娄德宇，2023级土木水利（土木工程）专业硕士研究生，导师胡大伟副教授。她的研究方向是煤矸石细骨料混凝土力学性能研究。相关成果以《Multi-scale influence mechanism of fine coal gangue on the mechanical properties of concrete》为题发表于期刊《Scientific Reports》。

本研究以陕北地区本土产出的煤矸石作为原料，开展系统的替代河砂试验。研究中采用0%、10%、20%、30%、50%、70%和100%共七个等质量替代梯度，制备煤矸石混凝土。通过测试不同掺量下混凝土的工作性能和抗压强度，系统探究煤矸石掺量对混凝土宏观力学行为的影响规律。同时，结合扫描电子显微镜（SEM）观察微观形貌、核磁共振（NMR）分析孔隙结构特征、X射线衍射（XRD）分析物相组成等多种微观测试手段，从骨料级配优化、界面过渡区（ITZ）结构改善、孔隙尺寸分布变化以及水泥水化反应活性等角度，深入揭示煤矸石作用于混凝土性能的内在微观机制，填补了陕北地区在该领域多尺度系统研究的空白。

研究表明，煤矸石可以有效替代混凝土中的河砂，当替代率为10%时，28天抗压强度达到42.7 MPa，超过对照组10.1%，表现出最优的强度效果。从物理机制来看，适量掺入煤矸石完善了骨料级配，提高了混凝土的堆积密实度，同时改善了骨料与水泥浆体之间的界面过渡区（ITZ）结构，减小了有害孔的比例，使孔隙尺寸整体向无害孔方向迁移，从而增强了混凝土的整体密实性和力学性能。从化学机制来看，煤矸石具有一定的化学活性，其活性成分能够加速水泥的水化反应过程，促进水化硅酸钙（C-S-H）等胶凝产物的生成，进一步增强混凝土的微观结构和宏观强度。上述物理与化学协同作用共同构成了适量煤矸石增强混凝土强度的内在机制。