小。复掺15%蔗渣灰和15%矿粉时两者具有较好的协同作用，有效增大了保护层电阻和电荷转移电阻，提高了钝化膜的稳定性，使砂浆中的钢筋腐蚀速率相比参照组降低了31.86%，其钢筋的抗腐蚀能力最佳。
2023年11期 v.51;No.416 2792-2804页 [查看摘要][在线阅读][下载 2984K] [下载次数：448 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：3 ] - 莫耀鸿;刘剑辉;刘乐平;陈正;史才军;
研究了水泥?蔗渣灰(SCBA)?矿粉(BFS)三元胶凝材料组成对海砂砂浆中钢筋交流阻抗谱、开路电位和腐蚀电流密度的影响，同时测定了砂浆的氯离子含量、pH值和水化产物。结果表明：随着蔗渣灰掺量增加，钢筋的腐蚀速率和[Cl~?]/[OH~?]值增大。随着矿粉掺量的增加，钢筋的腐蚀速率明显减小，[Cl~?]/[OH~?]值在养护早期增大，28 d后略微减小。复掺15%蔗渣灰和15%矿粉时两者具有较好的协同作用，有效增大了保护层电阻和电荷转移电阻，提高了钝化膜的稳定性，使砂浆中的钢筋腐蚀速率相比参照组降低了31.86%，其钢筋的抗腐蚀能力最佳。
2023年11期 v.51;No.416 2792-2804页 [查看摘要][在线阅读][下载 2984K] [下载次数：448 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：3 ] - 元强;王玉曼;张凯;张嘉嘉;饶惠明;陈其强;张锋;张志鹏;
盐雾湿润?干燥循环作用下，处于潮汐区、浪溅区、大气区等近海地区的海工混凝土耐久性加速劣化，内部钢筋锈蚀风险增高。考虑配合比、干湿比和暴露时间等参数影响，基于盐雾湿润?干燥循环试验，结合分层磨粉?电位滴定的测试方法，对近海环境水泥基材料中氯离子扩散规律展开研究。结果表明：盐雾湿润?干燥循环作用下，砂浆内氯离子的沉积与传输主要受干湿比、水胶比和暴露时间等影响，其中，水胶比的影响最为显著，干湿比对其影响较小。氯离子峰值浓度C_(max)与有效扩散系数D_(eff)随着砂浆水胶比的增大而增加。提高粉煤灰掺量、增加干湿循环次数后，C_(max)呈现典型先增高后降低的趋势。随着暴露时间的延长，D_(eff)减小；随着粉煤灰掺量的增加，D_(eff)先增后减。选用较低水胶比混凝土，引入粉煤灰可有效延缓氯离子的侵蚀速率，进而提升结构的耐久性能。
2023年11期 v.51;No.416 2805-2813页 [查看摘要][在线阅读][下载 1776K] [下载次数：692 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：3 ] - 元强;王玉曼;张凯;张嘉嘉;饶惠明;陈其强;张锋;张志鹏;
盐雾湿润?干燥循环作用下，处于潮汐区、浪溅区、大气区等近海地区的海工混凝土耐久性加速劣化，内部钢筋锈蚀风险增高。考虑配合比、干湿比和暴露时间等参数影响，基于盐雾湿润?干燥循环试验，结合分层磨粉?电位滴定的测试方法，对近海环境水泥基材料中氯离子扩散规律展开研究。结果表明：盐雾湿润?干燥循环作用下，砂浆内氯离子的沉积与传输主要受干湿比、水胶比和暴露时间等影响，其中，水胶比的影响最为显著，干湿比对其影响较小。氯离子峰值浓度C_(max)与有效扩散系数D_(eff)随着砂浆水胶比的增大而增加。提高粉煤灰掺量、增加干湿循环次数后，C_(max)呈现典型先增高后降低的趋势。随着暴露时间的延长，D_(eff)减小；随着粉煤灰掺量的增加，D_(eff)先增后减。选用较低水胶比混凝土，引入粉煤灰可有效延缓氯离子的侵蚀速率，进而提升结构的耐久性能。
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为研究珊瑚海水海砂混凝土的三轴力学性能，通过常规三轴试验研究了不同骨料组合与侧向围压对试件破坏形态、应力-应变曲线、屈服应力、屈服应变及损伤演变的影响规律。结果表明：珊瑚粗骨料试件更易受围压值影响，在9MPa的围压值下试件表面出现裂缝形式转变与塑性流动，在12 MPa的围压值下其应力-应变曲线出现“应力平台段”，碎石粗骨料试件则分别在15 MPa与24 MPa的围压值下出现上述变化；在围压值达到15 MPa后，珊瑚粗骨料试件的应力-应变曲线呈现具有第二线性分支的双线性形状；随着围压值增加，试件的屈服应力、屈服应变及耗散能均逐渐提高，损伤发展逐渐延缓。最后，提出了珊瑚海水海砂混凝土的屈服应力计算式，可为相关理论分析与工程应用提供借鉴。
2023年11期 v.51;No.416 2814-2823页 [查看摘要][在线阅读][下载 2792K] [下载次数：640 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：3 ] - 陈宇良;李培泽;陈宗平;
为研究珊瑚海水海砂混凝土的三轴力学性能，通过常规三轴试验研究了不同骨料组合与侧向围压对试件破坏形态、应力-应变曲线、屈服应力、屈服应变及损伤演变的影响规律。结果表明：珊瑚粗骨料试件更易受围压值影响，在9MPa的围压值下试件表面出现裂缝形式转变与塑性流动，在12 MPa的围压值下其应力-应变曲线出现“应力平台段”，碎石粗骨料试件则分别在15 MPa与24 MPa的围压值下出现上述变化；在围压值达到15 MPa后，珊瑚粗骨料试件的应力-应变曲线呈现具有第二线性分支的双线性形状；随着围压值增加，试件的屈服应力、屈服应变及耗散能均逐渐提高，损伤发展逐渐延缓。最后，提出了珊瑚海水海砂混凝土的屈服应力计算式，可为相关理论分析与工程应用提供借鉴。
2023年11期 v.51;No.416 2814-2823页 [查看摘要][在线阅读][下载 2792K] [下载次数：640 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：3 ] - 高博;王芳;姜哲;王景泽;姜磊;唐文燕;崔维成;
