水化热抑制剂对铁铝酸盐水泥水化的影响

朱家俊, 廖宜顺, 郭俊萍, 李文华, 李凌云

2026, 45(5): 1483-1490. doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1070

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为解决铁铝酸盐水泥基材料早期水化速度过快及放热集中的问题，本研究探讨了水化热抑制剂对铁铝酸盐水泥物理力学性能和水化过程的影响规律。通过流动度、凝结时间、抗压强度、水化热、水化产物分析等试验，研究了不同掺量下水化热抑制剂对铁铝酸盐水泥水化过程与物理力学性能的影响。结果表明，水化热抑制剂的加入提高了水泥砂浆的流动度，并延长了水泥浆体的凝结时间，当水化热抑制剂掺量为2.0%（质量分数）时，水泥浆体的初、终凝时间分别为73和106 min，与未掺抑制剂相比分别延长了49和68 min。掺入水化热抑制剂使试件早期6 h抗压强度明显降低，与未掺抑制剂相比，当抑制剂掺量为2.0%时抗压强度下降了38.14%，之后抑制剂的作用随龄期延长逐渐减弱，抗压强度在水化开始后又逐渐恢复。同时，加入抑制剂会延迟水泥水化放热峰出现的时间，当抑制剂掺量为2.0%时，与未掺抑制剂相比第二放热峰的峰值增加了66.93%，峰值出现的时间推迟了2.75 h，第三放热峰的峰值降低了20.38%，出现的时间推迟了9.28 h。

FeSO₄·H₂O协同DTPA改性氯氧镁水泥的作用机理

宿辉, 张林康, 白延杰, 吕佳鑫, 张鑫, 南博文, 皮浩军

2026, 45(5): 1491-1500. doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1086

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本研究探讨了一水硫酸亚铁（FeSO₄·H₂O）和二乙烯三胺五乙酸（DTPA）对氯氧镁水泥（MOC）凝结时间、力学性能、耐水性能及微观结构的影响，并揭示FeSO₄·H₂O与DTPA对MOC的耐水提升机理。FeSO₄·H₂O与DTPA均按照0%~2%（质量分数）的不同比例加入MOC中。结果表明：当复掺2%FeSO₄·H₂O和2%DTPA时，MOC性能得到显著优化，初凝时间和终凝时间延长至339和374 min，分别较对照组（未掺FeSO₄·H₂O和DTPA）提高120%和81%，同时，7 d软化系数提升至0.9，较对照组提高164%，28 d抗压强度达到130 MPa，较MOC组提升76%，孔隙率也显著降低。这归因于DTPA的羧基结构螯合Mg²⁺，为MOC体系中的Mg²⁺提供了活性位点，使5Mg（OH）₂·MgCl₂·8H₂O（5·1·8相）晶体排列更为紧密，结构更加密实，同时FeSO₄·H₂O形成的凝胶状5·1·8相晶体可填充晶体间的微孔隙，从而显著提高MOC的耐水性能。

EPS的多元改性策略及其在轻质水泥砂浆中的应用

庞超明, 廖宝宏, 王少华

2026, 45(5): 1501-1512. doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1015

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为满足轻质建筑材料的发展需求，本文针对膨胀聚苯乙烯（EPS）颗粒亲水性差的问题，开展了一系列亲水化改性研究，并深入探讨了改性EPS颗粒对砂浆性能的影响。分别采用聚醋酸乙烯乳液（PVAc）、水玻璃（SS）、羟丙基甲基纤维素醚（HPMC）和膨润土（BT），对未发泡聚苯乙烯（PS）原粒进行单一或复合表面改性，PS原粒膨胀发泡后用于制备密度等级为1 100 和1 400 kg/m³（D11和D14）的EPS轻质砂浆，并测试了其流动性、抗压强度、吸水率、干燥收缩、导热系数、吸声/隔声性能及微观界面形貌。结果表明，对PS原粒进行改性可显著提高EPS颗粒表面的亲水性，有效改善发泡颗粒与水泥基体间的界面黏结性能，从而全面提高砂浆性能。D11和D14组砂浆的抗压强度最高分别可达10.3 MPa（增幅87.3%）和21.8 MPa（增幅61.5%），砂浆的吸水率与干燥收缩降低，最大干燥收缩降幅达44.0%（D14）~53.9%（D11）。此外，砂浆导热系数保持在0.070~0.122 W/（m·K）的低水平，具备实现自保温与结构一体化的应用潜力。

冷冻法制备PVA-ECC增强增韧单元的力学性能试验研究

任骏, 庹珉泰, 毛江鸿, 陈昌雨, 曾根生, 刘翔云, 李钟

2026, 45(5): 1513-1526. doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1078

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采用纤维混凝土制备增强增韧单元是提升结构性能的有效方法，本文通过不同冷冻方式制备聚乙烯醇纤维增强工程水泥基复合材料（PVA-ECC）增强增韧单元，研究不同冷冻技术对其材料力学性能的影响。试验采用快冻与慢冻两种冷冻方式及升温解冻处理，开展28 d抗压强度和单轴拉伸试验，结合数字图像相关（DIC）技术、X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）多尺度表征。结果表明，快冻后升温解冻可较好维持材料力学性能，抗压强度恢复至对照组的96.6%和98.8%，拉伸性能与对照组基本相当。慢冻引起了显著的力学性能损伤，未升温养护组抗压强度下降38.5%，拉伸峰值应力和极限应变降低42.3%和34.3%。DIC技术、XRD和SEM分析表明，快冻和升温解冻能保持细密均匀的多裂缝开展模式与致密界面结构，而慢冻导致水化受阻、基体疏松及纤维桥接性能退化。本研究表明快冻制备的增强增韧单元在可控成型与性能保持方面具备优势，为后续在混凝土结构关键区域内置增强增韧单元提升力学性能，以及开展与混凝土的界面协同优化等研究，提供了初步材料基础与试验依据。

