3D打印技术能够有效提升建造效率并拓展结构设计的自由度，因而在建筑领域具有广阔的应用前景。然而，该技术在建筑行业中的推广及规模化应用仍面临挑战，主要体现为混凝土材料多性能协同调控难，以及打印工艺参数决策智能化程度不足等。为此，本工作提出一种融合物理信息与数据驱动的混合建模框架，以实现面向目标材料性能的3D打印参数智能设计。该框架首先建立了基于物理信息方程（Physical Information Equation, PIE）的流变性能预测模型，并利用该模型与PIE构建挤出螺杆转速数据库，随后结合目标流量、喷嘴尺寸与打印层高等关键参数，实现对打印速度的精确求解。本工作提出的智能化参数设计方法，为混凝土多性能协同调控提供了量化工具，显著提升了工艺参数优化的效率与可靠性。这为改善3D打印混凝土的成型质量与工艺稳定性提供了坚实的理论依据与方法支持，对推动该技术在建筑工程中的应用与推广具有积极意义。

针对长距离混凝土泵送过程中流变非稳态特征显著、极易诱发堵管灾变，且传统物理监测预警滞后、工程现场故障样本严重稀缺等行业痛点，本工作提出了一种基于可解释动态集成学习的泵管内混凝土输运非稳态智能评估新方法。依托大跨径钢管混凝土拱桥灌注工程，自主研发高频压力传感系统以获取多维泵压时程序列；深度融合流变学物理先验知识，提取了斜率、标准差及极差等表征流变阻力演化的时域统计特征参量。针对故障工况导致的极端类别不平衡难题，引入合成少数类过采样技术重构特征空间数据分布，有效破除模型训练偏倚。在此基础上，构建基于贝叶斯优化的动态自适应集成学习架构对泵送演化态进行高精度感知。实验结果表明：所提动态自适应集成模型有效克服了非平衡数据陷阱，在测试集上的总体预测准确率达0.92。特别是对“压力累积”与“堵管”两类极危演化态的识别准确率分别提升至91.43%和88.00%，显著优于单一基模型及传统投票策略。此外，引入沙普利加性解释方法深度解构模型决策黑箱，证实泵压变化曲线斜率为判定堵管状态的核心主导特征，其演化规律与管内摩阻及流变阻力机制高度吻合，赋予了数据驱动模型清晰的物理合理性。本工作成功验证了基于时序特征非侵入式监测的可行性，有效破解了小样本故障工况下的漏报难题，为功能型水泥基材料的智能化施工、早期预警调控及人工智能落地应用提供了可靠的理论与技术支撑。

X射线计算机断层扫描（CT）技术能够实现混凝土内部骨料结构的无损表征，但由于骨料与基体灰度接近且界面过渡区域模糊，传统阈值分割方法难以获得稳定可靠的识别结果。为提高复杂CT图像中的骨料识别精度，本工作构建了由少量标注样本和大量未标注样本组成的数据集，并建立了一种基于U-Net的半监督分割框架。通过伪标签迭代更新策略，引导模型利用未标注数据中的结构信息，增强其对低对比度区域及复杂边界特征的学习能力。采用Dice、重叠度（Intersection over Union, IoU）和精度（Accuracy）等指标对模型性能进行评价，并与传统阈值方法及全监督模型进行对比。结果显示，随着伪标签迭代次数增加，模型性能持续提升，在S-40阶段达到最佳效果，Dice、IoU和Accuracy分别为0.971、0.944和0.982。与全监督模型相比，三项指标分别提高11.7%、22.7%和7.4%，同时损失函数值降低82.9%，表明模型具有更好的收敛特性和泛化能力。基于分割结果开展三维重构与定量分析发现，基于半监督模型的识别方法能够有效减少骨料粘连和误连接现象，重建得到的骨料形态更加完整，空间分布特征与真实结构更加吻合。结果表明，在有限标注条件下引入半监督学习策略，可显著提升混凝土CT图像的分割质量与三维重构效果，为水泥基材料微结构的数字化表征和后续定量分析提供有效方法支撑。