固体浮力材料具有密度低和抗压强度高等性能，是载人/无人深潜器一种重要材料。固体浮力材料在高压下空心玻璃微珠会逐步发生破坏，导致吸水率增加，从而降低潜水器的正浮力，进而影响到载人/无人深潜器的安全性和使用性。浮力材料的吸水率与应力之间存在耦合关系，对浮力材料吸水率的计算造成了困难。本研究以同心球壳单胞为研究对象，通过添加子程序，采用有限元数值分析吸水过程。研究了不同厚度点、不同时间时浮力材料的体应力、吸水率、吸水扩散系数的分布、变化和相互关系；发现吸水率与体应力、扩算系数与体应力存在线性关系。将有限元分析结果与实验数据进行比较，有限元计算结果与实验数据吻合较好，验证了简化模型的有效性。文章可为全海深固体浮力材料设计和应用提供理论指导。
2023年11期 v.51;No.416 2824-2833页 [查看摘要][在线阅读][下载 2496K] [下载次数：193 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：3 ] - 高博;王芳;姜哲;王景泽;姜磊;唐文燕;崔维成;
固体浮力材料具有密度低和抗压强度高等性能，是载人/无人深潜器一种重要材料。固体浮力材料在高压下空心玻璃微珠会逐步发生破坏，导致吸水率增加，从而降低潜水器的正浮力，进而影响到载人/无人深潜器的安全性和使用性。浮力材料的吸水率与应力之间存在耦合关系，对浮力材料吸水率的计算造成了困难。本研究以同心球壳单胞为研究对象，通过添加子程序，采用有限元数值分析吸水过程。研究了不同厚度点、不同时间时浮力材料的体应力、吸水率、吸水扩散系数的分布、变化和相互关系；发现吸水率与体应力、扩算系数与体应力存在线性关系。将有限元分析结果与实验数据进行比较，有限元计算结果与实验数据吻合较好，验证了简化模型的有效性。文章可为全海深固体浮力材料设计和应用提供理论指导。
2023年11期 v.51;No.416 2824-2833页 [查看摘要][在线阅读][下载 2496K] [下载次数：193 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：3 ] - 廖宜顺;叶建;汤盛文;
铁铝酸盐水泥具有优异的抗海水侵蚀性能，在海洋工程应用中具有突出优势。研究了海水拌和与掺入偏高岭土对铁铝酸盐水泥浆体的流动度、凝结时间、水化热、电阻率、内部温度、化学收缩、抗压强度和水化产物的影响。结果表明，掺入偏高岭土减小了水泥浆体的流动度，缩短了凝结时间，72 h化学收缩、24 h电阻率均减小，浆体内部温度峰值降低。偏高岭土掺量小于20%时可加快早期水化放热速率、化学收缩和电阻率，并可促进钙矾石生成。海水拌和能加快水泥水化，使得水泥浆体的流动度显著降低，凝结时间显著缩短，并生成水化产物Friedel盐。海水和适量的偏高岭土拌和促进了更多的钙矾石生成，提高了铁铝酸盐水泥浆体的抗压强度。各试样的180 d抗压强度与淡水拌和时相比提高48.6%～80.2%。
2023年11期 v.51;No.416 2834-2845页 [查看摘要][在线阅读][下载 2151K] [下载次数：996 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：18 ] |[阅读次数：3 ] - 廖宜顺;叶建;汤盛文;
铁铝酸盐水泥具有优异的抗海水侵蚀性能，在海洋工程应用中具有突出优势。研究了海水拌和与掺入偏高岭土对铁铝酸盐水泥浆体的流动度、凝结时间、水化热、电阻率、内部温度、化学收缩、抗压强度和水化产物的影响。结果表明，掺入偏高岭土减小了水泥浆体的流动度，缩短了凝结时间，72 h化学收缩、24 h电阻率均减小，浆体内部温度峰值降低。偏高岭土掺量小于20%时可加快早期水化放热速率、化学收缩和电阻率，并可促进钙矾石生成。海水拌和能加快水泥水化，使得水泥浆体的流动度显著降低，凝结时间显著缩短，并生成水化产物Friedel盐。海水和适量的偏高岭土拌和促进了更多的钙矾石生成，提高了铁铝酸盐水泥浆体的抗压强度。各试样的180 d抗压强度与淡水拌和时相比提高48.6%～80.2%。
2023年11期 v.51;No.416 2834-2845页 [查看摘要][在线阅读][下载 2151K] [下载次数：996 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：18 ] |[阅读次数：3 ] - 刘镇;
海洋环境下，温度和干湿循环等复杂因素会加速混凝土中氯离子的传输过程，从而引发混凝土结构的耐久性失效破坏。因此，加强对该特殊腐蚀环境下混凝土耐久性评价的研究具有重要意义。目前，通常采用单一指标(氯离子扩散系数)量化环境因素对混凝土耐久性的影响，不能综合反映环境因素对氯离子传输过程的影响。基于Fick第二定律的控制方程，从扩散通量入手，推导出进入混凝土氯离子总量(累计氯离子含量)的解析解；基于累计氯离子含量，综合考虑温度、干湿循环2个典型的海洋环境因素，建立了混凝土氯离子渗透性量化指标“l值”，构建了混凝土耐久性综合评价方法，分析了温度、干湿循环等环境因素对混凝土l值的影响；揭示了28-d表观氯离子扩散系数D_(28)与月平均温度的最大值T_(max)以及龄期系数m与年温差ΔT_y之间的线性关系，从而建立了综合考虑干湿循环和温度影响的混凝土氯离子渗透性量化指标的简化计算公式，该公式物理意义明确、参数便于获取，适用于评价温度、干湿循环等复杂环境因素对混凝土氯离子渗透性的影响。
2023年11期 v.51;No.416 2846-2856页 [查看摘要][在线阅读][下载 2900K] [下载次数：968 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：18 ] |[阅读次数：3 ] - 刘镇;
海洋环境下，温度和干湿循环等复杂因素会加速混凝土中氯离子的传输过程，从而引发混凝土结构的耐久性失效破坏。因此，加强对该特殊腐蚀环境下混凝土耐久性评价的研究具有重要意义。目前，通常采用单一指标(氯离子扩散系数)量化环境因素对混凝土耐久性的影响，不能综合反映环境因素对氯离子传输过程的影响。基于Fick第二定律的控制方程，从扩散通量入手，推导出进入混凝土氯离子总量(累计氯离子含量)的解析解；基于累计氯离子含量，综合考虑温度、干湿循环2个典型的海洋环境因素，建立了混凝土氯离子渗透性量化指标“l值”，构建了混凝土耐久性综合评价方法，分析了温度、干湿循环等环境因素对混凝土l值的影响；揭示了28-d表观氯离子扩散系数D_(28)与月平均温度的最大值T_(max)以及龄期系数m与年温差ΔT_y之间的线性关系，从而建立了综合考虑干湿循环和温度影响的混凝土氯离子渗透性量化指标的简化计算公式，该公式物理意义明确、参数便于获取，适用于评价温度、干湿循环等复杂环境因素对混凝土氯离子渗透性的影响。
