海洋资源的开发和利用对海洋强国建设具有重要的战略意义。随着岛礁工程、港口工程、海岸防护工程等海洋土木工程建设项目日益增多,许多天然资源产生了严重的匮乏。河砂、淡水等天然资源在海洋土木工程中的供应受到运输成本增加与建设工期延长的严重限制。利用属地化资源,如天然海水、海砂制备混凝土引起了广泛关注。此外,海洋土木工程要求钢筋混凝土在复杂环境作用下能够保持高耐蚀性与长寿命周期,探明海水海砂混凝土在复杂环境下的劣化损伤过程与长期性能提升机制成为了这项研究的关键科学问题。
我校土木工程与建筑学院教师李华伟(在读博士)与广东工业大学土木与交通工程学院李丽娟教授团队在海水海砂混凝土耐久性方面开展研究,取得系列进展:
一、利用大宗工业固废制备海水海砂混凝土
海水海砂混凝土的低碳化设计对建筑行业的可持续性发展具有重要意义。研究团队从海水海砂混凝土配合比设计、工作性、力学性能、水化特性、微结构演化、耐久性及其工程应用等多个角度,对海水海砂混凝土在复杂环境下的性能变化及其局限性进行了全方位的评价。同时,围绕辅助胶凝材料的使用对海水海砂混凝土的性能影响机制展开了全面的论述,为其在海水海砂混凝土中的广泛使用提供了有价值的理论依据。
该研究成果以“Use of supplementary cementitious materials in seawater–sea sand concrete: State-of-the-art review”为题,发表于建筑科学领域国际权威期刊Construction and Building Materials(中科院一区top,IF=7.4),发表题为的高水平研究综述。李华伟为论文第一作者。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2024.136009。
二、开发低活性工业固废用以制备海水海砂混凝土
低活性工业固废的大规模开发与利用对建筑工程行业绿色健康发展具有显著的价值。研究团队从提出以低活性固废铁尾矿作为主要原料的海水海砂混凝土体系,联合使用多种物相分析与微观结构表征方法阐明了海水海砂混凝土的水化作用发展历程,揭示了低活性固废在海水海砂混凝土中对侵蚀性离子的物理和化学固化机制,为其在实际工程中的长期服役性能提升提供了有价值的见解。
该研究成果以“Evaluating strength, hydration characteristics, microstructure evolution, and sustainability of seawater–sea sand cement-based materials containing iron ore tailings”为题,发表于国际权威期刊Construction and Building Materials(中科院一区top,IF=7.4)。李华伟为论文第一作者。该研究得到国家自然科学基金重点项目(12032009)的支持。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2024.139163。