混杂纤维复合增强铁铝酸盐水泥基材料力学性能研究

刘瞻, 梅军鹏, 都永辉, 郭涵钰, 杨士林

2026, 45(5): 1527-1535. doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1007

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为了进一步提高铁铝酸盐水泥基材料的韧性，本文采取混掺聚甲醛（POM）纤维和聚丙烯（PP）纤维的方法设计了一种多重尺度纤维混杂复合材料体系，研究其对铁铝酸盐水泥砂浆的流动度、抗折强度、抗压强度、极限抗拉强度及弯曲强度等基本力学性能的影响，并使用扫描电子显微镜对微观结构进行分析。结果表明：混掺纤维比单掺纤维对铁铝酸盐水泥流动度的影响小；当两种纤维混杂时，POM纤维的掺入能够有效提升水泥抗折强度；单掺和混掺纤维均能够显著提升铁铝酸盐水泥基材料的挠度，当PP纤维和POM纤维掺量均为0.3%（质量分数）时，混杂纤维体系表现出优异的“正混杂效应”，等效弯曲强度提升最大；微观分析结果表明，POM纤维能够与PP纤维在不同尺寸维度上协同作用，共同阻止裂纹的扩展，从而提升铁铝酸盐水泥基材料的韧性。

纳米二氧化硅掺量对混凝土冻结温度的影响

李蒙恩, 秦艳慧, 尹金帅, 郑子昊, 马浩原, 李硕

2026, 45(5): 1536-1544. doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.0991

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目前，对纳米二氧化硅（NS）增强混凝土冻融耐久性的研究主要集中在不同NS掺量对混凝土冻融耐久性的影响，缺乏对NS混凝土冻结温度的定量研究。尽管现有理论及机理研究表明NS有可能降低混凝土的冻结温度，但相关试验数据与定量分析仍较为缺乏。本文通过物理试验测量不同NS掺量下C40混凝土的温度变化曲线，并对其冻结温度进行定量表征。结合核磁共振（NMR）技术对孔结构进行微观分析。研究结果表明，在试验掺量范围内（0%、1%、2%和3%，质量分数），混凝土的冻结温度随着NS掺量增加而显著降低，当NS掺量为2%时，NS对孔隙结构的优化效果最为显著，且在各掺量梯度的冻结温度相对降幅对比中，NS掺量从1%提升至2%时，冻结温度的下降幅度最为显著。本文研究结果补充了NS影响混凝土冻结温度的相关研究，可为NS混凝土冻融损伤机制的深入研究提供参考，并为不同寒冷地区混凝土工程中NS掺量的优化选择提供依据。

无砟轨道道床板混凝土抗裂性能-碳排放-成本综合评价研究

方雷, 林聚, 元强, 蔡黄毅, 徐松

2026, 45(5): 1545-1558. doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1066

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降低道床板混凝土的早期开裂风险是双块式无砟轨道应用中必须解决的问题，现有道床板混凝土抗裂性能提升方法忽略了碳排放和经济效益的影响。为此，本研究提出采用低热水泥复掺减缩剂、膨胀剂和纤维制备低收缩高抗裂道床板混凝土，将最大拉应力σ与抗拉强度f_t的比值定义开裂因子η。从生命周期角度对比不同配合比混凝土的碳排放量，最后采用熵值-层次分析法（AHP）对道床板混凝土开裂因子、改性成本和碳排放量进行多维度综合评价。结果表明，低热水泥复掺2%（质量分数）的减缩剂、8%（质量分数）的膨胀剂和0.3%（质量分数）的纤维为最优配合比，相比常规道床板混凝土，最优配合比下混凝土的抗裂风险降低了约80%，每千米道床板原材料CO₂排放减少了11.53 t。本研究对低碳高抗裂道床板混凝土的配合比设计及水泥基材料性能、环境效益和经济效益综合评价具有指导意义。

纳米材料与纤维改性洞渣混凝土力学性能研究

杨泰华, 王公略, 罗旭峰, 周哲, 屠名, 刘滨, 刘学伟

2026, 45(5): 1559-1570. doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1000

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为了提高洞渣混凝土的力学性能，促进矿物废弃物的可持续利用，采用正交试验研究了不同含量的纳米二氧化硅、粉煤灰、6和12 mm玄武岩纤维对于洞渣混凝土力学性能的影响。根据宏观和微观多尺度试验结果，确定了最优配合比，进一步分析讨论了三种材料对改性洞渣混凝土的性能影响机理。结果表明，在改性洞渣混凝土中添加1%（质量分数）的纳米二氧化硅、10%（质量分数）的粉煤灰、0.15%（体积分数）的6 mm玄武岩纤维、0.1%（体积分数）的12 mm玄武岩纤维时，混凝土综合性能最优。与未改性洞渣混凝土相比，改性洞渣混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度最高分别提升了20.0%和26.3%。粉煤灰与纳米二氧化硅促进了水化过程中C-S-H凝胶的生成。纤维提升了混凝土的劈裂抗拉性能，最终改善了混凝土的力学性能与破坏模式。

