采用超声/电声谱仪、低场核磁共振仪、量热仪研究了羟乙基甲基纤维素（HEMC）对硅酸盐水泥和快硬硫铝酸盐水泥（CSA）早期水化的影响。测试了砂浆的保水性、含气量等宏观性能。结果表明：HEMC均显著提高了新拌砂浆的保水性和含气量，但对水泥浆体ζ电位的影响截然不同——HEMC的掺入大幅缩短了硅酸盐水泥浆体ζ电位变正的时间，却仅使快硬CSA浆体ζ电位的绝对值略微减小。此外，HEMC掺入后，水泥浆体横向弛豫时间分布曲线在100~1 000 ms内出现新的弛豫峰。对硅酸盐水泥水化而言，3 d后此峰基本消失；而快硬CSA浆体120 min时此峰便已消失，表明HEMC在快硬CSA颗粒表面的吸附作用弱，因此不同于HEMC对硅酸盐水泥水化反应显著的延缓作用，HEMC几乎不影响快硬CSA早期水化放热。

研究了水胶比、聚羧酸减水剂（PCE）分子结构、高吸水性树脂（SAP）及阴离子型黏度调节剂（VMA）对砂浆流变性能的影响。结果表明：提升水胶比能降低砂浆的屈服应力和塑性黏度并提高其流动度保持能力。PCE的掺入可显著降低砂浆的屈服应力且PCE侧链的空间位阻作用是一个主要原因。侧链抑制PCE在水泥颗粒表面的吸附。增加PCE侧链长度对水泥浆初始流变性影响较小。SAP通过降低砂浆中自由水含量来提高其屈服应力和塑性黏度，其作用机理与降低水胶比的作用相似。VMA在低掺量下通过桥接作用提高砂浆的屈服应力，但对塑性黏度影响不大；高掺量下，VMA的桥接作用减弱却能大幅提高液相的黏度，因而对砂浆屈服应力的提升作用减弱而大幅提高其塑性黏度。

用动态光散射测定了溶液中纤维素醚分子的尺寸、用总有机碳含量（TOC）方法测定了纤维素醚在水泥中的吸附量。结果表明：溶液中纤维素醚的粒径随浓度提高而减小，并趋于恒定值，称之为无扰直径。用无扰直径和水泥的Blaine比表面积计算其在水泥颗粒表面单层紧密堆积的量，其与TOC测定的吸附量存在良好相关性，说明纤维素醚以其无扰直径大小吸附在水泥颗粒表面，且与水泥种类无关。

研究了消泡剂与引气剂之间的界面行为，计算了其在混合界面处的分子组成、分子间作用力常数（β）及混合体系的附加自由能，对比了多种比例搭配的消泡剂与引气剂体系在溶液和硬化砂浆中的性能差异。结果表明：在引气型表面活性剂中引入消泡型组分时，会导致表面活性剂分子在界面排列的自由能增加，从而导致溶液泡沫稳定性和砂浆含气量稳定性明显下降，并且消泡剂可有效减小硬化砂浆气泡孔径和气泡间距系数，提高砂浆的抗压强度。

基于背散射电子成像、扫描电子显微镜等微观实验结果，运用Hashin复合球模型，从水泥水化产物、水泥凝胶骨架、水泥沥青复合胶凝体系和水泥乳化沥青（CA）砂浆4个尺度，建立了CA砂浆的静态受压力学模型，分析了CA砂浆弹性模量E_CA、抗压强度f与组成的关系。结果表明：水泥水化物相体积分数V_CH是影响CA砂浆弹性模量E_CA和抗压强度f的主要参数；沥青视为气孔或低模量组分时，CA砂浆静态弹性模量E_CA与水泥水化物相体积分数V_CH、抗压强度f与胶空比x，均存在幂函数的关系，且R²>0.8；试验与模型分析表明，CA砂浆中水泥水化物为连续相并构成复合胶凝体骨架，沥青穿插其中，沥青对CA砂浆静态强度和弹性模量贡献较小。