2023年11期 v.51;No.416 2846-2856页 [查看摘要][在线阅读][下载 2900K] [下载次数：968 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：18 ] |[阅读次数：3 ] - 卢烁;姜东兵;李琦琦;侯鹏坤;荣辉;赵丕琪;
水泥基涂层疏水化改性处理是提高其防护效果的有效途径，然而有机硅烷类疏水性材料存在分散性差、弱化涂层物理性能及耐久性的问题。以含羟基聚二甲基硅氧烷为第二油相(PDMS)，采用一步法高速剪切乳化工艺实现了高稳定/疏水型改性聚丙烯酸酯乳液的制备，并进一步构建了高耐久聚合物水泥基防护涂层。研究结果表明：相匹配的PDMS分子量、掺量、剪切速率可获得兼具良好稳定性和疏水性的改性乳液，乳液30 d未见分层现象、乳胶膜接触角提高24.9%、吸水率降低28.94%；制备的聚合物水泥基涂层展现了优异的力学性能、疏水性、耐紫外老化、耐海水和碱溶液浸泡性能，氯离子渗透系数仅为0.193×10~(–6 )mm~2/s；分析了乳液的改性机理与涂层耐久性增强机制。
2023年11期 v.51;No.416 2857-2867页 [查看摘要][在线阅读][下载 3195K] [下载次数：952 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：3 ] - 卢烁;姜东兵;李琦琦;侯鹏坤;荣辉;赵丕琪;
水泥基涂层疏水化改性处理是提高其防护效果的有效途径，然而有机硅烷类疏水性材料存在分散性差、弱化涂层物理性能及耐久性的问题。以含羟基聚二甲基硅氧烷为第二油相(PDMS)，采用一步法高速剪切乳化工艺实现了高稳定/疏水型改性聚丙烯酸酯乳液的制备，并进一步构建了高耐久聚合物水泥基防护涂层。研究结果表明：相匹配的PDMS分子量、掺量、剪切速率可获得兼具良好稳定性和疏水性的改性乳液，乳液30 d未见分层现象、乳胶膜接触角提高24.9%、吸水率降低28.94%；制备的聚合物水泥基涂层展现了优异的力学性能、疏水性、耐紫外老化、耐海水和碱溶液浸泡性能，氯离子渗透系数仅为0.193×10~(–6 )mm~2/s；分析了乳液的改性机理与涂层耐久性增强机制。
2023年11期 v.51;No.416 2857-2867页 [查看摘要][在线阅读][下载 3195K] [下载次数：952 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：3 ]
- 赖创林;刘乐平;刘剑辉;陈正;张树青;李明韬;韦峻峰;史才军;
本工作研究了碳化养护对水泥基材料早期抗碳酸水溶液腐蚀性能的影响。测试了经碳化养护后的试件在碳酸水溶液中不同浸泡龄期的抗压强度和腐蚀深度的变化，并采用X射线衍射分析(XRD)、热重分析(TG-DTG)、低场核磁共振仪(LF-NMR)和扫描电子显微镜(SEM)等测试手段，对碳酸溶液腐蚀后试件微观结构和腐蚀机理进行了分析。结果表明：碳化养护提高了砂浆试件在碳酸水溶液腐蚀前的初始抗压强度，碳化形成的方解石填充了孔隙，使得结构更加致密，从而阻碍碳酸水溶液向内的扩散速率；另外，致密且溶解速率更慢的方解石层包裹着水化硅酸钙(C-S-H)凝胶，减少了钙的溶出。碳化养护从这两方面减缓了碳酸水溶液的腐蚀速率，提高了水泥基材料的抗碳酸水溶液腐蚀性能，这使得砂浆试件浸泡90 d后的腐蚀深度降低了51%～68%，并减轻碳酸水溶液腐蚀后的强度损失。碳酸水溶液腐蚀前期，以C_3S、C_2S和CH的腐蚀为主，伴随CaCO_3的脱钙；腐蚀中后期，以CaCO_3的脱钙为主，伴随C-S-H凝胶的脱钙。
2023年11期 v.51;No.416 2890-2904页 [查看摘要][在线阅读][下载 4832K] [下载次数：1536 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：22 ] |[阅读次数：3 ] - 赖创林;刘乐平;刘剑辉;陈正;张树青;李明韬;韦峻峰;史才军;
本工作研究了碳化养护对水泥基材料早期抗碳酸水溶液腐蚀性能的影响。测试了经碳化养护后的试件在碳酸水溶液中不同浸泡龄期的抗压强度和腐蚀深度的变化，并采用X射线衍射分析(XRD)、热重分析(TG-DTG)、低场核磁共振仪(LF-NMR)和扫描电子显微镜(SEM)等测试手段，对碳酸溶液腐蚀后试件微观结构和腐蚀机理进行了分析。结果表明：碳化养护提高了砂浆试件在碳酸水溶液腐蚀前的初始抗压强度，碳化形成的方解石填充了孔隙，使得结构更加致密，从而阻碍碳酸水溶液向内的扩散速率；另外，致密且溶解速率更慢的方解石层包裹着水化硅酸钙(C-S-H)凝胶，减少了钙的溶出。碳化养护从这两方面减缓了碳酸水溶液的腐蚀速率，提高了水泥基材料的抗碳酸水溶液腐蚀性能，这使得砂浆试件浸泡90 d后的腐蚀深度降低了51%～68%，并减轻碳酸水溶液腐蚀后的强度损失。碳酸水溶液腐蚀前期，以C_3S、C_2S和CH的腐蚀为主，伴随CaCO_3的脱钙；腐蚀中后期，以CaCO_3的脱钙为主，伴随C-S-H凝胶的脱钙。
2023年11期 v.51;No.416 2890-2904页 [查看摘要][在线阅读][下载 4832K] [下载次数：1536 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：22 ] |[阅读次数：3 ] - 焦茂鹏;王鹏刚;田砾;崔东波;赵铁军;孙晓光;