针对低碳模拟熟料体系样本量小、组成空间稀疏，导致代理模型跨体系预测能力不足的问题，本工作提出一种自迭代数据增强框架，用于优化其28 d抗压强度预测模型。该框架在组成约束条件下生成虚拟组成，并由上一轮模型赋予伪标签以逐轮自训练。采用测试集全程隔离、验证集仅包含实验数据的锚定评估策略，抑制由伪标签引入造成的误差传递。结果表明：迭代增强后的代理模型测试误差降低，跨体系泛化能力提升。在第2轮迭代中，以模式B采样训练得到的代理模型在体系内拟合与体系外泛化之间取得较优平衡，其总体均方误差（MSE）为9.8，体系内、外MSE分别为6.9、11.3，相关系数R²为0.79，平均绝对误差与平均绝对百分比误差分别为2.36与5.11%。在此基础上，进一步结合受约束的置换特征重要性、累积局部效应与沙普利加性解释开展分析，识别关键矿相的全局敏感性、平均响应关系与样本级贡献，为模型可靠性审查、关键矿相筛选及后续模拟熟料组成优化提供可检验的参考依据。

水泥熟料的化学组成直接影响水泥的后期强度与质量稳定性，是熟料质量判别与生产调控的关键依据。然而，熟料化学组分与强度之间的显式定量关系尚不完全明确，限制了性能成因显式解析。此外，现有基于组成数据的强度预测研究多聚焦于影响因素到强度结果的单向预测，难以同时实现在给定强度提升目标下对输入变量的反向调控。对此，提出了基于符号语义反向传播的熟料性能显式表征及反向优化方法。首先，构建涵盖不同来源熟料的化学组成-性能数据集，然后基于遗传编程的符号回归方法建立熟料化学组成与28 d抗压强度之间的显式关系模型，萃取出表达式树及其对应的显式方程。在候选表达式筛选过程中，引入物理先验约束、模型复杂度与变量覆盖度联合引导的模型选择策略，以增强模型的物理合理性与可解释性。进一步地，引入目标输出区间驱动的语义反向传播，将目标强度变化反推为输入变量的可行调节区间，从而实现强度变化需求到熟料化学组分的反向优化。结果表明，在58组熟料-性能数据上构建了可定量描述化学组分与强度关系的表达式树和显式方程，并在测试集上表现出较好的预测精度，测试集均方根误差为1.409 MPa，平均绝对误差为1.126 MPa。反向优化结果表明，模型可在给定目标强度提升条件下输出单变量可行调节区间和多变量协同优化方案，例如期望输出强度由55.4 MPa提升1.5~3.0 MPa，CaO变动区间应增大0.849%~1.640%等，为水泥熟料强度预测、质量评价和配比反向调控提供了一种可解释的新方法。

随着全球能源需求增长和不可再生能源持续消耗，开发兼具结构承载与储能功能的水泥基储能材料具有重要意义，其中水泥基超级电容器的能量密度受导电网络结构、极化损失及倍率条件等多因素耦合制约，传统经验方法难以揭示其非线性调控机制。对此，本文构建了水泥基超级电容器电化学性能数据库，比较了随机森林、极端梯度提升和极端随机树（ExtraTrees） 3种树模型，并建立了包含导电网络指数、压降及倍率-极化交互特征的机器学习分析框架。结果表明，ExtraTrees模型表现最佳，且在引入优化后的导电网络指数并完成超参数优化后，模型在交叉验证条件下实现能量密度预测（决定系数R²=0.835 4）。数据驱动优化得到的最优导电网络权重为碳纳米管（2.084）>碳纤维（1.335）>炭黑（0.006），表明高长径比导电相在构建连续电子传输网络中发挥更重要作用。沙普利加性解释分析表明，水泥基超级电容器的能量密度取决于导电网络构建、极化损失控制与倍率工况之间的协调匹配。压降是影响能量密度预测结果的首要控制变量，导电网络指数为主要正向调控变量，倍率升高则进一步增强极化约束并削弱结构优势。本工作可为水泥基储能材料的性能预测与优化设计提供数据驱动依据。