测试了掺有3种不同规格、4种不同掺量圆直形钢纤维的超高性能混凝土（UHPC）的弹性模量、立方体抗压强度和流动性能，分析了钢纤维几何参数和掺量对UHPC弹性模量的影响。结果表明：UHPC弹性模量、抗压强度随纤维掺量的增加而增大，随纤维的长径比增大而增大；新拌UHPC的流动性能则相反。钢纤维的掺入，对UHPC弹性模量具有正、负双重效应。纤维本身较高的弹性模量，发挥着正效应；但纤维同时会降低UHPC的流动性能，增大孔隙率和内部缺陷，削弱基体弹性模量，发挥负效应；综合呈现正效应。基于试验结果，建立了考虑纤维掺量和几何参数的UHPC弹性模量的半经验预测公式。UHPC弹性模量与抗压强度具有明显的相关性，为此建立了二者关系的经验公式。最后，基于收集到的42篇文献中320个试验数据，对上述半经验和经验公式进行了验证与修正，以扩大其适用范围。

采用三分点加载法系统地评价了液体速凝剂种类对喷射大板成型钢纤维混凝土的力学强度与弯曲韧性行为的影响，设计同配比钢纤维砂浆体系，从早期力学强度发展与钢纤维-水泥基体微观界面方面探究了液体速凝剂种类对钢纤维增韧作用的影响机理，结果表明：相对于有碱速凝剂，无碱速凝剂的掺入对混凝土基体后期强度影响较小，有利于发挥钢纤维的增韧抗弯作用，体系荷载-挠度曲线更为饱满；从早期力学强度发展角度，无碱速凝剂通过促进短柱状钙矾石与纤维针状C-S-H凝胶的早期水化环境形成，有效地改善了水泥基体与钢纤维的界面粘结效果，有利于提高钢纤维喷射混凝土的早期初期支护能力。

以0.21的水灰比成型活性粉末混凝土（RPC）基体，研究低水灰比RPC基体水化相在高温蒸压养护条件下的长期水化规律。采用酸不溶物含量表征基体的水化程度，采用显微维氏硬度表征RPC基体在养护过程中的结构性能，并通过X射线粉末衍射与扫描电子显微镜/能量色散谱分析RPC基体的物相与形貌变化。结果表明：高温蒸压养护过程中，RPC基体水化程度在0~96 h的养护期内快速提升，硬度随养护时间增加提升明显；长期养护时（168~312 h），基体的水化速率缓慢，基体内水泥熟料的水化趋于停滞。长期高温蒸压养护过程中，低水灰比RPC基体中晶态水化产物极少，由于缺乏晶态转化的空间，基体中的絮状水化硅酸钙凝胶无明显晶化现象，在长期高温水热条件下具有良好的稳定性，在核废料存储材料领域具有应用前景。

硅烷浸渍处理是混凝土常用的耐久性防护措施。使用异丁基三乙氧基硅烷浸渍处理水泥基材料，通过裂解-气相色谱-质谱（PGC-MS）表征浸渍于水泥基材料表面硅烷的特征结构与含量，发现其裂解碎片主要成分为异丁基；使用水蒸气等温脱吸附研究硅烷浸渍水泥基材料与水分相互作用特性，发现硅烷浸渍水泥基材料在低湿度区间的等温脱吸附性质没有显著变化，但浸渍处理有效抑制了相对湿度30%以上孔隙中水蒸气的凝聚和“墨水瓶效应”，同时使60%以上相对湿度区间的脱吸附速率常数显著增大。硅烷浸渍水泥基材料经历实验室氙灯老化10周后硅烷含量并未明显降低，其水蒸气脱吸附特性也未明显改变。