水下桩基混凝土早期强度预测模型及护筒拆除龄期研究

李小庆, 王浦, 方启兴, 吴鹏, 田尉军, 党悦, 刘金鑫, 徐湘田

2026, 45(5): 1571-1579. doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1039

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现有检测手段难以检测水下桩基护筒内混凝土实际强度，未能对水下桩基混凝土抗压强度进行准确评估。为揭示水下桩基混凝土的早期抗压强度发展规律，本研究利用自主研发的控温自平衡加压养护装置对水下桩基环境进行模拟，开展了不同自重高度、养护温度、养护龄期对桩基混凝土早期抗压强度的影响试验。结果表明：与标准养护相比，模拟水下养护7 d的混凝土试件抗压强度提高6.56%；养护龄期是影响桩基混凝土早期抗压强度的主要因素，养护温度次之，自重高度影响相对较弱；延长养护龄期能提高养护温度对水下桩基混凝土抗压强度的改善效果；基于成熟度理论建立了水下桩基混凝土早期强度预测模型，预测值与实测值相对误差在7.0%以内，结合平昭高速桂江特大桥工程案例，可将护筒拆除龄期从17 d缩短到5 d。研究结果为水下桩基早期承载力评估与施工决策提供可靠依据。

二氧化硅改性环氧涂层的制备及其对钢筋的防护性能研究

孔硕, 耿永娟, 刘彦岑, 李绍纯

2026, 45(5): 1580-1590. doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1002

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为提高环氧树脂（EP）涂层在钢筋防护中的综合性能，针对其脆性大、孔隙率高及界面结合力弱等问题，本研究采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷（γ-APS）改性纳米SiO₂，制备了氨基功能化纳米SiO₂（NH₂-SiO₂），并将其引入环氧树脂中，制备NH₂-SiO₂/EP复合涂层。通过FTIR、TGA和XPS等分析证实，氨基官能团通过化学键合成功接枝于SiO₂表面，纳米颗粒在环氧基体中的分散性与界面相容性显著提升。SEM与EDS分析表明，当NH₂-SiO₂掺量为3%（质量分数）时，颗粒分布均匀，涂层致密性最佳。研究表明，3%-NH₂-SiO₂/EP复合涂层的拉伸强度较纯环氧树脂提高约75%，最大载荷达2.2 kN；摩擦系数由0.97降低至0.77，耐磨性能显著提升。电化学阻抗谱（EIS）表明，在3.5% NaCl混凝土模拟腐蚀溶液中浸泡3 d后，该涂层的阻抗模量仍保持在1×10¹¹ Ω·cm²以上，该涂层表现出优异的防腐性能。本研究为高性能钢筋防腐涂层的设计与应用提供了理论依据。

稻壳灰对水泥基材料性能的影响研究进展

王建锋, 林锴浩, 赖浩成, 宋怡芳, 蒋轶铭, 李娜, 王伟

2026, 45(5): 1591-1602. doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.0953

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稻壳灰（RHA）是稻壳燃烧后的副产品，具有独特的物理与化学性质，可用作水泥基材料掺合料。将RHA应用于水泥基材料中，不仅有助于提高稻壳这一农业废弃物的资源化利用率，还能缓解水泥生产过程中的高能耗和环境污染的问题。本文系统阐述了RHA的物理化学性质，并分析了稻壳预处理方式对其性能的影响；随后，全面评述了RHA对水泥基材料的工作性能、力学性能及耐久性能的作用效果及机理；最后，总结了现有研究中的不足和未来研究方向，以期为RHA在水泥基材料中的进一步研究与应用提供参考。

竹杆生物炭改性水泥土的三轴力学特性研究

孔爱散, 洪雅璐, 叶敏辉, 吴鸿祥, 汤薇, 李娜, 王伟

2026, 45(5): 1603-1614. doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2026.0041

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为了探究竹杆生物炭对不同龄期下水泥土的改性效果，通过不固结不排水三轴试验，研究了竹杆生物炭改性水泥土（BBMCS）的偏应力-应变曲线、峰值偏应力、内摩擦角和黏聚力等力学特性。结果表明：竹杆生物炭可通过优化水泥土内部结构改善其应力-应变曲线形态，BBMCS试样的偏应力-应变曲线均呈软化型，表现为脆性破坏特征；在7和28 d养护龄期下，6%（质量分数）竹杆生物炭掺量的BBMCS试样力学性能最优，其峰值偏应力较未掺竹杆生物炭的对照组分别提升89%和81%；竹杆生物炭对BBMCS力学性能的增强作用主要源于黏聚力的提升，对内摩擦角无显著影响。基于试验数据，建立了不同龄期下竹杆生物炭掺量、围压与峰值偏应力的二次函数预测模型，模型预测值与实测值吻合良好。研究结果可为竹杆生物炭改性水泥土的工程应用提供基础。

固废粉煤灰基碳化光伏桩模型试验研究

朱希彤, 李驰, 刘洋, 王晓荣

2026, 45(5): 1615-1625. doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1072

