大连海事大学交通运输工程学院范颖芳团队在《建筑材料学报》发表论文《粉煤灰水泥砂浆早期断裂性能试验研究》，该研究通过粉煤灰内掺替代水泥制作水泥砂浆切口梁，对1~3 d龄期试件开展三点弯曲试验和抗压强度试验，结合数字图像相关技术和声发射技术监测分析，发现粉煤灰会导致水泥砂浆早期断裂性能、抗压性能及抗裂缝扩展能力下降，断裂过程区和内部损伤范围缩小，且掺量越大、龄期越早，断裂参数降幅越显著，裂缝扩展越快，同时断裂参数与抗压强度存在线性关系。
粉煤灰作为混凝土绿色化的重要材料，能改善混凝土工作性、后期强度和耐久性，但水泥粉煤灰体系早期强度发展缓慢，易诱发结构早期损伤，影响施工期可靠度。此前相关研究多聚焦28 d及以后的材料性能，对1~3 d早期断裂性能的探究较为匮乏，制约了其在土木工程领域的科学应用。
为填补这一研究空白，团队设计了0%、10%、20%、30%、40%五种粉煤灰掺量，制作45根水泥砂浆预制切口梁，在(20±1)℃环境下养护1~3 d后进行试验。试验采用ZCTS-2M微机控制电液伺服试验机加载，通过数字图像相关技术监测试件应变和位移，利用声发射系统记录内部损伤过程，精准获取荷载-裂缝口张开位移曲线、断裂韧度、断裂能等关键参数。
试验结果显示，粉煤灰对水泥砂浆早期性能的负面影响显著：掺40%粉煤灰的试件1 d时起裂断裂韧度和失稳断裂韧度较对照组分别降低59.76%、60.32%;裂缝扩展速率随掺量增加而加快，掺40%粉煤灰试件1 d时裂缝扩展速率较掺10%的试件增加78.84%以上;掺30%粉煤灰的试件1~3 d内损伤定位点数较对照组分别降低80.15%、58.46%、47.24%。此外，粉煤灰导致水泥砂浆早期抗压强度下降，且掺量越高降幅越明显，核心原因是3 d龄期内粉煤灰反应缓慢，替代水泥后水化产物生成量减少。
该研究系统揭示了粉煤灰对水泥砂浆早期断裂性能的影响规律，明确了断裂参数与抗压强度的线性关系，为粉煤灰水泥基材料在土木工程中的合理应用提供了重要科学依据，对保障混凝土结构施工期安全性具有重要工程价值。
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