碱激发月壤作为极具应用前景的月基建筑材料，准确表征、理解和预测其在极端环境下的性能演化规律是确保月基建筑结构在施工与服役过程中安全可靠的基础。本工作制备了氢氧化钠基和硅酸钠基碱激发模拟月壤（AALRS）净浆并在真空和热真空环境下原位养护。采用降噪、聚类、堆叠算法与超参数优化算法，结合多尺度试验表征，提出基于数据驱动的“算法解构-性能预测-机制解析”的AALRS跨尺度智能分析范式，分别构建了可解释的特征X射线能谱（EDS）图像定量分析框架与强度预测模型，并基于此开展极端环境下AALRS微观结构表征与宏观性能预测。结果表明，与真空环境相比，热真空环境下AALRS有更高的产物相占比与更低的孔隙率，其物相分布更匀质，基体展现出更高的力学强度。而真空环境下AALRS出现孔隙率增加、碱溶液残留与物相分布异质性加剧的现象，基体力学强度明显下降。基于物相定量分析结果揭示了极端环境下AALRS的微观结构特征与反应机理。在性能预测模型中，基于随机搜索算法优化的Stacking-RS模型展现出最优的预测精度、泛化能力和计算效率。进一步基于全局特征重要性分析、特征依赖分析与特征局部贡献分析解构Stacking-RS模型的预测逻辑并分析强度影响机制。研究成果推动了极端环境下AALRS材料表征和性能预测由经验试错驱动向智能数据驱动的研究范式转变。

以地质聚合物为代表的化学激发硅铝质胶凝材料，制备过程利用了化学激发活性工业固废工艺，能耗低、碳排少，产物力学性能与耐久性能优异，被视为最具发展潜力的绿色胶凝材料之一。然而，其原料组成复杂、聚合反应机制不明，要满足多目标性能调控，传统试错法所需实验量巨大。数据驱动范式依托人工智能与数据科学技术手段，通过建立高维数据与材料性能之间的映射关系，有效克服了传统实验方法高成本、长周期等局限，正引领材料研发从实验驱动向数据驱动演进。本文综述了数据驱动范式在地质聚合物早期性能、力学性能与耐久性能预测中的应用现状，介绍了元启发式算法驱动组成优化设计的最新研究进展，总结、展望了数据驱动下化学激发硅铝质胶凝材料应用与发展所面临的关键挑战和未来研究重点。

磷酸镁水泥（MPC）因其快硬、早强、高黏结性能等优势被广泛用于混凝土结构修复，但其与普通水泥混凝土（PCC）之间的界面易形成脆性断裂区，限制了整体结构的耐久性与服役寿命。为提升界面的力学性能，本工作引入纳米二氧化硅（NS）对MPC进行复合改性，系统探讨其对MPC/PCC界面断裂行为的调控作用。首先，设计L9（3⁴）正交试验，选取镁磷比、水灰比、硼砂掺量及NS掺量为主要影响因素，对NS改性MPC（NS-MPC）3 h与1 d龄期抗压、抗折强度结果进行分析，确定NS-MPC的最佳配比；其次，采用非对称半圆弯曲（ASCB）试验，研究界面在纯Ⅰ型、纯Ⅱ型及Ⅰ/Ⅱ混合型断裂条件下的力学性能和非线性断裂机理，分析界面断裂韧性演化规律；最后，通过扫描电子显微镜/能谱分析（SEM/EDS）对界面微观结构组成进行表征。结果表明，力学性能最佳的NS掺量为4%，NS-MPC在3 h龄期抗压强度达到47.3 MPa，28 d达88.7 MPa，明显优于纯MPC；折压比由5%提高至9%，表现出更高的韧性。断裂参数分析表明，界面黏结强度具有一定的缝径比（a/R）敏感性，随着a/R不断增大而减小，纯Ⅱ型断裂强度最高为12.04 MPa，Ⅰ型最低为4.13 MPa，混合型居中。力-位移曲线揭示断裂过程呈脆性主导并伴随非线性演化，裂纹路径由沿界面直线扩展逐渐转变为偏离界面的复杂分支模式。界面裂缝尖端应力强度因子（SIF）随a/R变化呈显著非线性断裂特征，界面应避免混合断裂度为0.455的破坏模式。SEM/EDS分析进一步证实，NS通过促进MPC进一步反应在界面处生成更致密的产物，形成连续致密的复合结构，显著提高了MPC的基体致密性与界面结合强度，延缓了界面裂纹扩展。