摘要 ( 17 )

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在集中式光伏项目中，基础建设需大量使用水泥，不仅消耗自然资源，还对环境产生负面影响。探索和应用替代水泥的固化材料成为光伏产业实现绿色低碳发展的重要方向。本文从水泥减量化入手，以循环流化床粉煤灰（CFBFA）和脱硫石膏（FGD）为矿物掺合料，联合碳化养护技术制备光伏桩基础，进行了碳化试验、混凝土强度试验和室内模型试验，并分析了固废消纳能力。结果表明，碳化养护可通过优化混凝土孔结构提升力学性能：28 d碳化养护后，CFBFA掺量30%（质量分数）、FGD掺量3%（质量分数）的固废混凝土，抗压强度达45.2 MPa、劈裂抗拉强度达5.5 MPa，相较于标准养护固废组分别提升55.3%和89.7%。此外，固废光伏桩的抗拔极限承载力较传统桩基提高了6.7%，并且桩侧摩阻力表现更优。应用该固废基光伏桩碳化养护技术制备每1 000块光伏板基础，可减少标准煤耗42.2 kg/t，降低电量与资源消耗33.0%，同时消纳29.4 t CFBFA和2.9 t FGD。综上，固废基光伏桩碳化养护技术能够显著减少光伏项目中水泥的用量，达到固废资源化利用和碳减排的双重目标。

纳米SiO₂改性高炉矿渣-粉煤灰地质聚合物固化土力学性能

胡建林, 陶喜龙, 李雅儒, 贾天尧, 吴春平, 孟志鹏, 周永祥

2026, 45(5): 1626-1637. doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.0958

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为了解决水泥固化土耗能高、碳排放量大、前期强度低、水稳定性差等问题，本研究采用高炉矿渣和粉煤灰作为前驱体，水玻璃作为激发剂，制备地质聚合物，并添加纳米SiO₂进行土体固化，通过无侧限抗压强度和水稳定性试验，结合扫描电子显微镜、能量色散光谱及氮气吸附等微观分析，探究了纳米SiO₂掺量和养护龄期对地质聚合物固化土力学性能的影响。结果表明：随着纳米SiO₂掺量的增加，地质聚合物固化土无侧限抗压强度呈先增加后降低的趋势，且纳米SiO₂最优掺量为0.6%（质量分数），在高炉矿渣与粉煤灰质量比为5∶5、7∶3和9∶1时，无侧限抗压强度较未掺纳米SiO₂试件分别提升了16.0%、22.4%和26.5%；高炉矿渣掺量越高，纳米SiO₂对地质聚合物固化土无侧限抗压强度的提升效果越显著；随着养护龄期的增长，地质聚合物固化土无侧限抗压强度逐渐提升，但纳米SiO₂对无侧限抗压强度的提升作用呈下降趋势，高炉矿渣与粉煤灰质量比为7∶3时，较未掺纳米SiO₂的试件7、14和28 d的强度增长率分别为22.4%、15.4%和6.0%；掺入纳米SiO₂可以提高试件的水稳定性并降低其强度损失率；微观分析发现纳米SiO₂通过化学反应、颗粒填充和晶种成核作用提高了地质聚合物固化土的抗压强度和水稳定性；氮气吸附试验结果表明，随着纳米SiO₂掺量的增加，试样的积分孔体积及大孔比例均呈先下降后上升的变化趋势，与力学性能变化趋势一致。

聚乙烯醇改性矿渣粉-粉煤灰基碱激发胶凝材料水化性能研究

李秉函, 李世纪, 赵伊萌, 刘云鹏, 许达, 赵淑丽

2026, 45(5): 1638-1649. doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1009

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碱激发材料虽具有较低的温室气体排放量，且力学性能与硅酸盐水泥相当，但存在干燥收缩大、易开裂、性能波动明显等问题。通过掺入聚乙烯醇（PVA）可有效降低干燥收缩、提高抗折强度与韧性，并促进结构致密化。本研究系统考察了不同PVA掺量（0%、2.5%、5.0%、7.5%、10.0%，质量分数）对矿渣粉-粉煤灰基碱激发胶凝材料流动度、凝结时间、水化热、抗压强度、抗折强度、干燥收缩、质量损失、pH值、吸水率及微观结构的影响。结果表明：随着PVA掺量增加，浆体流动度降低，终凝时间延长；水化放热速率与累计放热量均下降；抗压强度随着PVA掺量提高而降低，而养护28 d后抗折强度升高，其中PVA掺量为5.0%时，抗折强度最高（6.63 MPa）；当PVA掺量不大于5.0%时，干燥收缩有所减小，当PVA掺量超过5.0%则干燥收缩增大；PVA的引入还会导致浆体pH值下降、吸水率上升。微观分析表明，PVA膜与水化产物相互包裹、填充，形成复合结构，增强了材料的致密性。本研究明确了PVA对碱激发胶凝材料水化行为与宏观性能的调控作用，为其工程应用提供了依据。

干法与湿法处理对不锈钢钢渣胶凝活性与环境的影响

陈美祝, 陈彤, 陈东雨, 吴涌蔚

2026, 45(5): 1650-1662. doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.0959

摘要 ( 24 )

