近期，金年会金年会官网郭进教授为第一作者，潘海洋讲师为通讯作者，在国际权威期刊《Construction and Building Materials》（JCR Q1，Top期刊）上发表题为“Investigation on the Workability, Mechanical Properties and Carbon Emission Performance of Fiber-Reinforced Geopolymer Recycled Concrete (FRGRC)”的研究论文。本研究系统阐明了关键配合比参数对纤维再生地聚合物混凝土（FRGRC）力学性能影响的作用机理，进而提出了一种基于性能与碳排放优化的协同设计方法。该研究成果为FRGRC的低碳化设计与工程应用提供了坚实的实验数据与理论支撑。

纤维再生地聚合物混凝土（FRGRC）作为传统硅酸盐水泥的低碳替代品，可高效利用工业固废并显著降低生产碳排放，已成为绿色建材领域的研究热点。然而，其在工程推广中仍面临工作性能与强度难以兼顾以及低碳与高性能协同设计缺乏理论支撑等挑战。针对这些问题，本研究设计了考虑多因素的实验方案，系统揭示了水胶比、碱激发剂浓度、矿渣掺量及纤维参数对材料流动性能、硬化特性与破坏行为的影响机制。研究发现，传统单一优化路径存在明显局限：改善工作性往往牺牲强度，而单纯提高强度则易导致施工性能下降或凝结过快。因此，本研究通过引入聚乙烯纤维显著提升了应变硬化能力和裂后承载性能，赋予混凝土更优的韧性。在此基础上，本研究建立了FRGRC配合比与抗压强度之间的预测模型，并结合碳排放指标，构建了“配合比—碳排放—强度”多维关联模型，突破了传统设计中低碳与高性能难以协同的困境，为快速筛选兼具环境友好性与结构可靠性的材料方案提供了有效方法。对比研究表明，FRGRC在碳排放控制和综合力学性能方面均显著优于传统混凝土。在最优配合比下，FRGRC抗压强度超过50 MPa，碳排放较同强度普通混凝土降低40%以上，抗拉延性可达无纤维试件的47倍，表现出优异的弹性承载能力、裂缝桥接效应与宏观延展性，为提升结构抗裂与抗震性能提供了新材料选择，充分展示了其在可持续基础设施建设中的巨大潜力。

图1  依据试验结果所拟合的抗压强度公式图像

图2  抗拉性能提升试验的试件破坏照片

图3  配合比-抗压强度-碳排放量综合公式图像

论文链接：

“Investigation on the Workability, Mechanical Properties and Carbon Emission Performance of Fiber-Reinforced Geopolymer Recycled Concrete (FRGRC)”

https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2025.141004