为了加快粉煤灰（FA）与偏高岭土（MK）等矿物掺合料的早期火山灰反应进程，采用分散纳米硅酸钙晶核（C-S-H-PCE）调控其在饱和Ca（OH）₂溶液中的火山灰反应活性。通过电导率、电感耦合等离子体-发射光谱（ICP-OES）及pH值探究矿物掺合料的离子溶出过程；通过化学结合水、傅里叶变换红外光谱（FTIR）及氮吸附（BET）研究矿物掺合料的火山灰反应产物；通过抗压强度反映纳米C-S-H-PCE对水泥水化和矿物掺合料火山灰反应的调控效果，并揭示火山灰反应活性的调控机理。随着纳米C-S-H-PCE的增加，MK和FA体系的电导率和pH值均随时间延长而快速下降，Si—O和Al—O键加快断裂；反应24 h后对应的化学结合水含量逐渐增加；硅氧四面体的聚合度不断提高；试样的氮气吸附量、比表面积及抗压强度逐渐增大。上述结果说明纳米C-S-H-PCE加速了矿物掺和料的离子溶出和火山灰反应产物的形成。其调控矿物掺合料火山灰反应活性的机理为：纳米C-S-H-PCE降低了水化硅酸钙（C-S-H）凝胶成核位垒，促进了矿物掺合料溶出的离子在纳米C-S-H-PCE表面成核结晶，快速形成水化产物，并进一步促进了矿物掺合料的离子溶出，从而提高了矿物掺合料的早期火山灰反应活性。

气泡轻质土是一种将气泡、固化剂和水按一定比例搅拌后制成的新型轻质土工材料。气泡轻质土的力学特性受其孔隙结构影响，因此优化孔隙结构是提高其力学特性的途径之一。本工作通过宏细观试验研究纳米SiO₂颗粒掺入对气泡轻质土泡沫稳定性及力学特性的影响。纳米SiO₂质量掺入比为1‰、3‰和5‰，颗粒形状采用球形和不规则形，试样密度组为1.5、1.1 g/cm³和0.6 g/cm³。试验结果表明，纳米SiO₂的掺入使泡沫液膜增厚，形状趋于规则，掺入3‰不规则纳米SiO₂测试组对应的泡沫质量最佳。相较于未掺入纳米SiO₂的气泡轻质土试样，3个密度组的试样28、60 d龄期的抗压强度提高了7%~51%；试样孔隙体积减小，孔隙形状趋于规则，孔隙间隙分布趋于均匀。纳米SiO₂的加入对低密度组孔隙结构的优化效果更为显著。

在海底盾构隧道建设和服役阶段，盾构管片混凝土会出现开裂病害，影响隧道结构安全性和耐久性。本工作通过三点弯曲梁法和数字图像相关方法，研究了纳米SiO₂涂层、迁移型阻锈剂和纳米前驱体材料对盾构管片混凝土断裂韧性的提升作用机理，并通过背散射电子成像和纳米划痕方法分析了防护材料对混凝土界面过渡区（ITZ）的影响。结果表明：防护材料改善了混凝土断裂性能，起裂韧度提高了22.6%~48.9%，失稳韧度提高了18.8%~49.8%，断裂能提高了0.50~1.59倍。纳米前驱体材料对混凝土的变形能力提升效果最为明显，在峰值应力后30%阶段裂纹尖端张开位移值降低了31.8%~47.2%。其原因是防护材料改善了混凝土ITZ性能，ITZ厚度减小了6.5%~30.2%，平均孔隙率降低了14.1%~43.0%，微观断裂韧性提高了3.2%~19.4%。

