周春圣

基本信息 科学研究 教育教学 论文专著 新闻动态 新建主栏目 基本信息 名称 周春圣，男，汉族，1983年出生于江西吉安，哈尔滨工业大学土木工程学院教授（青年拔尖）。 工作经历 名称 时间 工作经历 2017/12-Now 哈尔滨工业大学，土木工程学院，教授（青年拔尖） 2014/12-2017/12 哈尔滨工业大学，土木工程学院，副教授（青年拔尖） 2011/07-2014/11 哈尔滨工业大学，土木工程学院，讲师 2013/10-2014/10 Visiting Scholar, Ecole Centrale de Lille, France 教育经历 名称 2007年-2011年，清华大学土木工程系建筑材料研究所，工学博士（土木工程） 2004年-2007年，华中科技大学土木工程与力学学院，工学硕士（结构工程） 2000年-2004年，华中科技大学土木工程与力学学院/法学院，工学/法学学士（土木工程/经济法） 主要任职 名称 中国硅酸盐学会-测试技术分会理事 中国硅酸盐学会-测试技术分会-磁共振测试技术专委会主任委员 国际材料与结构实验联合会RILEM-MMS技术委员会副主席 《Materials and Structures》期刊编辑顾问委员 《硅酸盐学报》编委 科研项目 项目名称 水泥基材料水、气和氯离子非饱和传输性能统一模型研究 项目来源 国家自然科学基金 开始时间 2016-01-01 结束时间 2019-12-01 项目经费 65万元 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 项目名称 持荷下非饱和损伤混凝土材料的气体渗透性研究 项目来源 国家自然科学基金 开始时间 2013-01-01 结束时间 2015-12-01 项目经费 250,000 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 项目名称 混凝土保护层非饱和水分渗透率和氯离子扩散率间接测定 项目来源 国家博士后基金 开始时间 2014-07-01 结束时间 2015-12-01 项目经费 150,000 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 项目名称 混凝土材料水分非饱和渗透率与饱和度关系研究 项目来源 国家教育部项目 开始时间 2013-01-01 结束时间 2015-12-01 项目经费 50,000 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 项目名称 严寒地区村镇建筑、结构与节能一体化技术 项目来源 国家科技部 开始时间 2013-01-01 结束时间 2015-12-01 项目经费 8,590,000 担任角色 参与 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 项目名称 考虑水敏性的水泥基材料毛细吸水行为及其速率研究 项目来源 国家自然科学基金面上项目 开始时间 202101 结束时间 202412 项目经费 58万元 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 进行中 简单介绍 研究领域 名称 混凝土材料物质传输机理及其耐久性 混凝土耐久性的无损检测与评价 高性能水泥基材料 混凝土抗裂性 团队成员 名称 博士生：张笑与、乔晶、张昀、梁华明 硕士生：郭思雨、郭鑫志、王晓亮 讲授课程 名称 简介：土木工程专业基础课程和专业课程 土木工程材料，本科生 特种混凝土，本科生 工程材料检测，本科生 招生信息 名称 硕士招生:欢迎具有土木工程、无机非金属材料、物理和化学专业背景的本科生推免或者报考。 博士招生:欢迎具有土木工程、无机非金属材料、物理背景且对定量研究混凝土结构耐久性、寿命预测及服役行为分析评价感兴趣的本科生推免或者硕士生报考，要求专业基础扎实且具有较强独立分析与思考能力，英语听说读写能力较好的优先考虑。 