【专题推荐】土木工程材料

生态混凝土绿色护坡的植生性与耐久性

作为传统边坡防护混凝土的替代品，在实际工程中，大孔隙护坡生态混凝土可有效保护服役地区的边坡生态环境，具有较好的生态和社会效益。通过植生性能、耐久性试验及微观机理分析，研究大孔隙护坡生态混凝土内部碱环境的关键调控方法。结果表明：复合降碱方法可以实现较好的降碱效果；降碱处理后的大孔隙护坡生态混凝土与黑麦草和高羊茅具有很好的匹配性，满足植被的生长需求；植物生长前后，生态混凝土的抗压强度及孔隙率未产生显著变化。生态混凝土碱环境调控方法与草种协同技术的提出有利于大孔隙护坡生态混凝土的性能提升，进一步推动“绿色可持续型”生态混凝土材料在护坡工程中的实际应用。

基础设施;复合降碱方法;植生试验;生态混凝土;力学性能;耐久性

考虑界面过渡区及集料因素的水泥基材料碳化模型

集料和界面过渡区对水泥基材料抗碳化性能有显著影响。基于Fick第二定律，提出一种考虑集料和界面过渡区影响的CO2扩散模型，模型中首次引入界面过渡区的扩散系数并给出相应参数的计算方法，并基于质量守恒定律给出CO2反应模型，利用该模型研究荷载作用下C30和C50混凝土中CO2的浓度分布。结果表明，考虑集料和界面过渡区影响能更准确地计算CO2在水泥基材料中的扩散系数及碳化深度值。通过与文献中的试验数据进行比较，进一步验证了理论模型的可靠性。模型将集料和界面过渡区作为评价混凝土耐久性的重要因素，为钢筋混凝土结构的设计和寿命预测提供依据。

水泥基材料;界面过渡区;集料;碳化模型

非均匀吸放湿过程对建材导热系数的影响

在针对含湿建材导热系数的研究中，预测模型一般假设材料含湿均匀，试验测量多采用均匀增湿方案，但实际使用过程中，受室内外湿度及气象条件影响，造成吸放湿过程中湿组分非均匀分布，相同含湿量下吸放湿过程中的材料导热系数存在差异。通过对孔隙特征不同的加气混凝土(AAC)、发泡水泥(FC)、红砖(RB)材料进行增减湿试验，控制试件在试验环境中的放置时间获得质量含湿量不均匀的试件，选择瞬态导热系数测量方案，通过分析含湿多孔建材增/减湿全过程导热系数变化趋势，研究非均匀湿分布材料导热系数变化特性。结果表明：AAC、FC、RB加湿过程导热系数相较干燥状态下分别增长了279%、266%、106%。增减湿过程中，含湿量相同的AAC导热系数差值范围约为-20.2%~63.4%，FC差值范围约为14.5%~53.3%，RB差值范围约为-18.0%~37.4%。

湿组分;非均匀分布;多孔建筑材料;导热系数

湿热地区生物炭透水混凝土的热湿性能

透水混凝土因丰富的孔隙结构而具有良好的渗透和调湿性能，不仅能渗透降雨以减少地表径流，还能在内部截留一定的水分并通过水分蒸发降低表面温度。为提高透水混凝土的保水性以延长其降温效果，利用农业废弃物制成生物炭作为保水填料，并按照一定质量比取代水泥，制备出生物炭透水混凝土，分析生物炭对透水混凝土力学性能的影响，进而在最佳取代率下探讨生物炭对透水混凝土的热物参数和吸水蒸发降温性能的影响。结果表明：当生物炭取代率小于5.0%时，研磨后的超细炭颗粒可以充分发挥填充和内固化效应，有效提高透水混凝土的力学性能；生物炭的掺入对其发射率影响并不显著，但降低了反射率和导热系数；生物炭具有较高的比表面积和丰富的孔隙，添加到透水混凝土后能显著提高其毛细吸水能力和保水能力，而额外吸收的水分能有效降低其表面温度3~6 ℃，维持14~18 h的蒸发冷却效果。

农业废弃物;生物炭;透水混凝土;保水能力;蒸发降温

玄武岩纤维-木纤维复合碱式硫酸镁水泥性能的改性机理

以碱式硫酸镁水泥（BMSC）为基质，以生物基循环木纤维（RWF）为轻质填料，并掺入玄武岩纤维（BF）为增强改性材料，开发出一种轻质高强、高韧性的碱式硫酸镁复合材料。从RWF填料和不同体积占比、不同长度的BF纤维出发，讨论其对改性后BMSC复合材料的流动性、分散系数（纤维）、密度、抗压强度和抗折强度的影响；通过SEM、EDS、XRD微观表征分析对复合材料微观结构的形成进行研究。结果表明：RWF的加入虽然显著降低了BMSC的材料密度，但RWF与BF结合形成复合纤维体系能明显提升BMSC复合材料的力学性能，尤其是抗折强度，较未添加RWF和BF的原生BMSC材料提升比例最高达80%以上；通过微观表征分析发现，RWF在BMSC中拥有良好的界面黏结性能，RWF与BF的共同存在使BMSC材料形成镁水泥基质-循环木纤维-玄武岩纤维体系，提升了复合材料的强度；采用基于图像识别技术的半定量化方法对碱式硫酸镁水泥5·1·7相晶体的发展程度进行辅助量化分析，为材料制备过程中BMSC产品性能的控制提供可能。

