水建学院李黎副教授、李宗利教授团队在混凝土力学特性研究方面取得新进展

我校水建学院李黎副教授、李宗利教授团队在混凝土力学特性研究方面取得新进展，研究成果以题为“Nanoindentation and Porosity Fractal Dimension of Calcium Carbonate Whisker Reinforced Cement Paste After Elevated Temperatures (up to 900℃)”的研究论文形式在G2期刊《Fractals-Complex Geometry Patterns and Scaling in Nature and Society》上发表，水建学院在职博士后李黎副教授为第一作者兼通讯作者。

碳酸钙晶须是一种经济、环保的微米尺度超细纤维，可用于增强混凝土材料。研究通过纳米力学性能和孔隙结构研究了高温对晶须增强水泥浆微观结构的影响。500℃以下，晶须增强水泥浆的压痕深度、弹性模量、压痕硬度和界面过渡区宽度接近甚至优于室温。然而，当温度高于700℃时，由于晶须和水化产物的分解，晶须增强水泥浆的纳米力学性能显著退化。当温度升高至400℃时，孔隙率和孔径增大幅度较小，甚至减小，而孔隙体积分形维数增大。随着晶须的引入，由于晶须的填充作用，孔隙特征参数和分形维数降低。当温度高于700℃时，由于水化产物和晶须的分解，晶须增强水泥浆的孔隙特征参数和分形维数显著高于纯水泥浆体。在晶须增强水泥浆中，分形维数随温度和孔隙率的增加而增大。孔隙体积分形维数与水泥浆强度呈负相关关系。分形维数是评价高温下孔隙结构变化的有效工具。

该研究结果有助于了解微纤维增强混凝土高温下的作用机制，为混凝土微观和力学性能调控提供支撑。研究得到国家自然科学基金、河南省交通科技规划课题、中央高校科研业务专项经费的支持。

原文链接：https://www.worldscientific.com/doi/10.1142/S0218348X21400016

编辑：李晓春

终审：徐海