同步实现水泥基材料力学强度提升与耐久性优化是建材行业一直以来的发展目标。水化硅酸钙/聚羧酸减水剂（C-S-H/PCE）纳米复合材料与水泥最主要水化产物C-S-H凝胶的组成和结构相似，是C-S-H凝胶的理想成核基质，展现出高效的成核作用，即能够显著加速水泥早期水化进程，在提升材料早期强度的同时改善微结构与耐久性，成为当前研究热点。本文聚焦C-S-H/PCE纳米复合材料领域，从界面结合机制和调控设计、成核作用与影响因素、协同效应及应用现状等方面系统综述其研究进展，揭示其作用机理与技术优势，并提出未来研究方向，以期为今后新型高性能纳米复合材料制备与应用及先进水泥基材料设计开发提供理论指导与实践参考。

水泥基材料的黏结性能与结合界面特征决定了水泥基材料及其结构物的力学与耐久性能。纳米填料可通过界面特有的纳米富集效应在界面内部提供大量成核位点并发挥纳米中心效应，诱导产生纳米-中心壳单元；纳米-中心壳单元的生成有助于限制氢氧化钙晶体的定向生长并提高界面内部水化产物微观结构的致密性，进而改善界面黏结性能。本文聚焦纳米填料对水泥基材料黏结性能与结合界面特征的改善规律和调控机制，系统总结了界面的基本特征及纳米填料作用下界面改善的基本机制与调控规律，分析了现存研究难点并展望了未来发展方向。纳米水泥基复合材料界面相关研究有助于揭示水泥基材料多尺度性能演化的本质机理，也为水泥基材料及其结构物的高性能设计、数字/智能建造、维护修补与再生循环利用等方面提供理论基础与工程支撑。

中国西部地区海拔高、昼夜温差大、盐渍土广泛分布，混凝土结构面临复合盐蚀-冻融循环耦合作用问题。为提高超高性能混凝土（UHPC）抗盐溶液冻融性能，采用乙二胺四乙酸（EDTA）法改性钢纤维制备UHPC，研究了复合盐蚀-冻融循环耦合作用对UHPC纤维-基体界面粘结强度、拔出能以及UHPC相对动弹性模量、质量损失率、抗压强度、抗折强度等宏观性能的影响，并利用X射线衍射分析、压汞法分析、扫描电子显微镜分析等测试分析了UHPC物相组成、微观结构特征演变规律，揭示了UHPC性能劣化微观机理。此外，基于二参数Weibull分布函数建立了UHPC冻融损伤模型。研究结果表明：EDTA改性处理可提高UHPC的强度及纤维-基体界面粘结性能，抑制微裂缝发展，从而减缓冻融过程中UHPC相对动弹性模量、强度等性能的劣化速度，减少质量损失，提高了UHPC抗冻融性能。冻融损伤模型预测改性钢纤维UHPC在水冻和盐溶液冻融环境下抗冻融循环次数较普通钢纤维UHPC分别提高26.8%和6.1%。研究为西部寒冷盐渍土地区UHPC的耐久性设计提供了参考。

杂散电流泄漏严重威胁地下电气化工程结构的服役寿命，尽管超高性能混凝土（UHPC）具有比普通混凝土更好的耐久性，但杂散电流诱发其内部钢纤维锈蚀的机制尚不明确，限制了其在地下结构的应用。本工作采用快速氯离子迁移法、吸水试验、原子力显微镜和X射线计算机断层成像技术来研究杂散电流作用下UHPC中钢纤维锈蚀微观特征及氯离子传输机制。研究结果表明：钢纤维锈蚀导致微观形貌改变，蚀坑最大深度集中在-580~770 nm范围内。钢纤维锈蚀膨胀会引发UHPC内部出现微裂缝扩展，增大其孔隙率，进一步加快了氯离子的传输速率。当外加电压为30、50 V和70 V时，孔隙率分别增大至1.49%~1.95%、1.50%~2.43%和1.47%~2.96%，并建立了孔隙率变化与氯离子有效扩散系数的线性方程。

