近日，吴晓伟副教授、何静雯研究生、田俊特聘教授、郑愚副校长、袁锦昀院士等人在工程技术领域 TOP 期刊《 Construction and Building Materials》发表了题为Multi-scale performance of underwater-castable ultra-high-volume fly-ash eco-friendly engineered cementitious composites: microstructural characterization, workability, mechanical properties and environmental effects 的研究论文。我校吴晓伟特聘副教授为论文的第一作者，硕士研究生何静雯为论文的第二作者，东莞理工6T体育 为论文第一完成单位和通讯单位。

本研究的主要创新与贡献：(1)本研究创新性研发了一种可水下浇筑的超高掺量粉煤灰（≥60%）环保高流动性工程水泥基复合材料（简称 UHVFA-ECO-ECC ）。(2)首次揭示水下浇筑条件下 UHVFA-ECO-ECC 的微观劣化机理及其对宏观力学性能的退化规律：水下浇筑环境导致的孔隙率显著增加、水化产物分布不均及絮凝剂团聚，三者共同构成性能退化的主导机制。(3)基于损伤因子，创新性地构建了一个以辅助胶凝材料取代率和水胶比为变量的双线性力学退化模型，可准确预测水下浇筑 UHVFA-ECO-ECC 的抗拉性能劣化，为工程设计提供理论依据。(4)系统揭示了辅助胶凝材料取代率、水胶比、纤维掺量及浇筑方式对水下浇筑 UHVFA-ECO-ECC 的工作性能、力学性能、微观结构及环境经济效益的影响规律，并通过系统深入的全生命周期分析，全面评估其经济与环境效益，以验证其实际工程应用潜力。(5)本研究为应对海洋工程水下修复中存在的施工复杂、耐久性能不足以及碳排放高等问题，提供了一种可行的新材料与新技术路径。

本研究的应用前景与指导价值：当前海洋工程基础设施水下修复主要依赖传统材料与技术，普遍存在施工效率低、耐久性不足及碳排放高等问题，制约了海洋工程基础设施的质量提升与行业的可持续发展。具体而言，现有研究在以下方面尚存不足：超高掺量粉煤灰环保材料在水下浇筑中的可行性尚未明确；不利工况下的微观劣化机理与力学性能退化规律不够清晰；同时，缺乏结合水下浇筑施工工艺与材料特性的系统化环境与经济影响评估。

研究成果对海洋结构水下修复与加固具有重要工程指导意义与广阔应用前景。所提出的水下可浇筑 UHVFA-ECO-ECC材料兼具工作性能、力学性能、环保与经济性。同时，系统揭示了 UHVFA-ECO-ECC 在水下浇筑工况下的微观劣化机理，宏观力学性能与工作性退化规律以及构建的水下工况下力学性能退化预测模型，可为水下可浇筑 UHVFA-ECO-ECC 材料设计与配合比优化提供理论依据，提升水下修复工程在性能、安全性与成本之间的综合效益。研究结果表明，该材料方案具有良好的工程可实施性与推广价值，对促进海洋工程基础设施的绿色修复与可持续发展具有重要指导意义。

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图1. 不同浇筑工况下 UHVFA-ECO-ECC 力学损伤机理对比： (a) 水下浇筑；(b) 陆上浇筑。

图2. 水下浇筑工况下 UHVFA-ECO-ECC 多尺度性能与力学退化模型：试验数据、微观机理、力学性能退化机理与模型、经济与环境评估分析

原文链接：//doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2025.144870

撰稿：何静雯

一审：李春志   二审：高 峰   终审：兰善红