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不锈钢氩氧脱碳（AOD）渣的处理工艺对其胶凝活性具有关键影响。本研究通过XRD、XRF、BET及TCLP等表征方法，结合水泥砂浆性能测试，系统对比了干法与湿法工艺对AOD渣物理化学特性的影响。结果表明：与湿法处理相比，干法渣表观密度提高3.63%，D₅₀降至23.37 μm，比表面积达1.13 m²/g；浸出液pH值由9.7升至10.5；CaO与SiO₂总量降低2.14%（质量分数），β-C₂S相含量减少，碱度由2.01降至1.96。当AOD渣30%等质量取代水泥时，与湿法渣相比，掺干法渣的水泥砂浆累计放热量提升48.62%，初始流动度提高6.03%，初凝时间与终凝时间分别缩短39、29 min，28 d抗折活性指数与抗压活性指数分别达到88.13%和53.45%，较湿法渣提升10.71%和6.96%，表明干法处理后的AOD渣具有更优的胶凝活性与环保安全性。本研究为不锈钢AOD渣的高值化利用提供了理论和技术支撑。

不同材料组成与养护工艺下钢渣基泡沫混凝土的固碳性能研究

汤小松, 宋秋磊, 骆静静, 张程, 张宇洋

2026, 45(5): 1663-1670. doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.0965

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为明确钢渣基泡沫混凝土（SSFC）的固碳性能与力学性能调控规律，拓展钢渣资源化利用路径及新型固碳建筑材料的研发方向，本文研究了钢渣掺量、碳化时间和碳化压力对钢渣基泡沫混凝土的CO₂吸收率和抗压强度的影响，并提出了通过预养护和早强剂协同提升钢渣基泡沫混凝土固碳性能的技术途径。结果表明：随着钢渣掺量提升、碳化时间延长和碳化压力增大，SSFC的CO₂吸收率逐渐增大，抗压强度随着钢渣掺量增加先增大后减小（当钢渣掺量为70%（质量分数）时达到峰值），且抗压强度随着碳化时间延长而增大。此外，预养护与早强剂的协同作用能显著提升钢渣基泡沫混凝土的固碳性能，其中，当钢渣掺量为70%时，Li₂CO₃掺量为0.4%（质量分数）并标准养护5 d后，于0.3 MPa压力下碳化24 h，SSFC的CO₂吸收率可达到13.0%，抗压强度为6.9 MPa。该研究为新型固碳泡沫混凝土的研发提供了新思路。

微生物改性磷石膏对石膏矿渣水泥性能的影响

任骏, 晏云潇, 李苗源, 田镇赫, 赵立兴, 王大富

2026, 45(5): 1671-1681. doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1025

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本文旨在探究不同改性方式处理的磷石膏对石膏矿渣水泥（SSC）性能的影响，阐明抗压强度提升机理及细菌在水化过程中的演化规律。在确定SSC最佳配合比（m（矿渣）∶m（磷石膏）∶m（水泥）=0.84∶0.13∶0.03）的基础上，系统研究了水洗、碱洗、微生物处理及协同处理对SSC性能的影响。通过标准稠度用水量、凝结时间及抗压强度测试，结合XRD与SEM分析水化产物和孔结构的演变。结果表明：微生物协同碱洗处理效果最优，与对照组相比，微生物处理使标准稠度用水量增加，终凝时间较处理前缩短30%左右，3 d抗压强度提升了298%~349%，28 d仍提升了40%~58%。微生物处理通过去除磷、氟杂质，提高水化体系pH值，借助细菌细胞壁提供成核位点和生物矿化等作用，促进C-S-H、钙矾石和碳酸钙等水化产物生成，优化孔结构。

再生砖骨料在泡沫混凝土浆体中沉降规律研究

刘云霄, 汤正辉, 韩英博, 丁宜明, 周辉, 李晓光, 梁坤

2026, 45(5): 1682-1692. doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1050

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将泡沫混凝土用作台背回填材料能够解决“桥头跳车”问题，而在泡沫混凝土中抛入再生砖骨料（recycled brick aggregate， RBA），可以降低泡沫混凝土水化热并节约成本，且施工工艺简单。但不同粒径的RBA颗粒抛入后在泡沫混凝土中的沉降规律尚不明确，为保证工程质量，本文利用有限元分析软件建立沉降模型，模拟了RBA颗粒在泡沫混凝土浆体中的沉降情况，分析了浆体流变学参数、骨料粒径及抛填高度对颗粒沉降的影响。发现当颗粒在浆体中运动时，若假定浆体无限深，颗粒的最终运动状态与抛填高度无关，浆体的屈服应力决定了颗粒是持续沉降还是悬浮于浆体中，而塑性黏度则决定了颗粒的最终沉降速度。通过测试浆体的密度和屈服应力，可以确定能够沉降到浆体底部的RBA的最小粒径。为方便在实际工程中应用，本文给出了抛填高度在1~3 m，五种泡沫混凝土浆体RBA的临界粒径（能够持续沉降至底部的最小粒径）。

基于地聚合反应和纳米材料复配优化的赤泥固化研究

田淑梅, 罗皓文, 汪洪星, 阮俊浩, 赵田甜, 张笑一, 巫尚蔚

2026, 45(5): 1693-1708. doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1026