混凝土中掺入氧化镁膨胀剂(MEA)是解决混凝土收缩开裂引起性能劣化的有效方式之一。S型MEA由于水化活性较低，可以长时间提供稳定的微膨胀补偿收缩，因此被较多地应用于工程中。将S型MEA以4%、5%、6%(质量分数)的掺量掺入混凝土中，系统研究了S型MEA对混凝土的微观结构与力学性能、收缩性能及耐久性能等宏观性能的影响。结果表明：水化产物Mg(OH)_2的结晶生长使混凝土微观孔隙产生膨胀，S型MEA掺量5%时混凝土28d孔隙率由7.93%增大到10.63%，因此水化早期混凝土强度降低，抗氯离子渗透能力降低；同时，混凝土10～50 nm范围内孔隙数量降低，混凝土的收缩性能得到改善，S型MEA掺量为4%、5%、6%时自收缩分别降低了25.66%、18.58%、46.02%。随着S型MEA的不断水化，Mg(OH)_2逐渐的填充作用降低混凝土孔隙率，提高了混凝土后期强度；然而随着S型MEA掺量提高，未水化的MgO引起的膨胀与冻融作用或硫酸盐侵蚀作用耦合时，则对混凝土耐久性能存在不利影响。最后，给出了S型MEA混凝土的收缩模型和氯离子渗透系数模型，可结合短龄期试验用于预测混凝土长期性能，对工程应用具有一定指导作用。
2023年11期 v.51;No.416 2905-2913页 [查看摘要][在线阅读][下载 1609K] [下载次数：1092 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：25 ] |[阅读次数：3 ] - 焦茂鹏;王鹏刚;田砾;崔东波;赵铁军;孙晓光;
混凝土中掺入氧化镁膨胀剂(MEA)是解决混凝土收缩开裂引起性能劣化的有效方式之一。S型MEA由于水化活性较低，可以长时间提供稳定的微膨胀补偿收缩，因此被较多地应用于工程中。将S型MEA以4%、5%、6%(质量分数)的掺量掺入混凝土中，系统研究了S型MEA对混凝土的微观结构与力学性能、收缩性能及耐久性能等宏观性能的影响。结果表明：水化产物Mg(OH)_2的结晶生长使混凝土微观孔隙产生膨胀，S型MEA掺量5%时混凝土28d孔隙率由7.93%增大到10.63%，因此水化早期混凝土强度降低，抗氯离子渗透能力降低；同时，混凝土10～50 nm范围内孔隙数量降低，混凝土的收缩性能得到改善，S型MEA掺量为4%、5%、6%时自收缩分别降低了25.66%、18.58%、46.02%。随着S型MEA的不断水化，Mg(OH)_2逐渐的填充作用降低混凝土孔隙率，提高了混凝土后期强度；然而随着S型MEA掺量提高，未水化的MgO引起的膨胀与冻融作用或硫酸盐侵蚀作用耦合时，则对混凝土耐久性能存在不利影响。最后，给出了S型MEA混凝土的收缩模型和氯离子渗透系数模型，可结合短龄期试验用于预测混凝土长期性能，对工程应用具有一定指导作用。
2023年11期 v.51;No.416 2905-2913页 [查看摘要][在线阅读][下载 1609K] [下载次数：1092 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：25 ] |[阅读次数：3 ] - 李传习;王圣杰;夏雨航;张怀宇;廖小平;黄大成;
为了降低超高性能混凝土(UHPC)的黏度，提高其工作性能，借鉴表面化学的研究成果，选用具有亲水性官能团的氨基硅烷(KH550)作为UHPC混合料的辅助外加剂，在UHPC混合料组分或配合比不变条件下，研究了水解硅烷配合比和水解硅烷的掺量对UHPC力学性能和流变性能的影响，揭示了UHPC力学与流变性能的硅烷改性机制。结果表明：KH550适合在无水乙醇和去离子水(或自来水)的混合溶剂中水解，水解最佳的配合比(质量比)为m_1 (KH550)∶m_2 (去离子水或自来水)∶m3(无水乙醇)=1.0∶3.0∶(2.5～5.0)，水解工艺为：三者混合后，用玻璃棒搅拌3 min，水解2 h以上；UHPC中的最佳硅烷掺量(按与UHPC中硅灰的质量比计)为1%；可以采用Bingham模型描述水解硅烷改性的UHPC的流变行为；基于水解硅烷改性的新拌UHPC流变性能大幅提升，但对力学性能的影响可忽略不计。
2023年11期 v.51;No.416 2914-2923页 [查看摘要][在线阅读][下载 2143K] [下载次数：985 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：3 ] - 李传习;王圣杰;夏雨航;张怀宇;廖小平;黄大成;
为了降低超高性能混凝土(UHPC)的黏度，提高其工作性能，借鉴表面化学的研究成果，选用具有亲水性官能团的氨基硅烷(KH550)作为UHPC混合料的辅助外加剂，在UHPC混合料组分或配合比不变条件下，研究了水解硅烷配合比和水解硅烷的掺量对UHPC力学性能和流变性能的影响，揭示了UHPC力学与流变性能的硅烷改性机制。结果表明：KH550适合在无水乙醇和去离子水(或自来水)的混合溶剂中水解，水解最佳的配合比(质量比)为m_1 (KH550)∶m_2 (去离子水或自来水)∶m3(无水乙醇)=1.0∶3.0∶(2.5～5.0)，水解工艺为：三者混合后，用玻璃棒搅拌3 min，水解2 h以上；UHPC中的最佳硅烷掺量(按与UHPC中硅灰的质量比计)为1%；可以采用Bingham模型描述水解硅烷改性的UHPC的流变行为；基于水解硅烷改性的新拌UHPC流变性能大幅提升，但对力学性能的影响可忽略不计。
2023年11期 v.51;No.416 2914-2923页 [查看摘要][在线阅读][下载 2143K] [下载次数：985 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：3 ] - 张紫薇;刘振陶;李国新;
通过水热合成法制备了不同Ca/Si比的水化硅酸钙(C-S-H)，并在6 mol/LNH4Cl溶液中加速脱钙，对不同Ca/Si比C-S-H脱钙前后的化学成分、链结构和微观结构进行分析。结果表明：C-S-H为不规则团聚体形成的凝胶结构。随着Ca/Si比增加，C-S-H中的二聚体和链端基团含量增加，平均聚合度和平均链长减小。脱钙后，C-S-H结构发生解体，硅酸盐链相互交联形成三维网状结构的硅胶，导致C-S-H失去其胶凝性能。
2023年11期 v.51;No.416 2924-2930页 [查看摘要][在线阅读][下载 2094K] [下载次数：1021 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：16 ] |[阅读次数：3 ] - 张紫薇;刘振陶;李国新;
