为研究青藏高原环境条件下不同纤维混凝土的抗冻耐久性及冻融损伤演化规律，本研究依托西藏那曲地区某混凝土道路工程，对普通纤维混凝土(NC)、冲磨纤维混凝土(CM)以及膨胀纤维混凝土(PZ)进行了冻融循环试验和相关力学测试，在试验研究的基础上，提出了适用于高原低气压环境下的冻融损伤模型。研究结果表明，从冻融循环试验结果来看，冲磨纤维混凝土(CM)抗冻耐久性最佳，三种纤维混凝土抗冻耐久性排序为CM＞NC＞PZ。针对本文建立的冻融损伤模型和基于该模型的抗折强度预测方程，采用青藏高原地区某高速工程项目的高寒引气混凝土测试数据进行了验证，冻融后的抗折强度试验值与预测值变化趋势相近且基本吻合。因此，本文建立的青藏高原抗折强度冻融损伤模型是合理且可行的。

海洋工程建设中，海砂、珊瑚砂等原料中富含一定的氯盐，在配制过程中，原料中的氯离子进入钢筋混凝土引起内部侵蚀，导致钢筋混凝土结构失效。大量试验表明，水泥水化产物C-S-H凝胶和Friedel’s盐在提高水泥基材料内源氯离子固化能力、降低钢筋锈蚀风险等方面发挥着重要作用。水泥矿物、掺合料、外加剂、类AFm相材料的存在影响着C-S-H凝胶和Friedel’s盐的生成，进而改变水泥基材料的氯离子固化能力。本文综述了上述影响下C-S-H凝胶和Friedel’s盐的变化，进而分析了水泥混凝土中内源氯离子的固化效果，为采用氯离子固化材料解决钢筋混凝土氯离子侵蚀问题提供参考。

掺入化学外加剂是提升水泥基材料性能的有效方法。然而, 各类化学外加剂在分子尺度上的作用机制仍需进一步明晰。水化硅酸钙(C-S-H)作为水泥水化的主要产物, 控制着水泥基材料的各项宏观性能。分子动力学模拟可在分子/原子尺度上揭示化学外加剂分子与C-S-H的相互作用及其对C-S-H性能的影响。综述了近年来针对有机和无机化学外加剂与C-S-H在分子尺度上的相互作用及其对C-S-H性能影响机理的分子动力学研究进展, 并展望了关于化学外加剂-(C-S-H)体系分子动力学模拟的后续研究方向。总结的化学外加剂包括有机小分子、树脂和纤维、水溶性聚合物等有机外加剂, 以及(改性)石墨烯、硅烯、碳纳米管、各类纳米粒子等无机外加剂。分子动力学模拟研究重点关注各类外加剂与C-S-H界面的相互作用, 这一作用的理解有助于揭示外加剂对C-S-H材料力学性能的提升机理。此外, 针对有机小分子、水溶性聚合物及部分纳米粒子等外加剂, 大量研究采用分子动力学方法, 揭示此类外加剂对C-S-H层状结构的吸附、插层、聚集阻塞等微观作用, 从而阐明这些外加剂对C-S-H力学性能、传输性能, 乃至收缩行为的作用机理。这些认识, 为有效提升水泥基材料性能、外加剂分子结构设计提供理论启发。

机制砂残留的不同浓度的絮凝剂会对混凝土相关性能产生不利影响。本文研究了三种絮凝剂（阴离子聚丙烯酰胺(APAM)、非离子聚丙烯酰胺(NPAM)和聚合氯化铝(PAC)），四种掺量（0%、0.015%、0.030%、0.050%，质量分数）对硅酸盐水泥流动度、凝结时间及力学性能的影响，并使用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)技术分析絮凝剂对硅酸盐水泥性能的影响机理，研究了减水剂、缓凝剂和分散剂在改善絮凝剂对砂浆流动度和力学性能产生的不利影响方面的作用。结果表明：APAM对净浆流动度的影响较大，NAPM的影响次之，PAC的影响不明显；APAM和NPAM均能小幅缩短净浆凝结时间，而PAC会小幅延长净浆凝结时间；三种絮凝剂均能小幅降低砂浆强度，且整体上掺量越高，下降幅度越大；三种絮凝剂基本不改变硅酸盐水泥水化产物，但APAM和PAC能促进水泥的水化，而NPAM抑制水泥的水化。共同使用减水剂和缓凝剂能显著提高掺有絮凝剂砂浆的流动度和抗压强度。