硫硅酸盐熟料具有烧成温度低、碳排放量少等特点，但其水化碱度较低，故与矿渣粉等常见混合材的适用性有待探索。本工作通过水泥的强度、流动度和凝结时间等宏观性能测试，并采用X射线衍射（XRD）、综合热分析（TG-DTG）和扫描电子显微镜（SEM）等方法，研究了矿渣粉和生石灰对这种熟料制备水泥的性能影响及作用机制。结果表明：矿渣粉可延长初凝时间至32 min；生石灰提高了浆体的孔溶液早期碱度，并促进了矿渣粉与熟料间的协同水化，优化了水化产物的空间分布，形成致密微观结构，使28 d抗压强度提升了35%，达到46.3 MPa。硫硅酸盐熟料中掺入1.5%的生石灰和30%的矿渣粉及适量的硬石膏，可制备强度符合42.5等级的水泥。矿渣粉不宜单独作为这种水泥的混合材使用，而生石灰对这种水泥的性能影响非常敏感，需要根据熟料或水泥的组成，确定其最佳掺量。

开发使用合金耐蚀钢筋替代普通碳素钢筋，是长效解决钢筋锈蚀问题的根本方法。采用线性极化、电化学阻抗、电容-电位等方法研究了Cr10Mo1合金耐蚀钢筋（LA）[引入HRB400普通碳素钢筋（LC）对比]在不同掺量（质量分数0%、15%、30%、45%）水泥-矿物掺合料复合胶凝材料净浆萃取液中钝化行为，使用X射线光电子能谱技术分析了钢筋钝化膜组成成分及结构特征。结果表明：2种钢筋在不同净浆萃取液中均能较好致钝，钝化行为规律存在差异。矿物掺合料掺量增加时，LA钢筋钝化呈现增强趋势，而LC钢筋钝化逐步减弱。LA钢筋钝化膜为双层结构，外层主要由FeOOH/Fe（OH）₃和Fe₂O₃组成，内层主要含有Cr₂O₃、Cr（OH）₃和FeO；LC钢筋钝化膜为单层结构，主要包含Fe₂O₃、FeOOH/Fe（OH）₃和FeO。矿物掺合料掺量增加时，净浆萃取液碱度降低，LA钢筋更多Cr元素参与钝化膜形成，使其钝化增强，而LC钢筋钝化膜中Fe氧化物逐渐分解，具有较强保护作用的FeO含量降低，使其钝化减弱。研究结论证实，矿物掺合料引入对于LA钢筋钝化效果并无妨碍，但会削弱LC钢筋钝化强度。

井下高温高压环境会造成固井水泥的长期强度衰退，对井筒完整性构成重大风险。本工作探讨了不同高温工况下，低密度加砂固井水泥在180 ℃长期养护下的性能（抗压强度、杨氏模量、渗透率和孔隙结构）的演变。结果表明，常规高水灰比的低密度水泥在高温条件下（180 ℃）直接成型，并在养护时出现非常明显的力学性能衰退及孔隙粗化，而在80 ℃低温预养护成型180 ℃长期养护过程中力学性能非常稳定。通过加入空心玻璃微珠降低水灰比，可以显著提升低密度水泥石早期强度；然而2种养护方式下含有空心玻璃微珠的配方均出现较为明显的强度衰退，且高温直接成型条件下衰退更为严重。热重和X射线衍射分析表明，180 ℃高温成型的养护条件下，随养护时间增加，无定型水化产物与雪硅钙石向其他晶体相的转化，且水化产物热重分解峰变化比较明显，此为水泥石强度衰退的主要原因。相比之下，在80 ℃成型后再经过180 ℃长期养护，无定型水化产物与雪硅钙石含量随养护时间增加均十分稳定，此为水泥石强度稳定的主要原因。