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赤泥的资源化利用长期受限于高pH值特性。本文反向利用赤泥的强碱性化学环境，借助粉煤灰、矿渣等固废的地聚合反应潜力和纳米材料的填充分散功能，提出了一种基于固废协同固化和纳米材料复配优化的赤泥固化技术；设计了针对固废协同固化及纳米材料复配优化的正交力学试验，结合方差分析和极差分析，确定了赤泥固化最优配比方案；对典型配比试样进行扫描电子显微镜分析和X射线衍射分析，辅以微观孔隙结构分析，揭示了赤泥固化机理。结果表明，赤泥固化的最优配比为m（偏高岭土）∶m（粉煤灰）∶m（矿渣）∶m（氯化钙）∶m（硅酸钠）∶m（纳米二氧化硅）∶m（纳米氧化铝）∶m（碳纳米管）=20.00%∶25.81%∶12.90%∶7.74%∶7.74%∶23.46%∶1.16%∶1.16%。所有试样均检测到了地聚合反应和水化水解反应的产物。通过纳米材料的硅铝比调控，可提高硅铝物质的溶出度和化学反应充分度，对大于1.0 μm的狭长孔隙进行更好填充，优化固化赤泥的微观结构，从而提供强度保障。该技术实现了赤泥80%（质量分数）的高掺量固化，为大宗固废资源化利用提供了新思路。

用于发汗冷却的多孔陶瓷材料研究进展

姜力, 王洪磊, 周新贵, 余金山

2026, 45(5): 1709-1726. doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1036

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高超声速飞行器在极端服役环境下面临着严峻的热防护挑战，传统的被动热防护技术难以满足长时间、可重复使用的热管理需求。发汗冷却是一种高效的主动热防护技术，用于发汗冷却的多孔介质材料须具备耐高温、质量轻和高渗透性等特点。发汗冷却多孔陶瓷材料因低密度、高比表面积、优异的高温抗氧化性能和低热膨胀系数，成为理想的候选材料。本文系统梳理了发汗冷却技术的工作原理和优势，重点分析了多孔陶瓷的性能特点及主要制备方法（模板复制法、部分烧结法、添加造孔剂法、直接发泡法和增材制造），对比分析了不同方法的优缺点，指出当前在平衡高孔隙率和力学性能、实现复杂结构成型及精准调控梯度孔隙等方面仍存在挑战。最后，本文展望了未来的研究方向，例如精确调控孔隙结构、构建复相陶瓷体系等，以推动该材料在航空航天热防护领域的产业化应用。

陶瓷基复合材料的激光烧蚀行为及发展趋势

张蕴哲, 陈敏孙, 王洪磊, 周新贵, 余金山

2026, 45(5): 1727-1740. doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1118

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随着高能激光技术在军事和工业领域的广泛应用，陶瓷基复合材料的激光烧蚀行为与防护机制已成为前沿研究的热点。本文系统综述了陶瓷及陶瓷基复合材料在激光辐照下的烧蚀机理、动态响应行为及抗烧蚀防护策略。对激光与材料相互作用的基本物理过程进行阐述，包括光子-电子耦合、能量吸收与热传导机制，分析了激光功率、波长、脉冲模式等参数对烧蚀形貌与热影响区演化的影响。在此基础上，进一步总结了典型碳化物（如C/SiC、SiC_f/SiC）、氧化物（如Al₂O₃/Al₂O₃）和氮化物（如Si₃N₄、AlN）基复合材料在不同激光条件下的烧蚀行为，其中包括材料去除机制、氧化动力学、相变过程及微观结构演变等，并论述了超音速气流、环境气氛等外部因素对烧蚀过程的影响。在防护方面，系统论述了反射型、烧蚀型、隔热型及复合型防护涂层的设计理念、性能优势与研究进展，涵盖了高反射陶瓷改性、多层结构设计、高熵陶瓷及仿生梯度材料等新型防护体系的开发与应用潜力，为高性能抗激光烧蚀材料的研究与工程应用提供了理论依据与技术路径。

聚氨酯发泡-低温烧结法制备铁负载多孔陶瓷

韦明敏, 樊子民, 赵小锋, 王国飞, 孙颖, 毛玉兰, 段晓波

2026, 45(5): 1741-1748. doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1049

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以铁尾矿为主要原料，采用聚氨酯发泡-低温烧结工艺，在650 ℃烧结温度下制备具有海绵状互连孔结构的铁负载多孔陶瓷（IT-PC）。研究了聚氨酯掺量对IT-PC显微结构、物相组成、显气孔率、吸水率、体积密度及抗压强度的影响规律。结果表明，IT-PC的主晶相为石英和赤铁矿。聚氨酯发泡过程在浆体中形成的三维骨架模板，直接决定材料的显气孔率、孔连通性与孔径分布。随着聚氨酯掺量从14%（质量分数）增加至22%，显气孔率由61.60%升至87.65%，吸水率由78.54%提高到277.13%，而体积密度由0.78 g·cm^-3降至0.32 g·cm^-3，抗压强度由2.80 MPa降至0.31 MPa。将该多孔陶瓷作为异相芬顿催化剂载体应用于酸性品红降解时，表现出95%的去除率，且体系中未检出可溶性铁离子，表现出良好的结构稳定性与可回收性，在染料废水处理方面具有良好的应用潜力。

复掺铝和硅对镁碳质供气元件物相重构及抗渣侵蚀性能的影响

闫明伟, 张伦梁, 孙广超, 叶树峰, 刘开琪

2026, 45(5): 1749-1756. doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1035