针对溶剂型冷补沥青性能不足及其技术指标评价方法不完善的问题，本文优选冷补沥青的材料组成，通过试验确定了冷补沥青的最佳制备工艺。采用正交试验设计方法研制一种性能优良的溶剂型冷补沥青，并对冷补沥青的性能评价方法进行了优化,通过对比试验对其路用性能进行了验证。研究结果表明,研发的溶剂型冷补沥青最佳配合比为m(基质沥青)∶m(稀释剂)∶m(增黏剂)∶m(表面活性剂)∶m(补强剂)∶m(抗剥落剂)=100∶（20~25）∶4∶1∶5∶0.2。确定了溶剂型冷补沥青的最佳制备工艺，在110 ℃热熔融沥青中加入定量稀释剂，用高速剪切机搅拌10 min，其次加入定量增黏剂、补强剂和表面活性剂的混合物，持续搅拌10 min，最后加入定量抗剥落剂搅拌10 min。综合考虑各因素，经优化后的性能评价方法能较好地反映冷补沥青的路用性能。基于正交试验设计方法和最佳制备工艺制备的溶剂型冷补沥青性能优于选择的成品冷补沥青，并且能够拌制出性能优良的混合料。

针对大孔隙沥青混合料路面对灌浆材料工作性能要求较高的特点, 本文开发了一种半柔性路面用早强型水泥基灌浆料。采用快硬硫铝酸盐水泥与普通硅酸盐水泥在不同比例下进行复掺, 确定了水泥体系的基础配比; 通过正交试验, 确定了粉煤灰、硅灰、赤泥等矿物掺合料最佳配比。通过在灌浆料体系中复掺减水剂、胶粉、缓凝剂及早强剂外加剂, 对灌浆料的工作性能进行了优化调控, 最终获得满足性能要求的半柔性路面用水泥基灌浆料。结果表明, 灌浆料体系的最优配比为m(快硬硫铝酸盐水泥)∶m(普通硅酸盐水泥)=7∶3, 外掺粉煤灰、硅灰、赤泥的量分别为硫铝酸盐-普通硅酸盐复合水泥质量分数的9%、6%、3%, 水胶比为0.40, 砂胶比为0.25, 早强剂、胶粉、减水剂、缓凝剂的掺量分别为0.08%、2.5%、0.35%、0.20%(质量分数), 其初始和20 min流动度分别为13 s和19 s, 初凝和终凝时间分别为62 min和65 min, 3 h、1 d、7 d和28 d的抗压强度分别为17.08 MPa、18.13 MPa、24.59 MPa和26.19 MPa, 7 d干缩率为0.18%。

氯氧镁水泥具有高强度、强黏合力、耐磨、抗冲击、低碱性及低腐蚀性等优点, 作为无机胶黏剂和胶凝材料已在包括木材加工在内的众多行业中应用。但氯氧镁水泥的耐水性差, 严重影响了其规模化应用与推广。在保证氯氧镁水泥力学性能的条件下, 如何提高其耐水性成为氯氧镁水泥的研究热点。本文综述了近年来国内外在提高氯氧镁水泥耐水性方面的研究进展, 重点总结了不同外加剂应用于氯氧镁水泥改性的方法及作用机理。并对氯氧镁水泥在人造板等领域的发展前景进行了展望, 以期为高性能氯氧镁水泥的开发和应用提供理论与技术指导。