期刊论文 论文标题 Water sensitivity of cement-based materials 作者 周春圣*，张笑与，王振地，杨振丽 发表时间 2021年5月 期刊名称 Journal of the American Ceramic Society 期卷 简单介绍 论文标题 Quantifying the anomalous water absorption behavior of cement mortar in view of its physical sensitivity to water 作者 任方舟，周春圣*，曾强，张志东，Ueli Angst 发表时间 2021年2月 期刊名称 Cement and Concrete Research 期卷 143 简单介绍 论文标题 A discussion of the paper "Dynamic microstructural evolution of hardened cement paste during first drying monitored by 1H NMR relaxometry" by I. Maruyama, T. Ohkubo, T. Haji et al. 作者 周春圣，张笑与，王振地 发表时间 2019年10月 期刊名称 Cement and Concrete Research 期卷 128: 105928 简单介绍 论文标题 The dependence of capillary sorptivity and gas permeability on initial water content for unsaturated cement mortar 作者 任方舟，周春圣，曾强，丁铸，邢峰，王伟 发表时间 2018.6.28 期刊名称 Cement and Concrete Compisites 期卷 104 简单介绍 论文标题 Pore-size resolved water vapor adsorption kinetics of white cement mortars as viewed from proton NMR relaxation 作者 周春圣，任方舟，曾强，肖立志，王伟 发表时间 期刊名称 Cement and Concrete Research 期卷 105:31-43 简单介绍 论文标题 Why permeability to water is anomalously lower than that to many other fluids for cement-based materials? 作者 周春圣，任方舟，王振地，陈伟，王伟 发表时间 期刊名称 Cement and Concrete Research 期卷 100: 373-384 简单介绍 论文标题 Indirect assessment of hydraulic diffusivity and permeability for unsaturated cement-based material from sorptivity 作者 周春圣，陈伟，王伟，Frederic Skoczylas 发表时间 期刊名称 Cement and Concrete Research 期卷 82 简单介绍 论文标题 Unified determination of relative molecular diffusivity and fluid permeability for partially saturated cement-based material 作者 周春圣，陈伟，王伟，Frederic Skoczylas 发表时间 期刊名称 Cement and Concrete Research 期卷 67 简单介绍 论文标题 Predicting water permeability and relative gas permeability of unsaturated cement-based material from hydraulic diffusivity 作者 周春圣 发表时间 期刊名称 Cement and Concrete Research 期卷 58 简单介绍 论文标题 General solution of hydraulic diffusivity from sorptivity test 作者 周春圣 发表时间 期刊名称 Cement and Concrete Research 期卷 58 简单介绍 论文标题 Geometry of crack network and its impact