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冶金炉底吹用镁碳质供气元件通常添加Al或Si提升使用性能。为探究在高温氮气环境下复掺Al和Si对供气元件物相重构及抗渣侵蚀性能的影响，以电熔镁砂、鳞片石墨、Al粉和Si粉为原料制备了供气元件试样；经1 600 ℃氮气热处理试样后，借助XRD、SEM和EDS分别研究了单掺Al及复掺Al和Si试样基质的物相重构及渣侵蚀界面微结构。结果表明，与单掺Al不同，复掺Al和Si试样的基质呈现出不同的物相演变，且复掺Al和Si对试样抗渣侵蚀性能有着重要影响。经1 600 ℃渣侵蚀20 min后，单掺Al的试样与转炉渣的接触面未表现出明显的挂渣现象，试样的氧化侵蚀层厚度不足1 000 μm；复掺Si和Al制备的试样表面则形成了约300 μm厚且由镁铝尖晶石、Ca₃（Al_1-_x Fe _x ）₂Si₃O₁₂和12CaO?7Al₂O₃构成的氧化侵蚀层。这展现出Si对镁碳质供气元件的物相重构及抗渣侵蚀性能有着很大影响，需控制添加量，不宜过多。

纳米浸渍瞬态共晶工艺制备SiC_f/SiC复合材料的研究进展

姚鑫荣, 王洪磊, 余金山, 周新贵

2026, 45(5): 1757-1776. doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.0995

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连续碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料（SiC_f/SiC复合材料）具有优异的力学性能、耐高温性和耐辐照性能，已成为航空发动机和核反应堆热端结构的理想候选材料。不同的制备工艺对复合材料的微观结构、性能及应用领域有着重要影响。其中，纳米浸渍瞬态共晶（NITE）工艺由于短周期、高致密度和耐辐照等优势，已成为制备高性能SiC_f/SiC复合材料的研究热点。本文综述了NITE工艺制备SiC_f/SiC复合材料的工艺原理、优化方法。在此基础上，探讨了NITE-SiC_f/SiC复合材料在高温抗氧化、导热性和耐辐照等性能方面的研究进展，概述了NITE工艺在工业化进程中的进展与面临的挑战，分析了NITE工艺与其他制备工艺的复合策略，并对NITE工艺制备SiC_f/SiC复合材料的未来发展方向进行了展望。

疏水改性分子筛的制备及其在气体净化领域应用的研究进展

朱航, 李艳, 李毅, 王博, 吴亚楠, 张伟, 刘文佳, 李平, 张轲

2026, 45(5): 1777-1789. doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1018

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分子筛因具有规则微孔结构、高比表面积及优异吸附选择性，在气体分离与净化领域应用广泛。然而，传统分子筛表面富含硅羟基（—Si—OH）与铝羟基（—Al—OH），在高湿度气体体系中易优先吸附水分子，这会导致孔道堵塞、目标气体吸附容量下降，进而严重限制分子筛对复杂工况的适用性。通过疏水改性调控分子筛表面化学性质与孔道环境，可显著提升分子筛抗水性能，成为解决该问题的核心技术。本文系统综述了分子筛疏水改性的方法（如硅烷偶联剂改性、表面包覆改性、脱铝改性与多方法协同改性），并阐述各方法的作用机理及改性效果；重点分析疏水改性分子筛在CO₂捕获、挥发性有机化合物（VOCs）去除及其他污染物净化的应用进展；最后提出了疏水改性分子筛制备及其在气体净化应用中存在的问题，并对疏水改性分子筛的发展趋势进行了展望。

基于铕金属有机框架封装Cs₃Bi₂Br₉量子点的土霉素比率荧光检测

郑佳红, 郭康

2026, 45(5): 1790-1800. doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1054

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土霉素（OTC）残留的特异性检测对食品安全和环境监测具有重要意义，快速特异性测定环境中的OTC仍然是一项挑战。本文将Cs₃Bi₂Br₉封装在Eu金属有机框架（Eu-MOF）中，构建比率荧光传感器Cs₃Bi₂Br₉@Eu-MOF用于OTC的检测。结果表明，采用无水乙醇作为反溶剂，在油浴温度60 ℃和pH=7的环境下制备得到的传感器性能最佳。传感研究机制表明，随着OTC浓度的增加，在0~16 μmol·L^-1，由于内滤效应，Cs₃Bi₂Br₉@Eu-MOF在424 nm处的蓝色荧光发射峰强度逐渐减弱，而由于OTC对Eu³⁺的敏化作用，在616 nm处出现了红色荧光发射峰，且强度逐渐增强。基于此比率信号（F₆₁₆/F₄₂₄），Cs₃Bi₂Br₉@Eu-MOF比率荧光传感器对OTC表现出高灵敏度和低检测限，并具有优良选择识别能力和抗干扰能力。

干湿循环下碱激发胶凝材料固化粉质黏土的强度特性与微观机理

姚勇, 梁添, 胡亚南, 张玲玲, 刘蕾

2026, 45(5): 1801-1811. doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1031