通过水热合成法制备了不同Ca/Si比的水化硅酸钙(C-S-H)，并在6 mol/LNH4Cl溶液中加速脱钙，对不同Ca/Si比C-S-H脱钙前后的化学成分、链结构和微观结构进行分析。结果表明：C-S-H为不规则团聚体形成的凝胶结构。随着Ca/Si比增加，C-S-H中的二聚体和链端基团含量增加，平均聚合度和平均链长减小。脱钙后，C-S-H结构发生解体，硅酸盐链相互交联形成三维网状结构的硅胶，导致C-S-H失去其胶凝性能。
2023年11期 v.51;No.416 2924-2930页 [查看摘要][在线阅读][下载 2094K] [下载次数：1021 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：16 ] |[阅读次数：3 ] - 郭瑞奇;许鑫;任辉启;尤奇;孙金磊;李江南;刘兵;
在人工海水拌制的珊瑚砂水泥砂浆中复掺2.0%纳米SiO_2和0.4%玄武岩纤维以提升其力学性能，采用带有主动围压装置的分离式Hopkinson压杆对其进行不同围压(0～20MPa)下的冲击压缩实验，研究纳米SiO_2增强珊瑚砂水泥砂浆在不同围压和不同应变率下的动态力学性能。结果表明：无围压(单轴冲击)试件的破坏形态呈现为粉碎状，具有明显的脆性特征；主动围压作用下试件受冲击后的完整性较好，属于压剪破坏，而且试件发生由脆性到塑性的转变，韧性得到提升。从得到的动态应力–应变曲线可以看出试件强度比静态下提高2.08～3.43倍，动态抗压强度是无围压(单轴冲击)的1.88～2.35倍。通过分析材料的动态增强因子和围压增长因子对应变率和围压变化影响，得到了相关经验公式。通过对能量耗散情况的分析，结果表明围压可以提升纳米SiO_2增强珊瑚砂水泥砂浆的比能量吸收值。
2023年11期 v.51;No.416 2931-2941页 [查看摘要][在线阅读][下载 1740K] [下载次数：505 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：3 ] - 郭瑞奇;许鑫;任辉启;尤奇;孙金磊;李江南;刘兵;
在人工海水拌制的珊瑚砂水泥砂浆中复掺2.0%纳米SiO_2和0.4%玄武岩纤维以提升其力学性能，采用带有主动围压装置的分离式Hopkinson压杆对其进行不同围压(0～20MPa)下的冲击压缩实验，研究纳米SiO_2增强珊瑚砂水泥砂浆在不同围压和不同应变率下的动态力学性能。结果表明：无围压(单轴冲击)试件的破坏形态呈现为粉碎状，具有明显的脆性特征；主动围压作用下试件受冲击后的完整性较好，属于压剪破坏，而且试件发生由脆性到塑性的转变，韧性得到提升。从得到的动态应力–应变曲线可以看出试件强度比静态下提高2.08～3.43倍，动态抗压强度是无围压(单轴冲击)的1.88～2.35倍。通过分析材料的动态增强因子和围压增长因子对应变率和围压变化影响，得到了相关经验公式。通过对能量耗散情况的分析，结果表明围压可以提升纳米SiO_2增强珊瑚砂水泥砂浆的比能量吸收值。
2023年11期 v.51;No.416 2931-2941页 [查看摘要][在线阅读][下载 1740K] [下载次数：505 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：3 ] - 韦峻峰;刘乐平;刘剑辉;陈正;张树青;李明韬;赖创林;史才军;
当地下水含较高浓度的碳酸和氯离子时，碳酸水溶液对地下混凝土结构的腐蚀会导致氯离子在混凝土中的迁移更快。本工作研究了碳酸水溶液环境里氯离子在砂浆中的迁移特性，用X射线衍射分析(XRD)、热重分析(TG-DTG)和扫描电子显微镜(SEM-EDS)分析了碳酸水溶液-氯离子侵蚀下净浆侵蚀产物以及微观形貌的变化。结果表明：碳酸水溶液侵蚀前期，氢氧化钙和水化硅酸钙(C-S-H)凝胶脱钙碳化生成碳酸钙填充了砂浆的孔隙结构，抑制了氯离子在砂浆中的迁移；侵蚀后期，由于碳酸钙的溶解以及低钙硅比的C-S-H凝胶转变为无定型硅胶共同导致了砂浆孔隙率增大，氯离子在砂浆中的迁移加快；碳酸水溶液侵蚀导致了水泥基材料中Friedel’s盐的分解以及C-S-H凝胶吸附氯离子能力的下降；降低水灰比能增加砂浆抗碳酸水溶液侵蚀能力及降低氯离子的迁移速度。
2023年11期 v.51;No.416 2942-2954页 [查看摘要][在线阅读][下载 3116K] [下载次数：396 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：3 ] - 韦峻峰;刘乐平;刘剑辉;陈正;张树青;李明韬;赖创林;史才军;
当地下水含较高浓度的碳酸和氯离子时，碳酸水溶液对地下混凝土结构的腐蚀会导致氯离子在混凝土中的迁移更快。本工作研究了碳酸水溶液环境里氯离子在砂浆中的迁移特性，用X射线衍射分析(XRD)、热重分析(TG-DTG)和扫描电子显微镜(SEM-EDS)分析了碳酸水溶液-氯离子侵蚀下净浆侵蚀产物以及微观形貌的变化。结果表明：碳酸水溶液侵蚀前期，氢氧化钙和水化硅酸钙(C-S-H)凝胶脱钙碳化生成碳酸钙填充了砂浆的孔隙结构，抑制了氯离子在砂浆中的迁移；侵蚀后期，由于碳酸钙的溶解以及低钙硅比的C-S-H凝胶转变为无定型硅胶共同导致了砂浆孔隙率增大，氯离子在砂浆中的迁移加快；碳酸水溶液侵蚀导致了水泥基材料中Friedel’s盐的分解以及C-S-H凝胶吸附氯离子能力的下降；降低水灰比能增加砂浆抗碳酸水溶液侵蚀能力及降低氯离子的迁移速度。
2023年11期 v.51;No.416 2942-2954页 [查看摘要][在线阅读][下载 3116K] [下载次数：396 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：3 ] - 王德辉;张奇志;龚青南;罗素蓉;
