采用14C测年法对采集的龙骨样品进行了年代测定, 选取其中9批符合化石年代的正品龙骨, 采用X射线粉末衍射技术(XRD)和电子探针微区分析技术对样品的物相组成及元素赋存形态进行了分析, 结果显示龙骨的主体物相为羟磷酸钙, 部分样品为羟磷酸钙和碳酸钙共存; 样品中的羟磷酸钙以羟基磷灰石为主要存在形式, 碳酸钙则多以方解石型碳酸钙存在, 少部分以白云石形式存在。 采用ARF、 ICP-AES、 ICP-MS、 AES法对9批正品龙骨样品进行了元素含量的测定, 结果显示: 龙骨中钙磷的比值均大于2, 推测因化石形成过程中, 骨骼的有机磷在地质过程中较多被分解而造成; 9批龙骨的微量元素具有大致相同的分配模式: Sc、 V、 Cr、 Co、 Ni、 Cu六种元素相对原始地幔均为亏损, Ba、 Sr、 As为异常富集, 元素U为高度富集; 9批龙骨中的稀土元素分布也具有大致相同的分配模式, 表现为轻稀土富集型, Ce负异常, Eu部分正异常、 部分负异常, Y轻微正异常; 6批年代在4.35万年以前的龙骨, 稀土元素总量明显高于3批年代在1.8~3.7万年之间的样品, 推测一方面与其埋藏成岩环境有关, 另一方面与其埋葬年代更为久远有关。

在配方和原料一定的情况下，高铝瓷的组成、结构与性能在很大程度上取决于烧成制度。本文系统研究了高铝瓷物相组成、微观结构和力学性能随烧成温度的变化，并分析了原因。结果表明，随着烧成温度从1 160 ℃升高到1 310 ℃，瓷件中发生熔解的刚玉和石英颗粒增加，内部刚玉相含量从3785%（质量分数，下同）下降到3502%，石英相含量从760%下降到194%，熔解的刚玉和部分石英以莫来石形式析出，瓷件内部莫来石含量从749%升高到1141%。随着烧成温度从1 160 ℃升高到1 280 ℃，瓷件内部玻璃相含量从4706%提高到5163%，瓷件真气孔率从1250%下降到559%，但是当烧成温度达到1 310 ℃时，瓷件过烧，内部真气孔率增加到699%。当烧成温度为1 160 ℃时，瓷件生烧，存在开口气孔，瓷件弯曲强度仅151 MPa；当烧成温度增加到1 190 ℃，弯曲强度达最大值181 MPa；随着烧成温度继续升高到1 310 ℃，瓷件内部总晶相含量从5294%下降到4837%，瓷件内部起弥散增强作用的晶相颗粒减少，瓷件强度从181 MPa逐渐降至158 MPa。这些研究结果对优化高铝瓷的配方、烧成制度及材料性能都有重要的参考意义。

为解决钢筋混凝土氯离子侵蚀难题，研究了不同掺量矿渣微粉对水泥净浆工作性能、力学性能和氯离子固化性能的影响，并通过物相分析、热重分析、孔结构分布和热力学模拟等方法对氯离子固化机理进行表征分析。结果表明：矿渣微粉能够改善水泥基材料的工作性能，有效提升水泥净浆后期抗压强度和氯离子固化能力，掺量为30%（质量分数）时综合性能最佳；矿渣微粉能够化学结合氯离子，促进体系生成Friedel盐和Kuzel盐，并且能够发生火山灰效应提升C-S-H凝胶含量，细化硬化浆体孔隙结构，提升密实度；水泥净浆氯离子固化能力受氯离子化学结合、物理吸附和阻迁能力共同作用，随着矿渣微粉掺量增加，水泥净浆氯离子化学结合和物理吸附能力逐渐增强，而阻迁能力存在最优掺量。本研究为矿渣微粉水泥基材料在远海岛礁工程建设中的应用提供技术支持和理论支撑。

石灰石微粉等辅助性胶凝材料部分取代水泥可有效降低建筑材料领域的碳排放，但其对耐久性方面的影响仍需进一步探索。通过抗压强度、自然浸泡氯离子、电迁移加速氯离子传输等测试，探讨了石灰石微粉掺量、原材料细度以及水胶比等因素对水泥基材料氯离子传输的影响规律。根据物相组成和孔结构特征研究了石灰石微粉对体系微结构的影响，结合宏观性能与微观分析结果深入讨论了体系的抗氯离子传输能力与物相组成、孔隙曲折度、最可几孔径的关系。结果表明，在水泥-石灰石微粉体系中，当石灰石微粉掺量低于15%(质量分数)时，石灰石微粉对体系的抗氯离子传输性能影响较小，结构因子可有效衡量体系的抗氯离子传输能力。物相组成和孔隙曲折度与氯离子传输的相关性较低，最可几孔径是影响氯离子传输的最主要因素。