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四川西北地区存在着大量水敏性强的粉质黏土，该粉质黏土在干湿循环作用下表现出显著的干湿脆弱性，易诱发路基沉降等工程问题。采用碱激发胶凝材料对粉质黏土进行固化可显著改善其工程性能，但该固化土在干湿循环作用下的性能变化尚不明确。本文通过15次干湿循环试验，借助质量损失率、无侧限抗压强度、pH值、电导率及SEM表征等多参数分析，阐明干湿循环下胶凝材料掺量和碱含量对固化土性能的影响。结果表明，当胶凝材料掺量为40%（质量分数）、碱含量为5.0%（质量分数）时，15次干湿循环后质量损失率为1.9%，无侧限抗压强度保留率为74.2%，固化土试样外表光滑无裂缝。本研究结果可为碱激发胶凝材料固化粉质黏土在道路工程中的应用提供参考。

寒区掺铁尾矿砂水泥稳定砂砾基层耐久性评价

高峰, 杨卓航, 韩昌, 问鹏辉

2026, 45(5): 1812-1822. doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1080

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为提升铁尾矿砂在严寒矿区公路建设工程的规模化资源利用水平，本文采用铁尾矿砂替代部分细集料，制备了掺铁尾矿砂水泥稳定砂砾，对比了铁尾矿砂掺量对击实参数及无侧限抗压强度的影响，系统研究了不同制备条件下水泥稳定砂砾基层的干缩特性、温缩特性、抗冻性能及疲劳性能。结果表明，钠水玻璃改性铁尾矿砂可强化其与水泥胶砂的界面黏附性，从而改善水泥稳定砂砾基层的路用性能。随着铁尾矿砂掺量的增加，水泥稳定砂砾的最大干密度先增大后减小，当铁尾矿砂掺量为60%（质量分数）时，无侧限抗压强度达到最大。降低水泥掺量及铁尾矿砂表面改性均可改善水泥稳定砂砾耐久性。与掺未改性铁尾矿砂的试样相比，水泥掺量为4.0%（质量分数）的掺改性铁尾矿砂水泥稳定砂砾7、14 d干缩系数分别降低了24.31%、17.74%。降温至10~<20 ℃时，掺改性铁尾矿砂的水泥稳定砂砾基层试样的温缩系数达到最小值。水泥掺量为4.0%时，水泥稳定砂砾抗冻性能提升更为明显。铁尾矿砂的掺入及改性均会延长水泥稳定砂砾疲劳寿命，疲劳寿命提升幅度最高可达86.43%。在寒旱矿区，铁尾矿砂的引入能够提升水泥稳定砂砾的服役耐久性，综合推荐铁尾矿砂替代细集料掺量为60%。

骨架密实型水泥稳定碎石-钢渣混合料收缩补偿机理与性能研究

李有, 王雪琪, 赵玉霞, 郑木莲, 黄洁, 卢川, 李宜锋

2026, 45(5): 1823-1837. doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1016

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为揭示水泥稳定碎石-钢渣的收缩补偿机理，本文基于钢渣膨胀特性并结合XRD和SEM技术，研究不同钢渣掺量与水泥剂量的骨架密实型水泥稳定碎石-钢渣的无侧限抗压强度、抗压回弹模量、劈裂抗拉强度、弯拉强度，评估其干缩应变、温缩系数及总收缩率，并评价其抗冻性能、抗冲刷性能和抗疲劳性能。结果表明，增加钢渣掺量能提升材料的力学性能。当钢渣掺量为20%和40%（体积分数）时，干缩应变降低8.9%和16.7%，温缩系数增加2.6%和6.4%，但总收缩率分别降低了19.2%和26.6%。钢渣中游离氧化钙水化是导致钢渣体积膨胀和钢渣对水泥稳定碎石收缩补偿的主要原因。水泥稳定碎石材料的耐久性能因钢渣掺入而提升，当钢渣掺量为20%和40%时，经受6次冻融循环后的残余强度比提升2.0%和3.8%，经受300次洗刷后的质量损失率降低22.2%和38.2%，在0.80应力水平下的疲劳寿命提高88.32%和230.00%。此外，水泥剂量对水泥稳定碎石-钢渣的路用性能有重要影响，增加水泥剂量可以显著提高其力学性能和耐久性能，但对收缩抗裂性能不利。

微纳米气泡水对水泥稳定碎石物理力学性能影响及机理研究

谢祥兵, 贾亚鹏, 李程, 侯博研, 张雁翔, 万赈民, 邵景干

2026, 45(5): 1838-1850. doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.0990

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微纳米气泡水（MNBW）作为一种活性水，具有高比表面积和较强的分子活化能力，能够显著促进水泥基材料的早期水化。本研究将MNBW引入水泥稳定碎石混合料，通过击实试验、物理力学性能试验及微观分析（XRD、FTIR、SEM），系统研究了MNBW对水泥稳定碎石物理力学性能及微观结构的影响。结果表明：与普通拌合水相比，采用MNBW拌和的混合料的最大干密度略有提高，最佳含水率有所降低，压实特性得到优化；采用MNBW拌和的试件在不同龄期下均表现出更高的无侧限抗压强度、劈裂强度及弯拉强度，且早期增强效果最为显著；同时，MNBW的加入有效降低了水泥稳定碎石的吸水率，改善了材料内部孔隙结构；微观分析显示，MNBW促进了水化硅酸钙（C-S-H）凝胶、氢氧化钙（CH）等水化产物的生成，使试样内部结构更加致密。

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