on transport properties of concrete 作者 周春圣，李克非 发表时间 期刊名称 Cement and Concrete Research 期卷 42 简单介绍 论文标题 Effect of crack density and connectivity on the permeability of micro-cracked solids 作者 周春圣/李克非/庞小赟 发表时间 期刊名称 Mechanics of Materials 期卷 43 简单介绍 论文标题 Characterizing the effects of compressive damage on transport properties of cracked concretes 作者 周春圣/李克非/韩建国 发表时间 期刊名称 Materials and Structures 期卷 简单介绍 论文标题 Numerical and statistical analysis of elastic modulus of concrete as a three-phase heterogeneous composite 作者 周春圣，李克非，马富 发表时间 期刊名称 Computers and Structures 期卷 139 简单介绍 论文标题 Transport properties of concrete altered by cracking damage 作者 周春圣，李克非 发表时间 期刊名称 Journal of Materials in Civil Engineering 期卷 简单介绍 论文标题 Numerical and statistical analysis of permeability of concrete as a random heterogeneous composites 作者 周春圣/李克非 发表时间 期刊名称 Computers and Concrete 期卷 7(5) 简单介绍 论文标题 再生骨料影响混凝土渗透性的数值模拟 作者 周春圣/李克非 发表时间 期刊名称 工程力学 期卷 简单介绍 论文标题 顶部设置加强层的框-筒结构应变能分析 作者 周春圣/张仲先 发表时间 期刊名称 武汉理工大学学报 期卷 28(3) 简单介绍 论文标题 顶部设置加强层的高层框-筒结构侧移分析方法 作者 张仲先/周春圣 发表时间 期刊名称 武汉理工大学学报 期卷 28(4) 简单介绍 论文标题 加强层和楼层梁对框-筒结构侧移的影响分析 作者 张仲先/周春圣 发表时间 期刊名称 华中科技大学学报（自然科学版） 期卷 34(9) 简单介绍 出版物 出版物名称 建筑材料水分传输（译） 作者 周春圣，张鹏，刘志勇 出版时间 2020年9月 出版社 科学出版社 简单介绍 出版物名称 《高层建筑结构设计》 作者 张仲先，王海波，周春圣等 出版时间 2006-06-01 出版社 北京：北京大学出版社 简单介绍 参编 出版物名称 《建筑材料》 作者 赵亚丁，周春圣等 出版时间 2014-11-01 出版社 武汉：武汉大学出版社 简单介绍 出版物名称 水泥基材料水分敏感性理论——低场磁共振创新应用 作者 周春圣 出版时间 202310 出版社 北京：科学出版社 简单介绍 个人新闻 新闻标题 征集国家标准《混凝土毛细吸水速率测试方法》 编研工作组成员单位 发布时间 2023-12-10 根据国家标准化管理委员会于2023年12月印发的“国家标准化管理委员会关于下达2023年第三批推荐性国家标准计划及相关标准外文版计划的通知”（国标委发〔2023〕58号），哈尔滨工业大学牵头承担国家标准《混凝土毛细吸水速率测试方法》的编制工作，计划号为20231268-T-333，由全国混凝土标准化技术委员会归口管理。 为保证本标准的科学性、先进性和适用性，使混凝土毛细吸水速率测试方法更加科学、规范、合理，将由哈尔滨工业大学组织成立国家标准编研组，现邀请高等院校、科研院所、企事业单位参与本标准的编制。如有意参编，请委派专业技术人员代表单位参加标准编研工作，填写国家标准参编回执（见附件），加盖单位公章后快递至下述通讯地址，同时发送扫描电子版至联系人电子邮箱。 