近些年，海水海砂混凝土的特性是一个研究热点，鲜有人关注海水海砂混凝土的碱硅酸反应。为了阐明辅助性胶凝材料对海水海砂混凝土碱硅酸反应特性的影响，采用单一质心法设计了水泥-偏高岭土-粉煤灰-矿粉四元胶凝材料，研究辅助性胶凝材料对海水海砂混凝土的碱硅酸反应(Alkali-silica reaction-ASR)产物、孔结构、孔溶液pH值和碱离子含量、膨胀率的影响。结果表明：海水海砂混凝土碱硅酸反应的非晶态产物ASR-P1(K_(0.52)Ca_(1.16)Si_4O_8(OH)_(2.84)·1.5H_2O)和晶态产物Na-shlykovite(NaCaSi_4O_8(OH)_3·2.3H_2O)的含量与其辅助性胶凝材料中活性SiO_2、Al_2O_3含量成反比。在不同胶凝材料组成下，25%偏高岭土+25%粉煤灰+50%水泥制备浆体的pH值最低，Na~+、K~+、Ca~(2+)含量最小，ASR-P1和Na-shlykovite含量最低，孔隙率最大，有害孔和多害孔含量最低，14 d和28 d膨胀率均为最小。本研究可为海水海砂混凝土的胶凝材料组成设计提供理论参考，并提高海洋工程海水海砂混凝土结构的使用寿命。
2023年11期 v.51;No.416 2955-2965页 [查看摘要][在线阅读][下载 2000K] [下载次数：541 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：13 ] |[阅读次数：3 ] - 王德辉;张奇志;龚青南;罗素蓉;
近些年，海水海砂混凝土的特性是一个研究热点，鲜有人关注海水海砂混凝土的碱硅酸反应。为了阐明辅助性胶凝材料对海水海砂混凝土碱硅酸反应特性的影响，采用单一质心法设计了水泥-偏高岭土-粉煤灰-矿粉四元胶凝材料，研究辅助性胶凝材料对海水海砂混凝土的碱硅酸反应(Alkali-silica reaction-ASR)产物、孔结构、孔溶液pH值和碱离子含量、膨胀率的影响。结果表明：海水海砂混凝土碱硅酸反应的非晶态产物ASR-P1(K_(0.52)Ca_(1.16)Si_4O_8(OH)_(2.84)·1.5H_2O)和晶态产物Na-shlykovite(NaCaSi_4O_8(OH)_3·2.3H_2O)的含量与其辅助性胶凝材料中活性SiO_2、Al_2O_3含量成反比。在不同胶凝材料组成下，25%偏高岭土+25%粉煤灰+50%水泥制备浆体的pH值最低，Na~+、K~+、Ca~(2+)含量最小，ASR-P1和Na-shlykovite含量最低，孔隙率最大，有害孔和多害孔含量最低，14 d和28 d膨胀率均为最小。本研究可为海水海砂混凝土的胶凝材料组成设计提供理论参考，并提高海洋工程海水海砂混凝土结构的使用寿命。
2023年11期 v.51;No.416 2955-2965页 [查看摘要][在线阅读][下载 2000K] [下载次数：541 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：13 ] |[阅读次数：3 ] - 姚田帅;田青;张苗;祁帅;王成;阮梦月;
采用物理发泡法以再生微粉和矿渣为主要原料，NaOH溶液为碱激发剂，制备了泡沫保温材料，通过测试泡沫的失活过程与浆体的流变特性，并结合硬化后试件的物理力学性能，探讨了碱激发剂掺量、CaCl_2?6H_2O掺量以及预制泡沫掺量对泡沫保温材料性能的影响，并借助图像分析法与X射线衍射分析了其微观结构及反应机理。结果表明：试样的抗压强度随碱激发剂掺量的增加先增大后减小，并在碱掺量为5%时达到最大值，但碱掺量对孔隙率与干密度的影响较小。CaCl_2?6H_2O的加入显著缩短了浆体的凝结时间，使得浆体与预制泡沫达到较好的匹配状态，可有效细化孔隙并提高试件的抗压强度与热惰性。改变泡沫掺量可有效调控材料的密度等级，随着泡沫掺量的增加，孔隙分布逐渐粗化，抗压强度及导热系数不断下降。矿渣与再生微粉的活性皆可被有效激发，两者可起到协调补充的作用，达到协同利用固废的效果。
2023年11期 v.51;No.416 2966-2977页 [查看摘要][在线阅读][下载 2481K] [下载次数：749 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：16 ] |[阅读次数：3 ] - 姚田帅;田青;张苗;祁帅;王成;阮梦月;
采用物理发泡法以再生微粉和矿渣为主要原料，NaOH溶液为碱激发剂，制备了泡沫保温材料，通过测试泡沫的失活过程与浆体的流变特性，并结合硬化后试件的物理力学性能，探讨了碱激发剂掺量、CaCl_2?6H_2O掺量以及预制泡沫掺量对泡沫保温材料性能的影响，并借助图像分析法与X射线衍射分析了其微观结构及反应机理。结果表明：试样的抗压强度随碱激发剂掺量的增加先增大后减小，并在碱掺量为5%时达到最大值，但碱掺量对孔隙率与干密度的影响较小。CaCl_2?6H_2O的加入显著缩短了浆体的凝结时间，使得浆体与预制泡沫达到较好的匹配状态，可有效细化孔隙并提高试件的抗压强度与热惰性。改变泡沫掺量可有效调控材料的密度等级，随着泡沫掺量的增加，孔隙分布逐渐粗化，抗压强度及导热系数不断下降。矿渣与再生微粉的活性皆可被有效激发，两者可起到协调补充的作用，达到协同利用固废的效果。
2023年11期 v.51;No.416 2966-2977页 [查看摘要][在线阅读][下载 2481K] [下载次数：749 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：16 ] |[阅读次数：4 ] - 韩志远;勾明雷;陈紫宛;段永华;刘振;
低硅铝比X分子筛(LSX)经锂改性后因具有较高的N_2吸附量和氮氧分离系数，在变压吸附(PSA)领域具有广泛的应用，但合成LSX分子筛的原料价格逐年上涨，导致其生产成本居高不下。钾长石(KAl Si_3O_8)富含氧化铝和氧化硅，钾还可以作为LSX分子筛的结构导向剂，是合成LSX分子筛的理想原料，可大大降低其生产成本。以嵩县钾长石为原料，经高温煅烧活化，加入晶种导向剂，采用导向剂法合成出了LSX分子筛，考察了硅铝比[n(SiO_2)/n(Al_2O_3)]、碱硅比n[(Na_2O+K_2O)/n(SiO_2)]、水碱比[n(H_2O)/n(Na_2O+K_2O)]、晶种导向剂用量(wSDA)、晶化温度(Tcry)、晶化时间(tcry)等对产物结构和性能的影响。结果表明，当n(SiO_2)/n(Al_2O_3)=2.1～2.2,n(Na_2O+K_2O)/n(SiO_2)=2.0～2.2,n(H_2O)/n(Na_2O+K_2O)=35～45,wSDA=3%～5%,Tcry=90～100℃，tcry=10～14 h，所得LSX分子筛结晶度较高，颗粒大小为5～8μm,Li+最大交换度可达98.7%，达到了工业上氮氧吸附分离所需的条件(Li+交换度大于96%)。
