1 广西大学土木建筑工程学院，南宁 530004
2 南宁师范大学化学与材料学院，南宁 53000
3 湖南大学土木工程学院，长沙 410082
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C3S、C2S和CH的腐蚀为主，伴随CaCO3的脱钙；腐蚀中后期，以CaCO3的脱钙为主，伴随C-S-H凝胶的脱钙。
岩溶地区 碳化养护 水泥基材料 碳酸水溶液腐蚀 kart area carbonation curing cement-based materials carbonic acid solution corrosion
1 青岛理工大学土木工程学院，海洋环境混凝土技术教育部工程研究中心，山东 青岛 266520东南大学材料科学与工程学院，南京 211189
2 青岛理工大学土木工程学院，海洋环境混凝土技术教育部工程研究中心，山东 青岛 266520
3 香港城市大学建筑学及土木工程系，中国 香港 999077
4 青岛瑞源工程集团有限公司，山东 青岛 266555
5 青岛德泰建设工程有限公司，山东 青岛 266555
6 桂林理工大学土木与建筑工程学院，广西 桂林 541010
7 东南大学材料科学与工程学院，南京 211189
水泥基材料为多相多尺度结构，各组分均不同程度影响整体韧性，将相关组分按宏观、介观、纳观3个尺度分类概述其对水泥基材料的抗裂增韧机理。宏观尺度如胶凝组分、集料、外加剂、纤维、水胶比、养护制度等，分析其物化效应对水泥基材料抗裂增韧特性的影响机理；介观尺度如微珠、晶须、渗透结晶材料等微米级增强材料，阐述其火山灰、填充、桥接、键合、渗透结晶等增强效应；纳观尺度如纳米SiO2、纳米CaCO3、石墨烯、碳纳米管及微生物、纳米聚合物等纳米级增强材料，介绍其对水化产物微观结构、生长方式及硬化浆体孔结构的增强及优化机理；并阐述‘碳纤维+碳纳米管’、‘纤维+晶须+石墨烯’等跨尺度组分的共轭增韧效应。最后，讨论不同尺度增韧组分当前应用、研究中的不足及发展趋势。
水泥基材料 抗裂增韧 多尺度 宏观 介观 纳观 cement-based materials cracking resistance and toughening multi-scale macroscale mesoscale nanoscale
1 河海大学力学与材料学院，南京 211100，中国
2 江苏省建筑科学研究院有限公司，高性能土木工程材料国家重点实验室，南京 210008，中国
3 纽约州立大学布法罗分校机械与航空航天工程学院，布法罗 14260-4400，美国
4 东南大学材料科学与工程学院，南京 211189，中国
5 北京理工大学机电学院，北京 100081，中国
介电性能描述了水泥基材料中的极化现象，即正负电荷中心发生分离的现象。目前，国内外学者针对通用硅酸盐水泥基材料的低频介电性能开展了大量研究，涉及水泥基材料的微结构、水泥水化过程、受力状态等，但缺少对最新成果的归纳整理和综合评述。本文通过综述近20年来国内外学者对通用硅酸盐水泥基材料低频介电性能的最新研究成果，对介电常数的测量方法进行介绍，分析了通用硅酸盐水泥基材料中的极化机理，讨论了骨料、水灰比、应力/应变和温度等因素对通用硅酸盐水泥基材料介电性能的影响规律。结果表明：孔隙溶液中的离子是影响通用硅酸盐水泥基材料介电性能的主要原因，通过离子的移动形成的电偶极子以串联的方式连接。骨料和外掺物通过影响微结构影响介电性能。温度升高和压应力会增强介电性能，温度降低和拉应力会减弱介电性能。最后针对今后需要深入开展的相关研究提出建议。
水泥基材料 介电性能 介电常数 极化 电导率 cement-based materials dielectric behavior electrical permittivity polarization electrical conductivity
河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室, 河海大学水利水电学院, 南京 210098
中国修建于20世纪的大批基础设施工程正逐渐达到高龄服役期, 随之带来了较突出的水泥基材料劣化问题。声发射作为一种材料在能量释放下所表现出的本征物理现象, 其蕴含的丰富信息为精敏感知材料及结构性态提供了有益基础。在简要阐述声发射感测基本原理与主要分析方法的基础上, 重点围绕水泥基材料的碱骨料反应、锈胀开裂、疲劳、冻融剥落等劣化行为, 评述了基于声发射现象进行水泥基材料劣化行为表征、性态判识评估、劣化致因剖析方面的研究现状, 考虑水工大尺度结构时变服役特征, 给出了声发射在水泥基材料劣化研究方面今后需着力加强的方向。
水泥基材料 劣化 表征 评估 声发射 cement-based materials degradation characterization evaluation acoustic emission
1 安徽理工大学土木建筑学院，安徽 淮南 232001
2 兰州理工大学土木工程学院，兰州 730050
3 东南大学材料科学与工程学院，南京 211189
4 青岛理工大学土木工程学院，山东 青岛 266033
水泥基材料碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀(TSA侵蚀)在我国西部交通与水利工程中屡屡发生，且TSA侵蚀较传统钙矾石型及石膏型硫酸盐侵蚀相比具有更大的危害性与更强的隐蔽性。本工作综述了碳硫硅钙石的物理与化学特性并系统总结了其微观表征分析方法，同时对碳硫硅钙石不同形成机理与TSA侵蚀破坏影响因素进行了全面分析和归纳。在此基础上，对TSA侵蚀破坏预防与抑制措施研究进展进行了介绍。最后，探讨了TSA侵蚀未来研究需要注意的重要问题。
水泥基材料 碳硫硅钙石 钙矾石 硫酸盐 石灰石粉 cement-based materials thaumasite ettringite sulfate limestone powder
1 福州大学土木工程学院，福州 350108
2 西安建筑科技大学材料科学与工程学院，西安 710055
3 西安建筑科技大学土木工程学院，西安 710055