粉煤灰玻璃体含量确定是其组成特性（玻璃体含量、晶体种类和含量、玻璃体相组成）表征的关键环节，更是调控和优化粉煤灰工程应用性能（新拌工作性、体积稳定性、水化历程、水化产物、抗渗透性能和力学性能）的参数基础。针对4种低钙粉煤灰、4种高钙粉煤灰，使用碱酸两段溶解法（先NaOH，再HNO₃）、酸溶解法（HF）和定量X射线衍射法（QXRD），对粉煤灰中的玻璃体含量进行定量分析，并对比分析3种测试方法的准确性。研究结果表明，3种测试方法相比，定量X射线衍射法具有测试精度高、表征粉煤灰组分全面的特点；碱酸两段溶解法和酸溶解法虽可粗略表征粉煤灰中玻璃体含量，但测试精度差，究其原因，是因为碱溶液和/或酸溶液对粉煤灰进行溶解的过程中，一方面会造成晶体如石英、莫来石的溶解，另一方面还会生成新的晶体，如水菱镁石和托钵莫来石等，同时残留玻璃相，从而降低了这2种测试方法的精度。因此，粉煤灰中玻璃体含量的定量分析应采用定量X射线衍射法。

水化硅酸钙（C-S-H）对氯离子（Cl^-）的吸附性能是混凝土抗氯侵蚀耐久性的关键影响因素。既有研究多侧重孔结构或表面电荷的单一作用，对二者的协同调控机制及量化方法仍缺乏系统阐释。采用化学沉淀法制备钙硅摩尔比为0.6~1.8的系列C-S-H凝胶，利用氮气吸附表征孔隙几何特征，通过Zeta电位测试解析界面电荷特性；基于Gouy-Chapman-Stern理论，引入Poisson-Boltzmann与Nernst-Planck方程，构建孔结构-双电层协同吸附模型，并结合实验测试进行验证。结果表明，C-S-H的Cl^-吸附行为由孔隙几何限域与双电层静电作用协同主导。低钙硅比（0.6）体系孔体积较大（0.11 cm³·g^-1），但表面负电位偏高（-15~-17 mV），强静电排斥导致总吸附量偏低；高钙硅比（1.8）体系表面电位较低（-8~-10 mV），但孔隙致密化（0.04 cm³·g^-1）限制了Cl^-富集；中等钙硅比（≈1.0）体系孔体积（0.07 cm³·g^-1）与表面电荷（-13~-15 mV）实现优化匹配，协同驱动吸附量达到峰值。本工作揭示了孔结构-双电层协同调控Cl^-吸附机制，为抗氯侵蚀胶凝材料的微结构设计与耐久性提升提供了新视角。

为了阐明在机械作用下非离子表面活性剂对天然蒙脱石（Mt）有机改性的机理及其载药性能与释放行为，以安全而稳定的十二烷基糖苷（DPG）作为改性剂，通过湿法球磨法制备了DPG改性有机蒙脱石（DPG-Mt）。测试结果表明，湿法球磨过程对Mt起到了挤压、碰撞和摩擦作用，使DPG-Mt粒径变小、比表面积增大、胶体界面活性增强。DPG对Mt的有机改性方式是物理插层，即在机械作用力的辅助下，将DPG以物理嵌入的方式插入了Mt的夹层间，不仅增大了其层间距，提高了层间DPG的热稳定性，而且有效地改变了Mt的强极性，增强了其与疏水性布洛芬（IBU）药物的亲和力，使其对IBU的饱和吸附量从35.336 mg/g增长至46.083 mg/g。而且由于DPG-Mt对IBU较好的吸附性能，DPG-Mt可以持续释放药物达480 min，展现了良好的缓释性能，且释放的IBU药剂量相当于总剂量的76%。最后，通过细胞毒性实验测试结果表明，DPG对Mt的有机改性可以赋予DPG-Mt良好的细胞相容性。基于DPG-Mt的较高药物吸附性、良好缓释性能及优异细胞相容性，该材料在生物制药领域展现出潜在的应用价值。