附件：《混凝土毛细吸水速率测试方法》国家标准参编回执 联系方式 联 系 人：郭鑫志，183 8910 1176，22s033019@stu.hit.edu.cn 周春圣，182 4508 9049，C_S_Zhou@hit.edu.cn 通讯地址：哈尔滨市南岗区黄河路73号哈工大土木科研楼203室 新闻标题 磁共振专题学术报告视频回放发布 发布时间 2020-07-01 经主讲嘉宾同意，6月18日肖立志教授所作题为“核磁共振表征多孔材料——理论与应用”在线报告的视频回放见https://v.youku.com/v_show/id_XNDczMzc0NTgwNA==.html，感兴趣的同仁们可以看看，请大家多提宝贵意见与建议~~ 个人新闻 新闻标题 中国石油大学（北京）肖立志教授应邀在线做核磁共振专题报告 发布时间 2020-06-20 对腾讯会议聊天室同行们的交流讨论进行了整理，对主要问题进行简略回答如下。 （1）张爱：如果测试不饱和水泥基材料，怎么获得孔隙率呢? 答：在非饱和水泥基材料内，部分孔隙内不含水，磁共振无法检测到这部分孔隙的信号，也就无法检测总孔隙率。在非饱和状态下，NMR只能检测到含水率，无法检测孔隙率。 （2）王小亮：如果测试结果中测出的孔径在0.1-100nm之间，这样的话应该就包含了水分子的厚度，不是会跟之前选取的演算公式有分歧吗？ 答：反演结果得到的孔径分布只是利用氢核弛豫原理计算得到的一种“等效孔径”，它反映的是氢核与孔壁间的相互作用，不要把它视作与真实孔结构一一对应的“绝对孔径”，在分析的时候需要注意。 （3）葛新民：能否有好的手段把连通和不连通的孔隙分开并量化? 答：首先得确保不连通孔内含水，不然磁共振检测不到它的信号。在满足该条件的情况下，可通过磁共振不同本征模态进行连通性识别，另外可结合磁共振和压汞（或BET）方法对孔的连通性进行区分和测量。多维磁共振也有助于分析孔结构的连通情况。 （4）小小喵的小喵：T1与T2的弛豫速率在物理意义上该怎么解释呢？ 答：T1为纵向弛豫时间，代表的是质子自旋系统与外界能量交换的快慢；T2为横向弛豫时间，代表的是质子自旋系统内部能量消失的快慢。 （5） 15849376426：不同的场强，对同一孔材料的表面弛豫率会有影响吗?如何影响? 答：磁场强度对表面弛豫率的测定有一定影响，可关注Peter Macdonald于2005年发表在Physical Review的相关工作。正是由于这个原因，场强不同的核磁共振仪器测试得到的T2和T1谱之间不具有直接的对比性，信号量也会受到影响，一定要将弛豫谱的纵轴和横轴都进行刻度量化之后才能进行对比分析。 （6）刘剑辉湖南大学：水泥基材料中矿物掺合料的使用，如果铁含量较高的话，顺磁性的现象该如何解决了? 答：在铁含量不是很高的情况下，可以通过合理选择磁共振设备并控制相关测试参数来抑制顺磁性物质的影响。首先，可以选择主磁场强度较低的磁共振设备（通常采用2MHz测量），进而从源头上减少顺磁性物质带来的内部干扰磁场；其次，需保证仪器能够使用的最短回波间隔TE尽量短，这样可极大抑制由于分子在干扰磁场中扩散带来的干扰。如果铁含量较高，横向弛豫谱测量结果会严重失真，但对纵向弛豫谱的影响并不大。 （7）左彦峰：熟练中铁铝酸四钙对测试结果会有影响吗 答：熟料中铁铝酸四钙是水泥中铁的主要来源，它的影响可参见（6）。 （8）石振国EMPA：水泥材料孔溶液成分和pH是否会影响T2分布? 答：孔溶液中的成分和pH值会影响T2分布，具体影响的大小取决于溶液的具体组成和浓度，这可以通过测试宏观溶液的弛豫行为受各类阴阳离子的影响程度来快速判断。 （9） 胡翔：水泥基材料的固液界面驰豫率确定有什么可行的方法呢? 答：水泥基材料的孔结构、孔壁及孔溶液的性质有其自身的特点，它的表面弛豫率受很多因素的影响。具体测试方法可参见周春圣教授2018年发表在CCR上的论文。 （10） 程久辉：岩石或者水泥中高模态对T2分布反演的孔隙分布影响严重吗? 答：取决于孔隙的表面弛豫率，通常高模态所占比例较小。 （11） 阿白：水泥基材料中如果有H离子和铵根离子等，它们和水都会被测出来吗?信号会有叠加吗？ 答：固体骨架中的H信号弛豫非常快，通常不会被低场核磁共振观测到。低场磁共振信号的来源是溶液中的所有氢核，包括H离子、铵根离子和碱液中的氢氧根离子等等，信号会叠加在一起，需要小心分析它们的影响。 （12）福州大学--王雪芳：核磁共振能分析孔隙总离子浓度的变化吗? 