用硅灰（SF）和不同温度煅烧后MgO制备水化硅酸镁（MgO-SiO₂-H₂O, M-S-H）胶凝材料，研究其流动度、凝结时间、pH值与M-S-H胶凝材料强度及膨胀特性的相互关系。采用X射线衍射和热重分析等测试手段分析了不同温度煅烧的MgO对MgO-SF净浆水化产物和M-S-H结构的影响。结果表明：随着煅烧温度增加，MgO衍射峰强度增加，峰宽变窄，晶粒尺寸增加，活性降低。1 150 ℃煅烧MgO制备的净浆中Mg（OH）₂和M-S-H物相含量高，且M-S-H硅氧四面体聚合程度最大。1 150 ℃煅烧MgO制备的MgO-SF流动度适中易成型（净浆和砂浆流动度分别为129 mm和206 mm），净浆pH值和凝结时间适中，砂浆强度高、自由膨胀率（ε_t）最小。ε_t与Mg（OH）₂的含量变化幅度正相关。

氯离子侵蚀已成为影响海洋环境下混凝土结构耐久性最主要的因素；混凝土耐久性破坏是一个长期的过程。试验室常采用人工加速模拟的方法研究混凝土耐久性劣化过程。然而，针对混凝土耐久性室内模拟与实海暴露的研究，目前在试验方法、试验制度及加速因素等方面尚未形成统一认识与规范，使研究成果在工程中应用推广具有一定局限性。若能建立真实暴露条件和室内模拟混凝土氯离子侵蚀试验两者之间的相似性关系，更能准确地分析海洋环境下混凝土结构耐久性和预测其使用寿命。考虑环境（温度和湿度）和材料性能（水胶比和矿物掺合料）等因素影响，基于单因素和多因素作用，主要从试验研究、理论分析及数值模拟3个角度，分别综述了混凝土抗氯离子侵蚀的研究进展，总结了海洋环境下混凝土抗氯离子侵蚀相似性研究成果，并对其进行了讨论和展望，为未来的理论研究及实际工程应用提供一定依据。

碳纳米管是一种性能优异的纳米材料，将其掺入水泥基材料中将会显著影响水泥基材料的微观结构及宏观性能。本文系统总结和分析了国内外有关碳纳米管对水泥基材料微观结构和耐久性能的研究成果。讨论了碳纳米管对水泥基材料的水化特性、孔结构、微裂缝、内部界面及抗碳化能力、抗离子侵蚀能力、抗冻融破坏能力的影响及作用机理。分析发现碳纳米管通过成核作用促进了水化产物的生成、影响了水泥水化反应速率，并通过填充作用和桥联作用优化了水泥基材料的孔结构和内部界面，阻碍了微裂缝的形成及扩展；此外，碳纳米管通过对水泥基材料微观结构的优化，提高了水泥基材料的抗碳化能力、抗离子侵蚀能力和抗冻融破坏能力等耐久性能。目前，碳纳米管对水泥基材料微观结构及耐久性能影响的研究成果相对较少，相关结论也未完全达成一致，因此，还需要进一步的深入研究。

采用纤维伸长法、旋转法测试了Ge₁₀As₄₀Se₅₀硫系玻璃的黏度。通过比较不同方程的准确性，确定Vogel-Fulcher-Tammann方程为该玻璃黏度拟合的最优模型，推导出玻璃黏度随温度的变化关系，根据Angell图计算其强弱性指数m，与其他Ge_xAs_ySe_1-x-y玻璃的m进行比较，采用X射线光电子能谱仪对其网络结构进行分析。结果表明：在平均配位数r为2.0~2.6区间内，Ge_xAs_ySe_1-x-y系统玻璃的动力学强弱性整体的变化趋势符合拓扑约束理论，表现为随着r变大，Ge_xAs_ySe_1-x-y系统的m整体上呈现降低的趋势，但是当r大于2.2，m值并不严格随着r的变大而减小，r为2.6的Ge₁₀As₄₀Se₅₀硫系玻璃存在的Se链结构影响了网络结构稳定性，导致其强弱性指数m偏高。