镁水泥;生物基填料;玄武岩纤维;抗压强度;抗折强度;水化产物

低活性矿渣内养护水泥砂浆自收缩与电阻率的关系

以预吸水低活性矿渣替代细集料作为内养护材料，研究低活性矿渣内养护砂浆自收缩与电阻率的变化规律，揭示两者的关系。结果表明：随着低活性矿渣掺量的增加，砂浆早期强度降低幅度大，随着龄期的延长，砂浆中后期强度降低幅度小于早期，建议低活性矿渣的合适掺量取为细集料质量的15%~25%；低活性矿渣内养护对砂浆电阻率发展影响明显，凝结硬化前，浆体电阻率随低活性矿渣掺量的增大而增大；凝结硬化后，浆体电阻率随低活性矿渣掺量的增大而减小；低活性矿渣内养护能有效抑制浆体各阶段的自收缩，尤其在快速收缩阶段和短暂膨胀阶段作用最为明显，同时，36 h龄期后电阻率与自收缩有很好的对应关系，可通过电阻率发展趋势预测自收缩的变化情况。

水泥砂浆;内养护;自收缩;电阻率;低活性矿渣

电解锰渣胶结膏体材料的充填性能

针对电解锰渣占用大量土地资源、易产生重金属污染等问题，使用电解锰渣基胶凝材料、原状电解锰渣、中粗砂等材料制备电解锰渣自胶结膏体充填材料用于矿山回填。测试充填材料水化浆体流动度、试件抗压强度和浸出毒性，以评价该材料的性能，并用X射线衍射、扫描电镜进行表征。结果表明：该充填材料浆体流动度达到200 mm，流动性能满足充填技术要求；充填材料固化体固化28 d后，抗压强度可达到1.5 MPa以上，达到矿采场充填体强度要求；充填材料浸出毒性明显降低，主要污染重金属Mn、Co被充分固化稳定，浸出毒性满足地下水标准。固化体XRD及SEM分析发现，该充填材料水化生成的水化硅酸钙、钙矾石等晶体是固化体强度稳定、重金属得以固化的主要原因。研究表明，该方法能有效固化/稳定化电解锰渣，降低环境污染风险。

电解锰渣;自胶结;浸出毒性;流动度;抗压强度

负载纳米TiO2石英砂功能集料-水泥石的界面粘结性能

光催化水泥基材料是先进建筑功能材料的研究热点之一，但传统内掺法制备的TiO2-水泥基复合材料中TiO2有效利用率低、经济效益差。针对此问题，采用负载法制备纳米TiO2功能集料（QST），并将QST集料负载于普通水泥砂浆表面。研究QST集料对水泥砂浆干缩性能的影响，通过拉拔法测试QST集料与水泥石的界面粘结力；采用SEM、EDS、MIP等微观测试方法，研究纳米TiO2对集料-水泥石界面过渡区水化产物、孔结构的影响。结果表明：与普通石英砂集料相比，表面负载纳米TiO2的石英砂功能集料可减少水泥砂浆的干缩，提高集料-水泥石的界面粘结力。在QST集料-水泥石的界面过渡区，纳米TiO2促进了水泥浆体的水化，减少了界面过渡区Ca(OH)2的富集，细化并改善了界面过渡区的孔结构。

功能集料;界面黏结力;界面过渡区;水化产物;孔结构

基于直流阶跃暂态电阻法的混凝土渗透性表征

渗透性是影响混凝土耐久性的最重要指标，当前工程中所用混凝土渗透性试验方法，无论是水渗透性还是氯离子渗透性，其测试过程都存在耗时长、操作不便的缺点。为解决混凝土渗透性实时、原位监测的问题，利用基于直流阶暂态电阻法所测混凝土电阻率表征混凝土渗透性，分析了水胶比、矿物掺合料掺量、混凝土饱水度、环境温度等不同因素对各龄期混凝土暂态电阻率的影响规律，将暂态电阻率与混凝土各龄期的强度、吸水速率、抗水渗透性、抗氯离子渗透性等性能建立联系。结果表明，暂态电阻法测试结果与现有混凝土渗透性方法测试结果具有较高的关联性，提出了暂态电阻法测试结果用于混凝土渗透性评价的推荐值，验证了暂态电阻法可用于评价混凝土抗渗透性。

混凝土;暂态电阻法;混凝土渗透性;混凝土电阻率

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