高原气候环境下基础设施结构混凝土材料强度、耐久性所面临的问题逐渐凸显,研究高原气候环境对混凝土性能的影响具有重要意义。通过低气压试验箱模拟95.0、70.7、57.6、47.0和38.7 kPa气压环境,测试了不同养护气压下水泥净浆的抗压强度、孔结构和物相组成。结果表明,在同一龄期时,随着养护气压的降低,水泥净浆的抗压强度逐渐降低,孔隙率逐渐增加,最可几孔径逐渐增大,过渡孔比例减小,毛细孔和大孔的比例增加,水化产物中的Ca(OH)2逐渐减少。此外,本文还分析了水泥净浆抗压强度与孔结构的关系,基于水泥净浆孔结构参数,建立了水泥净浆抗压强度预测模型。

高放废液玻璃配合料在冷帽层向玻璃态的转化过程及模型构建是准确仿真模拟高放废液玻璃固化熔炉的重要依据。为澄清高放废液玻璃固化过程中配合料向玻璃态的转化过程，分析了配合料在冷帽层的物相转变与结构特征。结果表明：冷帽包括上部反应层(100～700 ℃)与下部泡沫层(700～1 000 ℃)，其中脱水及硝酸盐的分解集中在反应层，而连续熔体出现、中间物相生成与溶解发生在泡沫层。基于质量守恒方程和实验结果，将反应层简化为一维传质模型并建立了配合料向玻璃态转变的转化率方程，定量描述了配合料结晶水脱去(100～400 ℃)、硝酸盐熔融(200～300 ℃)和硝酸盐分解(400～700 ℃) 3大主要反应随温度变化的反应速率，为后续熔炉仿真模型提供了数值依据。

利用DSC-TG、XRD、IR、Raman和NMR等测试手段, 研究了不同煅烧温度(650、700、750、800、850 ℃)下低品位黏土物相和结构的变化。结果表明: 低品位黏土主要由高结晶度的石英组成, 并含有少量晶化程度较低的多硅白云母、高岭石、伊利石、方解石、黄铁矿和微斜长石。650~850 ℃高温煅烧后, 高岭石和伊利石分解为非晶的SiO2和Al2O3, 部分石英转变为无定形的SiO2; 低品位黏土矿物中的吸附水和结构水分解, 铝氧八面体逐渐转变为铝氧四面体, 石英中Si-O-Si的近程有序结构也受到了一定程度的破坏。

以两种不同粒径的石英砂为原料, 石灰乳和纸浆废液为结合剂, 经1 430 ℃高温烧成制备硅砖, 研究复合矿化剂及保温时间对硅砖物相组成、显微结构及主要物理性能的影响规律。研究结果表明, 经1 430 ℃保温10 h后, 烧成试样由鳞石英、方石英及少量残余石英组成。添加铁鳞粉-CaO-MnO2-SiC或铁鳞粉-CaO-MnO2-TiO2四元矿化剂时, 硅砖中典型的骨料-基质耐火材料结构消失, 并逐步出现“均质化”效应。当矿化剂为铁鳞粉-CaO-MnO2-TiO2时, 经1 430 ℃保温10 h后, 烧成试样具有较好的综合性能, 其体积密度、显气孔率及常温耐压强度分别约为(1.93±0.01) g·cm-3、(14.9±0.1)%及(55.05±0.64) MPa。在最佳矿化剂组分及烧成制度基础上, 延长保温时间至15或20 h时, 材料中残余石英含量降低, 但鳞石英含量增大, 导致体积膨胀效应增强, 使材料的物理性能受损。

为探明水化硅酸钙(CSH)凝胶-蒙脱石界面能对水泥固化蒙脱土无侧限抗压强度的影响, 通过分子动力学模拟方法对蒙脱石和CSH结合界面区能量进行定量计算, 并结合灰色关联度分析和X射线衍射(XRD)表征, 讨论模型的正确性和偏差来源。研究表明: CSH-蒙脱石界面能由范德华力、氢键能与静电作用组成; CSH-蒙脱石界面能与水泥固化蒙脱土无侧限抗压强度具有较好的相关性, 界面能随着水分子数增加而降低, 随着蒙脱石层数增多而先减小后增大; 通过调整水胶比及胶土比可使CSH-蒙脱石界面处斥力达到最大或引力达到最小, 进而控制水泥固化蒙脱土无侧限抗压强度性能达到最优。