以Ti₃C₂T_x为基底材料，异丙醇（C₃H₈O）为诱导剂，通过溶剂热法制备TiO₂/Ti₃C₂T_x复合材料。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和紫外可见漫反射光谱对样品物相组成及微观结构进行表征。结果表明：在Ti₃C₂T_x层状表面均匀生长出锐钛矿晶型的TiO₂，所得TiO₂/Ti₃C₂T_x复合材料光生电子传输性能提高。TiO₂/Ti₃C₂T_x-24 h在500 W汞灯（波长为365 nm）照射下其光催化性能最佳，75 min可降解甲基橙（MO）95%，比纯TiO₂光催化剂降解效率提高了67.7%。

采用共沉淀法制备铜铁类水滑石（CuFe LDH），将其应用于染料和氨氮的光-次氯酸钠协同催化降解实验中，研究了Cu-Fe比例对CuFe LDH形貌的影响，及CuFe LDH对亚甲基蓝（MB）和氨氮的光化学催化降解效果。结果表明：比例在2∶1~4∶1时均能形成LDH结构，Cu-Fe比例为3∶1时，降解MB的动力学常数是无催化剂的7.9倍，反应1 min时氨氮的降解率为99.5%高于无催化剂的66.6%；利用自由基捕获剂证明降解过程主要由超氧自由基实现，同时存在氯自由基和少量羟基自由基；CuFe LDH在光化学催化过程中实现了表面活性位点的持续再生和电子-空穴对的高效分离。

采用化学溶液法合成了不同稀土离子（Nd³⁺、Y³⁺、Eu³⁺）掺杂的BiVO₄纳米晶。利用X射线衍射分析、扫描电子显微分析、能量色散X射线光谱、Fourier红外光谱、Raman光谱、紫外-可见光漫反射光谱以及荧光光谱研究了样品的物相、晶体结构、成分、形貌、局部结构、表面化学和光谱性质。结果表明：不同离子掺杂的BiVO₄样品尺寸处于纳米尺度，不同离子掺杂的BiVO₄纳米晶具有四方相晶体结构，这些纳米晶呈现出清晰的轮廓及规则的形貌，表明得到的纳米晶具有较好的结晶性能，且表现出一定程度的晶格畸变。在247、367、763、855 cm^-1附近出现的掺杂BiVO₄纳米晶的拉曼峰，与四方相BiVO₄结构的振动频率相吻合。紫外-可见光漫反射光谱表明，随着掺杂离子的引入，BiVO₄纳米晶样品内部电子结构发生了变化，BiVO₄、Eu:BiVO₄、Y:BiVO₄和Nd:BiVO₄纳米晶的禁带宽度，分别为2.50、2.74、2.90、2.94 eV，说明通过掺杂不同离子可以调控半导体纳米晶的禁带宽度。光致发光谱表明，Eu:BiVO₄纳米晶的发光峰具有最低的强度，说明Eu:BiVO₄纳米晶具有最低的电子空穴复合效率，暗示该纳米晶具有较高的光催化活性。Y:BiVO₄纳米晶的发光峰强度最高，表明该半导体纳米晶的电子空穴复合效率最高。

以12-氨基十二烷酸（12-AA）、丙烯酰氯为主要原料，通过Schotton-Baumann酰化反应对聚磷酸钙（CPP）进行改性。探究了水热反应时间和12-AA用量对CPP改性工艺的影响，并利用Fourier红外、X射线衍射、扫描电子显微镜对产物进行了表征，同时研究了CPP的粒度、接触角和热稳定性能。结果表明：随着水热反应时间与12-AA含量的增加，CPP的产率呈增长趋势，酰化反应过程中体系pH值随反应时间的增加呈减小趋势直至平稳（呈弱酸性，pH=6.2）。当反应时间为12 h，CPP与12-AA的摩尔比为1∶3时，产率可达56.70%，粒径较小（588.3±119.7 nm）；改性前后接触角由2°提高至61.41°；未改性CPP无明显失重（分解温度为592.92 ℃），热稳定性良好。改性CPP出现明显失重，分解温度在426.68~461.66 ℃范围内，仍保持良好的热稳定性。