近年来，天然植物纤维用来增强水泥基材料受到了广泛关注。与合成纤维相比，天然植物纤维具有绿色环保、质量轻、低成本、可再生等众多的优点，在许多领域都有大量应用。然而，天然植物纤维易吸水膨胀、与水泥基体相容性差，不能直接应用于水泥基材料中，需通过对天然植物纤维进行适当的预处理改善其对水泥基复合材料性能的不利影响。基于天然植物纤维的结构及材料组成，综述了天然植物纤维的水处理、涂覆处理、蒸汽处理、碱处理、酸处理、硅烷偶联剂处理、混合处理等方法以及这些预处理方法对天然植物纤维增强水泥基复合材料性能影响的最新进展。
天然植物纤维 水泥基材料 预处理 性能 natural plant fibers cement-based materials pretreatment properties
常州大学环境与安全工程学院，江苏 常州 213164
采用0.01~0.50 mol/L的硝酸溶液，对水灰比0.50的净浆、砂浆和混凝土开展加速溶蚀实验和数值模拟反演分析，从宏、微观角度研究溶蚀评价指标的演变规律，建立加速效应与浸泡液浓度之间的定量关系。结果表明：随着硝酸浸泡液浓度的提高，基于溶蚀深度和钙离子累计相对溶蚀量表征的Fick扩散定律中的比例系数分别呈线性和负指数函数的增长规律，溶蚀区相同深度处的碳酸钙衍射峰线性降低；净浆、砂浆和混凝土的等效加速扩散系数均与硝酸浸泡液浓度呈线性正比关系，加速倍率分别是浸泡液浓度(以mol/L计)的3.9×103、1.6×103和1.0×103倍；6.00 mol/L硝酸铵、0.50 mol/L硝酸、6.00 mol/L氯化铵和去离子水对水灰比0.50的净浆的加速倍率分别为4 507、2 018、464和47，且净浆的等效加速扩散系数是同水灰比混凝土的2.3倍。化学浸泡液浓度过高，将导致溶解-扩散过程明显偏离淡水环境下的溶蚀机理，采用硝酸溶液进行加速溶蚀实验时，浸泡液浓度以0.10 mol/L为最佳。
水泥基材料 钙溶蚀 化学浸泡法 加速效应 反演分析 cement-based materials calcium leaching chemical solution immersion method acceleration effect inversion analysis
1 云南大学物理与天文学院，云南昆明 650500
2 云南省先进光电材料与器件重点实验室，云南昆明 650223
3 昆明物理研究所，云南昆明 650223
随着紫外探测技术的不断发展，氧化物材料在紫外探测领域表现出传统探测器所不具备的优点而成为近年研究的热点，是继红外探测技术之后又一快速发展的军民两用探测技术。然而，氧化物基紫外光电探测器的广泛应用，仍然面临一些问题。本文对国内外紫外探测技术的应用和发展历史进行了概述，并对 3种金属氧化物紫外探测材料的晶体结构、性质及其器件研究进展进行了概括和讨论。最后，针对氧化物基紫外探测材料及器件在研究中所面临的问题，进行了分析，并对氧化物基紫外探测技术的发展进行了总结与展望。
光电探测 氧化物基材料 紫外探测器 photoelectric detection, oxide-based materials, ul
Author Affiliations
Abstract
1 Research Center of Laser Fusion, China Academy of Engineering Physics, Mianyang621900, China
2 Science and Technology on Plasma Physics Laboratory, Mianyang621900, China
The Be-based materials with many particular properties lead to an important research subject. The investigation progresses in the fabrication technologies are introduced here, including main three kinds of Be-based materials, such as Be–Cu capsule, $\text{Be}_{2}\text{C}$ ablator and high-purity Be material. Compared with the pioneer workgroup on Be-based materials, the differences in Be–Cu target fabrication were described, and a grain refinement technique by an active hydrogen reaction for Be coating was proposed uniquely. $\text{Be}_{2}\text{C}$ coatings were first prepared by the DC reactive magnetron sputtering with a high deposition rate $({\sim}300~\text{nm}/\text{h})$. Pure polycrystalline $\text{Be}_{2}\text{C}$ films with uniform microstructures, smooth surface, high density $({\sim}2.2~\text{g}\cdot \text{cm}^{3})$ and good optical transparency were fabricated. In addition, the high-purity Be materials with metal impurities in a ppm magnitude were fabricated by the pyrolysis of organometallic Be.
Be-based materials Be–Cu capsule Be2C ablator high purity High Power Laser Science and Engineering
2017, 5(2): 02000e10