2023年11期 v.51;No.416 2978-2985页 [查看摘要][在线阅读][下载 3149K] [下载次数：405 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：3 ] - 韩志远;勾明雷;陈紫宛;段永华;刘振;
低硅铝比X分子筛(LSX)经锂改性后因具有较高的N_2吸附量和氮氧分离系数，在变压吸附(PSA)领域具有广泛的应用，但合成LSX分子筛的原料价格逐年上涨，导致其生产成本居高不下。钾长石(KAl Si_3O_8)富含氧化铝和氧化硅，钾还可以作为LSX分子筛的结构导向剂，是合成LSX分子筛的理想原料，可大大降低其生产成本。以嵩县钾长石为原料，经高温煅烧活化，加入晶种导向剂，采用导向剂法合成出了LSX分子筛，考察了硅铝比[n(SiO_2)/n(Al_2O_3)]、碱硅比n[(Na_2O+K_2O)/n(SiO_2)]、水碱比[n(H_2O)/n(Na_2O+K_2O)]、晶种导向剂用量(wSDA)、晶化温度(Tcry)、晶化时间(tcry)等对产物结构和性能的影响。结果表明，当n(SiO_2)/n(Al_2O_3)=2.1～2.2,n(Na_2O+K_2O)/n(SiO_2)=2.0～2.2,n(H_2O)/n(Na_2O+K_2O)=35～45,wSDA=3%～5%,Tcry=90～100℃，tcry=10～14 h，所得LSX分子筛结晶度较高，颗粒大小为5～8μm,Li+最大交换度可达98.7%，达到了工业上氮氧吸附分离所需的条件(Li+交换度大于96%)。
2023年11期 v.51;No.416 2978-2985页 [查看摘要][在线阅读][下载 3149K] [下载次数：405 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：3 ] - 庞博;刘润清;
磷酸镁水泥(MPC)可用于固化危险废物中的重金属离子，重金属离子的引入会导致固化体的长期力学性能显著降低。针对目前所存在的问题，提出了一种掺K型鸟粪石强化MPC固化Pb~(2+)的方法，在保证毒性浸出满足要求时，解决MPC固化后期力学性能损失大的问题。结果表明：K型鸟粪石强化MPC固化Pb~(2+)的28、180 d的浸出浓度为0.63、1.91 mg/L,180 d的抗压强度与未固化Pb~(2+)的MPC (不掺K型鸟粪石)抗压强度相接近，达到了MPC满足毒性浸出要求又可以提高力学性能的强化目的；K型鸟粪石强化固化作用主要是由于提高固化体的密实度并且具有吸附性，提高了对Pb~(2+)的长期固化效果。
2023年11期 v.51;No.416 2986-2991页 [查看摘要][在线阅读][下载 1147K] [下载次数：531 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：3 ] - 庞博;刘润清;
磷酸镁水泥(MPC)可用于固化危险废物中的重金属离子，重金属离子的引入会导致固化体的长期力学性能显著降低。针对目前所存在的问题，提出了一种掺K型鸟粪石强化MPC固化Pb~(2+)的方法，在保证毒性浸出满足要求时，解决MPC固化后期力学性能损失大的问题。结果表明：K型鸟粪石强化MPC固化Pb~(2+)的28、180 d的浸出浓度为0.63、1.91 mg/L,180 d的抗压强度与未固化Pb~(2+)的MPC (不掺K型鸟粪石)抗压强度相接近，达到了MPC满足毒性浸出要求又可以提高力学性能的强化目的；K型鸟粪石强化固化作用主要是由于提高固化体的密实度并且具有吸附性，提高了对Pb~(2+)的长期固化效果。
2023年11期 v.51;No.416 2986-2991页 [查看摘要][在线阅读][下载 1147K] [下载次数：531 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：3 ]
- 刘江峰;张翔宇;陈亮;王驹;刘健;任增增;
低pH值水泥基材料作为一种特殊水泥基材料主要应用于中低放射性废物和重金属污染物的固化以及高放废物处置库工程。本文对混合水泥、硅酸镁水泥和磷酸镁水泥3种不同类型的低pH值水泥基材料体系的孔溶液pH值的主要影响因素及变化规律进行了分析；总结了低pH值水泥基材料流动性、抗压强度、耐久性和固化性能的研究现状；并对低pH值水泥基材料在固化中低放射性废物和重金属污染物以及高放处置库工程中的应用进行了探讨。
2023年11期 v.51;No.416 2992-3004页 [查看摘要][在线阅读][下载 1888K] [下载次数：985 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：3 ] - 刘江峰;张翔宇;陈亮;王驹;刘健;任增增;
低pH值水泥基材料作为一种特殊水泥基材料主要应用于中低放射性废物和重金属污染物的固化以及高放废物处置库工程。本文对混合水泥、硅酸镁水泥和磷酸镁水泥3种不同类型的低pH值水泥基材料体系的孔溶液pH值的主要影响因素及变化规律进行了分析；总结了低pH值水泥基材料流动性、抗压强度、耐久性和固化性能的研究现状；并对低pH值水泥基材料在固化中低放射性废物和重金属污染物以及高放处置库工程中的应用进行了探讨。
2023年11期 v.51;No.416 2992-3004页 [查看摘要][在线阅读][下载 1888K] [下载次数：985 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：3 ] - 刘金龙;赵子辰;赵上熳;朱肖华;王鹏;郭津瑞;郭明明;魏俊俊;陈良贤;李建林;李成明;