为提升低密度聚乙烯（LDPE）作为结构材料的应用价值，选用天然硅酸盐矿物钙长石为增强相，采用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）对其改性，并通过熔融共混工艺制备LDPE基复合材料，系统研究其力学性能、断面形貌和热稳定性。X射线光电子能谱等表征表明，KH570在An表面成功接枝，降低了颗粒表面能并改善了其与LDPE基体的界面相容性，使LDPE基复合材料断裂伸长率达296.34%，较LDPE提高104.39%；拉伸强度达10.24 MPa，提升38.01%；残炭量由0.07%增至15.05%。通过界面化学调控有效优化了钙长石表面特性，改善了LDPE的拉伸强度与热稳定性能，为开发矿物增强型LDPE基复合材料提供了新思路，在建筑、包装等领域具有应用潜力。

随着三维高密度电子封装技术的发展，低温共烧陶瓷基板与印制电路板之间的热失配问题日益凸显。开发兼具高热膨胀系数与优异低温烧结性能的微晶玻璃材料是解决该问题的关键。基于此，本工作通过引入CaO和SrO，制备了一种可致密烧结、具有高热膨胀系数的BaO-B₂O₃-SiO₂微晶玻璃，并研究其烧结行为、析晶特性与性能调控机理。结果表明，CaO和SrO的引入均可降低烧结起始温度（T_fs）和最大收缩温度（T_ms），同时促使[BO₃]向[BO₄]转变，提高微晶玻璃网络结构致密化程度和结晶度，其中SrO对降低T_fs和T_ms的作用更显著，CaO对结晶度的提升作用更突出。当引入等摩尔比的CaO和SrO时，样品在800 ℃烧结20 min后表现出较优的综合性能：其热膨胀系数达11.94 × 10^-6 ℃^-1（30~300 ℃），介电常数为8.71（1 MHz），烧结密度为3.72 g·cm^-3，抗折强度为124.36 MPa。研究表明，CaO和SrO的协同作用可有效调控BaO-B₂O₃-SiO₂微晶玻璃的烧结行为及析晶特性，使其在800 ℃实现致密烧结，同时具备高热膨胀系数，可用于低温共烧陶瓷领域生瓷带的制备。

桥梁加固或拓宽通常采用半幅施工、半幅行车模式施工，新浇筑混凝土不可避免会遭受车桥耦合振动影响，导致其力学性能和耐久性降低。本文归纳整理了国内外各类桥梁的振动参数和实验室模拟方法，分析了车桥耦合振动对混凝土离析程度、力学性能、界面粘结与裂缝萌生的影响，探讨了车桥耦合振动导致组分迁移、孔结构劣化和界面损伤的破坏机理。在此基础上，总结了车桥耦合振动下缩短混凝土受扰时间、增强其韧性和提高自愈能力等调控措施。为车桥耦合振动条件下混凝土性能调控提供理论依据，对桥面维修加固中混凝土设计、制备与养护具有重要参考价值。

日盲紫外光电探测器凭借自身优良的抗干扰能力、高灵敏度以及快速响应属性，在军事侦察、环境监测、生物医学等诸多领域显现重要应用价值。作为探测器的核心组件，日盲光电探测材料的性能直接影响着器件的关键指标与实际应用效果，传统探测材料受制于性能，难以契合多元化需求。但最新研究发现，稀土离子掺杂材料能借助独有的能量传递机制，有效调控宽谱日盲紫外光，突破传统材料性能的局限，为日盲探测技术在多个领域的应用开拓新方向。本文对稀土离子掺杂材料在日盲光电探测领域的研究进展进行了系统综述，深入剖析该类材料的能量传递机制、材料体系、器件结构与性能优化办法，对典型器件案例及应用前景展开探讨，分析当前面临的挑战并展望后续发展方向，为促进日盲紫外探测技术的创新发展提供了关键参考。