通过水热法在凹凸棒石（ATP）棒晶表面原位生长石墨相氮化碳（g-C₃N₄）膜层合成了ATP/g-C₃N₄复合材料，然后以ATP/g-C₃N₄为载体，在其表面均匀负载纳米钴酸镧（LaCoO₃）粒子，制备了Z-型异质结构的ATP/g-C₃N₄/LaCoO₃光催化材料。利用X射线粉末衍射、透射电镜、紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱、N₂吸附-脱附和光电化学等技术对样品进行表征。在可见光照射下，考察了LaCoO₃不同负载量下ATP/g-C₃N₄/LaCoO₃对模拟汽油中的苯并噻吩（DBT）的氧化脱除能力。结果表明：与ATP/g-C₃N₄和LaCoO₃相比，ATP/g-C₃N₄/LaCoO₃大幅提高了可见光响应、吸收能力和光生电子-空穴对的分离效率。当光照时间为150 min时，50%-ATP/g-C₃N₄/LaCoO₃对模拟汽油中的DBT脱除率可达85.3%。

通过高温加热、酸洗工艺对钼尾矿中SiO₂提纯，采用甲基含氢硅油和二甲基二乙氧基硅烷（DDS）对其进行表面疏水改性。结果表明：采用煅烧和酸洗工艺可有效去除其中的钙、镁等杂质，可以使氧化硅的提纯含量达到84.3%；当以甲基含氢硅油为改性剂时，改性后的钼尾矿活化度可以达到77.6%，接触角最大可以达到116°，甲基含氢硅油已成功接枝到钼尾矿表面；以二甲基二乙氧基硅烷为改性剂时，活化度可以达到95.0%，接触角可以达到130°，二甲基二乙氧基硅烷已经均匀包覆在钼尾矿表面。

以聚氯乙烯（PVC）为原料，金属镁粉（Mg）为还原剂，二茂铁（Fc）为催化剂，不同种类的熔盐（NaCl，KCl，MgCl₂）为造孔剂，采用熔盐辅助燃烧合成法制备了碳泡沫。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、Raman光谱仪、比表面积分析仪等对产物进行了表征；以燃烧合成的碳泡沫为吸收剂，石蜡为结合剂，采用矩形波导法测试试样在8.2~12.4 GHz频率范围内的电磁屏蔽效能。结果表明：使用NaCl熔盐作为造孔剂时发泡效果最好，燃烧合成产物经酸洗、水洗后得到发泡较为完整的圆球状碳泡沫，直径为100~500 nm；熔盐的加入有利于燃烧合成产物有序度的提高及泡沫形貌的改善，其中NaCl的促进效果最为显著。燃烧合成产物具有较好的电磁屏蔽性能，且在3种氯盐中，使用NaCl作为熔盐时产物的总电磁屏蔽效能最好，最高可达39.5 dB。

早在60年前，吴中伟就发表了“水泥基复合材料中心质假说”。不但在60年前，而且至今这个假说仍然是关于水泥基材料微结构很先进的理论。但是并没有在国内外传播开来，其主要原因是吾辈一直未能深刻理解。该假说创新之处为：打破了传统上水泥化学与混凝土化学的界限，把水泥混凝土考虑成一个具有层次性和开放性的整体系统；把中心质和介质之间的效应扩展为不仅有正效应而且也有负效应；将孔命名为负中心质，因为孔虽然是“空的”，但是孔对制品的某些性质是有利的。在该假说中还给出了数学模型的初步设想，对今后继续研究提供了启发。