金刚石作为超宽禁带半导体材料的代表，逐渐成为大家关注的热点。尽管在材料制备、器件研制与性能方面取得了一定进展，但其半导体掺杂技术至今没有很好解决。氢终端金刚石由于具有典型的二维空穴气而被广泛应用于微波功率器件的研究，但其存在稳定性不佳、界面态浓度较高等问题。相比而言，近年来出现的硅终端(C—Si)金刚石具有比氢终端(C—H)金刚石更低的界面态密度、更高的阈值电压、载流子密度和稳定性等优点，有望解决氢终端金刚石半导体器件的问题。硅终端金刚石电子器件表现出高阈值电压的增强型特性，其机制尚不明确。本文从氢终端金刚石的结构、导电机理出发，分析限制其发展的主要问题，并综述了硅终端金刚石的导电机理、制备方法以及相应的界面结构，初步分析了硅终端MOSFETs的性能水平，最后阐述了目前硅终端金刚石发展存在的问题并展望了其发展前景。
2023年11期 v.51;No.416 3005-3014页 [查看摘要][在线阅读][下载 1807K] [下载次数：695 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：3 ] - 刘金龙;赵子辰;赵上熳;朱肖华;王鹏;郭津瑞;郭明明;魏俊俊;陈良贤;李建林;李成明;
金刚石作为超宽禁带半导体材料的代表，逐渐成为大家关注的热点。尽管在材料制备、器件研制与性能方面取得了一定进展，但其半导体掺杂技术至今没有很好解决。氢终端金刚石由于具有典型的二维空穴气而被广泛应用于微波功率器件的研究，但其存在稳定性不佳、界面态浓度较高等问题。相比而言，近年来出现的硅终端(C—Si)金刚石具有比氢终端(C—H)金刚石更低的界面态密度、更高的阈值电压、载流子密度和稳定性等优点，有望解决氢终端金刚石半导体器件的问题。硅终端金刚石电子器件表现出高阈值电压的增强型特性，其机制尚不明确。本文从氢终端金刚石的结构、导电机理出发，分析限制其发展的主要问题，并综述了硅终端金刚石的导电机理、制备方法以及相应的界面结构，初步分析了硅终端MOSFETs的性能水平，最后阐述了目前硅终端金刚石发展存在的问题并展望了其发展前景。
2023年11期 v.51;No.416 3005-3014页 [查看摘要][在线阅读][下载 1807K] [下载次数：695 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：4 ] - 杨进;段晓鹏;邱金胤;苏英;贺行洋;
水泥混凝土由于脆性大、早期易收缩变形等特点，导致服役过程中易发生开裂，并诱发混凝土结构渗水漏水等问题。混凝土开裂渗漏的及时与有效修复一直是工程界关注的重点。高吸水树脂(SAP)水凝胶是近几年发展的一种新型自封堵材料，具有快速吸水，且体积显著膨胀的特性，在潮湿环境中混凝土的裂纹愈合封堵方面具有较大应用潜力。本文分析了水凝胶的裂纹自封堵机理，综述了水凝胶用于混凝土裂纹自封堵的设计方法，归纳了水凝胶对混凝土抗渗、力学及耐久性恢复的影响规律，总结了裂纹愈合封堵测试评价方法。最后，对当前水凝胶作为裂纹自封堵材料面临的主要挑战及未来方向进行了展望。
2023年11期 v.51;No.416 3015-3024页 [查看摘要][在线阅读][下载 1033K] [下载次数：1306 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：20 ] |[阅读次数：3 ] - 杨进;段晓鹏;邱金胤;苏英;贺行洋;
水泥混凝土由于脆性大、早期易收缩变形等特点，导致服役过程中易发生开裂，并诱发混凝土结构渗水漏水等问题。混凝土开裂渗漏的及时与有效修复一直是工程界关注的重点。高吸水树脂(SAP)水凝胶是近几年发展的一种新型自封堵材料，具有快速吸水，且体积显著膨胀的特性，在潮湿环境中混凝土的裂纹愈合封堵方面具有较大应用潜力。本文分析了水凝胶的裂纹自封堵机理，综述了水凝胶用于混凝土裂纹自封堵的设计方法，归纳了水凝胶对混凝土抗渗、力学及耐久性恢复的影响规律，总结了裂纹愈合封堵测试评价方法。最后，对当前水凝胶作为裂纹自封堵材料面临的主要挑战及未来方向进行了展望。
2023年11期 v.51;No.416 3015-3024页 [查看摘要][在线阅读][下载 1033K] [下载次数：1306 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：20 ] |[阅读次数：3 ] - 刘一帆;吴泽媚;张轩翰;史才军;
超高性能混凝土(UHPC)是一种具有超高强度、高韧性和优异耐久性的新型水泥基复合材料。由于它的水胶比低、细颗粒用量大，导致新拌浆体黏度高、纤维易成团、泵送困难等问题，不利于混凝土的匀质性及纤维对UHPC增强增韧作用的发挥。本文从流变表征和模型层面综述了UHPC的流变特性，基于水胶比、外加剂、矿物掺合料、纤维及骨料特性等因素对UHPC流变性能的影响，讨论分析了UHPC流变行为调控技术，包括调控水膜层厚度、调控浆膜层厚度、降低间隙液黏度、掺入黏度调节外加剂、改变纤维特性等5个方面及其调控作用机理。
2023年11期 v.51;No.416 3025-3038页 [查看摘要][在线阅读][下载 841K] [下载次数：2389 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：33 ] |[阅读次数：3 ] - 刘一帆;吴泽媚;张轩翰;史才军;
超高性能混凝土(UHPC)是一种具有超高强度、高韧性和优异耐久性的新型水泥基复合材料。由于它的水胶比低、细颗粒用量大，导致新拌浆体黏度高、纤维易成团、泵送困难等问题，不利于混凝土的匀质性及纤维对UHPC增强增韧作用的发挥。本文从流变表征和模型层面综述了UHPC的流变特性，基于水胶比、外加剂、矿物掺合料、纤维及骨料特性等因素对UHPC流变性能的影响，讨论分析了UHPC流变行为调控技术，包括调控水膜层厚度、调控浆膜层厚度、降低间隙液黏度、掺入黏度调节外加剂、改变纤维特性等5个方面及其调控作用机理。
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