答：孔隙内溶液离子浓度的变化会影响其T2测量数值，因而可通过核磁共振弛豫间接反映浓度变化信息，只是需要特别小心地进行标定。 （13）福州大学--王雪芳：孔隙不饱水，是否可以区分开来,也就是可以测孔隙内部饱水情况吗? 答：孔隙的饱和度信息可以通过T2测量及T2分布的纵轴幅值得到体现。在合理标定每克水对应信号量的条件下，T2测试可以直接确定试件内部的含水量。如果有饱和状态下T2的测量结果，则可以很方便地测定饱和度。 （14） xiefei：哪有对外测定水泥基较好的测试机构？ 答：北京青檬艾柯科技有限公司可为各位老师提供专业测试服务（010-60782082，info@limecho.com），也可以来哈工大土木学院周春圣老师的实验室做测试。 （15）15849376426：当孔里没有被液体饱和的情况下，如何测量孔径或者比表面积? 答：液相核磁共振主要通过饱含在孔隙中的流体作为测量媒介反映孔径或比表面积。如果孔隙不饱和，则孔径无法测量，比表面积也只能自行通过建立磁共振信号与比表面积之间的关系模型来进行分析。 （16） 耿国庆-新加坡国立：混凝土中不同孔径的孔对应的骨架材料往往不同，比如interlayer pore对应C-S-H层内结构，而微米级孔常常是氢氧化钙和钙钒石堆积形成，他们的表面分子结构、带电强度、Fe元素的含量均不同，目前是否有报道能够校准不同孔径的表面弛豫常数？外加温度/湿度/力场如何与nmr测试相结合? 答：目前测量得到的表面弛豫率是多孔材料的宏观平均值。不同大小孔隙表面弛豫率的测量还处于研究阶段。由于NMR技术的特殊性，外加耦合场的零部件需保证无磁、无氢且非金属，以提供稳定、可靠、无干扰的变温变压变湿度环境。目前，周春圣教授团队正在开展相关工作，已有一定的工作基础。 （17） 张志东ETH：请问对于离子传输，可以区分游离离子和吸附离子么? 答：氢核核磁共振仪器无法直接检测离子。为了区分离子的状态，需要针对该特殊核素做专门的液相核磁共振检测。荷兰埃因霍温大学Leo Pel领导的课题组在做这方面的研究工作，并开发有相应的磁共振设备。 （18） 肖风凯：NMR是介于经典物理和量子物理之间的学科么?这三者啥关系? 答；NMR的物理核心本质源于量子力学范畴，相关关键概念可用经典物理模型来解释。 （19）xiefei：我们测混凝士孔隙在9左右，很显然偏小，为什么？ 答：我理解成你测出的孔隙率在9%左右，确实显然偏小。孔隙率偏小意味着有一部分弛豫较快的氢核信号丢失了，导致这个问题的影响因素非常多，跟你所采用的设备有关，也跟你的测试参数有关，同时还要检查一下标样信号幅值和刻度过程。 （20）111:哪个单位哪位老师可以提供这个方面的测试?怎么联系?希望能给联系方式，谢谢!希望有高端设备的老师能多做类似方面的讲座,谢谢! 答：参见问题（14）。中国硅酸盐学会-测试技术分会-磁共振测试技术专委会后期会找机会联合北京青檬艾科等单位组织开展类似的讲座与报告，希望大家持续关注。 （21）石振国EMPA：水泥基材料或者岩石成像的技术可以达到纳米级吗? 答：磁共振弛豫技术的探测尺度可以达到，但目前磁共振成像的技术条件还无法达到这一尺度范围。空间分辨率在理论上没问题，但受软硬件的严重制约。 （22）王小亮：我听肖老师刚才说当水分子的直接远小于孔径时,水分子可以在内部自由打散;若水分子直径接近于孔径，水分则不能自由扩散。请问这个孔径有明确的临界范围么? 答：根据经典模型，自由扩散的临界孔径通常为水分子大小的10倍以上。对于水分子的弛豫过程分析，已经建立有快速弛豫、中速弛豫等多种理论。 （23）张亚梅：铁含量高肯定有问题。但不知道对铁含的上限是多少? 答：通常，铁含量的影响与顺磁性矿物的赋存形态、空间分布等因素相关，铁含量上限问题可作为特殊的研究工作来开展。场强等硬件配置不同的磁共振设备对铁含量的敏感程度也不一样，且相关测试参数也会干扰铁含量对测试结果的影响。根据以往的测试经验，采用较低磁场强度（主频2MHz）和低至0.06ms的超短回波间隔，可在一定程度上抑制铁含量对样品检测结果的影响，胶凝材料Fe2O3含量在0.5%以内没有问题。如果样品铁含量更高，建议采用T1测量分析孔隙结构。 （24）石振国EMPA：相同的孔径，不同孔的形状对得到的结果影响有多大? 答：氢核弛豫主要受孔隙比表面积的影响，通常采用圆柱形空假设。对于不同的孔隙形状，只需要合理考虑比表面积与等效孔径之间的关系即可。