针对传统水泥基材料脆性大、易开裂、抗冲击 / 疲劳性能差的核心工程痛点，发展的新一代高性能水泥基材料核心技术方向。致力于开发兼具超高拉伸韧性、高弹性变形能力与优异耐久性的超弹韧化水泥基复合材料，从材料本源上解决重大基础设施在极端荷载与严苛环境下的开裂失效与耐久性难题，显著延长结构服役寿命。

核心研究内容

1. 绿色智能组分设计与制备技术

融合人工智能辅助设计与工业固废资源化技术，开发基于粉煤灰、矿渣、钢渣等固废的绿色胶凝体系；优化纤维种类、掺量、长径比与空间分散性，实现材料力学性能、环境效益与经济性的协同提升。

2. 多尺度增韧机理与本构关系

结合原子分子模拟、细观力学分析与多尺度实验表征，揭示纤维 - 基体界面粘结机制、多纤维桥接协同效应与材料内部损伤演化规律；建立超弹韧化水泥基材料在复杂荷载下的本构模型，为结构设计提供理论依据。

3. 极端工况下性能演化规律

研究材料在冲击、疲劳、地震等动力荷载，以及冻融循环、氯离子侵蚀、硫酸盐腐蚀等严苛环境单一及耦合作用下的性能衰减机制，评估其长期服役安全性。

4. 工程化应用关键技术

开发适配不同工程场景的超弹韧化材料规模化制备与现场施工工艺，解决其在高铁无砟轨道、桥梁桥面铺装、隧道衬砌、工业地坪等工程中的应用技术瓶颈。

代表性研究基础与成果

• 主持国家自然科学基金、湖南省自然科学基金等多项相关课题，系统开展超弹韧化水泥基材料的基础理论与应用技术研究；

• 在《Cement and Concrete Composites》《Construction and Building Materials》等国际顶级期刊发表相关 SCI 论文 30 余篇，授权国家发明专利 6 项；

研究展望

未来将进一步推动超弹韧化水泥基材料的绿色化、智能化与功能化发展，结合数字孪生技术实现材料 - 结构全生命周期性能调控，拓展其在抗震减灾工程、极端环境基础设施等领域的应用，为我国基础设施的高质量与可持续发展提供核心材料支撑。