基于CiteSpace再生骨料混凝土領域研究可視化分析

楊 雪，劉利驕，李康一，蘇安雙

(1.黑龍江大學 水利電力學院，黑龍江 哈爾濱 150080；2.黑龍江大學 建筑工程學院，黑龍江 哈爾濱 150080；3.黑龍江省水利科學研究院，黑龍江 哈爾濱 150080)

1 數據來源與研究方法

1.1 數據來源

本文選取中國知網(CNKI)數據庫中的文獻，利用高級檢索功能，限定檢索時間為2001—2021年，檢索表明，“再生混凝土” 這個詞不如 “再生骨料混凝土” 指代清晰，如果將檢索主題定為“再生混凝土”，在中國知網(CNKI)數據庫查到的文獻非常龐雜，影響分析結果的準確性，所以本文以“再生骨料混凝土”為主題詞精確檢索，共得到6127篇相關文獻，且本次研究對象僅選擇核心學術期刊，對英文文獻，學位論文，報紙等暫不進行考慮；最后得到1283篇相關文獻。

1.2 研究方法

將篩選后的1283篇相關文獻以“Refworks”格式導出并保存，本文基于CiteSpace(5.8.R3)軟件進行可視化分析。時間切片分區設定為2001年1月—2021年12月，時間切片設置為1年，節點類型分別選擇關鍵詞、作者、機構。通過網絡剪裁方式簡化分類，制作模型并進行可視化分析。

2 文獻可視化結果分析

2.1 研究時間分布情況

根據文獻檢索情況，繪制了各年份文獻發文量的變化情況，見圖1。由圖1可知，從整體來看，再生骨料混凝土領域研究的發文量在不斷波動，在2001—2007年，期刊文獻發表數量較少，統計圖走勢趨于平緩，這表明再生骨料混凝土領域研究處于初期階段；而2008年后開始進入了發文量激增時期，統計圖總體呈上升趨勢，截至2021年，共計發表期刊文獻1183篇，占發文總量的92%，其中2020年發文量為135篇，達到了峰值，這表明越來越多的學者開始關注并研究這一領域。通過發文量變化趨勢可以看出國內再生骨料混凝土領域研究正處于蓬勃發展時期。

在此期間最早研究“再生骨料混凝土”領域的論文是屈志中的《鋼筋混凝土破壞及其利用技術的新動向》，該論文對鋼筋混凝土破壞技術現狀、再生骨料的加工工藝、改善再生骨料的方法和再生混凝土的主要性能等方面進行分析。引用率為178，為后續學者的研究提供了一定啟發。

2.2 作者分布情況

運用CiteSpace軟件對文獻進行發文作者分布情況分析，見圖2。由圖2可以看出，肖建莊、李秋義、朱平華、崔正龍等學者在再生骨料混凝土領域研究作出了重要貢獻。在具體的研究內容上，肖建莊等[1]主要從再生骨料混凝土材料、結構和應用等方面進行研究；李秋義等[2]主要從再生骨料的強化方法、制備技術和再生混凝土顯微結構等方面進行研究；朱平華[3]主要從再生骨料混凝土的性能及改性方向進行研究；崔正龍[4]主要從再生骨料混凝土的釋水特性、耐久性和抗凍性等方面進行研究。在學術合作上，發文量較高的學者之間合作程度較低，分布較分散，并未形成大規模的合作網絡。

圖2 研究作者共現圖譜

2.3 研究機構和成果資助情況

發文數量可以在一定程度上體現出機構在該領域影響力，表1展示了2001—2021年我國再生骨料混凝土領域的主要研究機構中有較大影響力的前十名及其發文量。總體來看，我國再生骨料混凝土領域研究實力較強機構都是高校，可以看出新疆大學、常州大學、太原理工大學在研究再生骨料混凝土方面更有競爭力，但是極少有跨機構合作發文，主要研究機構之間普遍缺乏合作，整個研究的范圍不是一個機構可以解決的，在今后再生骨料混凝土領域的發展中，還需要更多的機構進行合作。

表1 再生骨料混凝土領域主要研究機構

關于再生骨料混凝土領域研究所資助的研究基金主要是來自國家自然科學基金(占 563篇)和國家科技支撐計劃(占61篇)。而另外的資助基金大體上為河南省科技攻關計劃(38篇)、廣西科學基金(34篇)、中國博士后科學基金(29篇)、建設部科學技術計劃項目(20篇)、廣西壯族自治區科技攻關計劃(19篇)、陜西省自然科學基金(17篇)、遼寧省教育廳高校科研基金(17篇)、江蘇省普通高校自然科學研究計劃項目(15篇)。由此可見，地方上對再生骨料混凝土領域研究成果資助權重比較小，顯示出了地方性基金沒能很好地關注于此領域研究，更加說明了地方各界對此領域研究還處在初級階段，因此，對于再生骨料混凝土領域的研究還需要社會各界研究人士的大力協助。

2.4 研究熱點分析

使用CiteSpace軟件對已建立的文獻數據庫進行分析，得到高頻關鍵詞共現圖譜，見圖3。其中，圖譜中節點區域尺寸的大小代表關鍵詞的詞頻高低，即節點范圍越大,關鍵詞頻率越高;節點之間的線條粗細程度代表關鍵詞之間共現頻率的高低，節點越大，則共現頻次越多，受到的關注程度也就越高。

圖3 高頻關鍵詞共現圖譜

對CiteSpace軟件分析得到的關鍵詞頻次、中心性等信息進行整理，根據頻次排序整理出排名前20的高頻關鍵詞，如表2所示。可以看出，關鍵詞“再生混凝土”“再生骨料”和“抗壓強度”頻次較高，關鍵詞“彈性模量”“建筑垃圾”“凍融循環”等頻數雖然不大，但中心性很大。通過高頻關鍵詞的組成，可以初步判斷出再生骨料混凝土領域的研究熱點。

表2 再生骨料混凝土高頻關鍵詞

為了從關鍵詞中提煉出進一步的研究熱點，本文利用CiteSpace軟件的聚類功能，將分散的關鍵字進行歸類，結果如圖4所示。

圖4 聚類分析圖譜

將聚類結果與高頻關鍵詞相結合，得出了再生骨料混凝土領域的研究熱點，具體如下。

(1)再生骨料混凝土的力學性能研究。通過正交試驗、預測模型及試驗驗證等手段分析再生骨料混凝的劈裂抗拉強度、抗壓強度、抗折強度和彈性模量等性能[5]，該熱點研究成果為今后再生骨料混凝土在實際工程中的應用奠定了堅實的理論基礎。

(2)再生骨料混凝土的耐久性研究。由于再生骨料的本身的性質，導致再生骨料混凝土的耐久性低于普通混凝土[6]。再生骨料混凝土耐久性研究主要包括抗凍性、抗侵蝕性和抗滲性等。抗凍性是衡量再生骨料混凝土耐久性的一個重要指標，它直接關系到工程結構的長期安全使用。對于我國北方等地區，在凍融循環作用下的凍融破壞已經成為混凝土耐久性破壞的主要因素[7]。因此，通過對再生骨料混凝土的抗凍性的研究，找出其凍融破壞規律，并提出相應的改進技術措施，在理論和工程上都有一定的指導作用[8]。

(3)再生骨料混凝土的改性研究。由于普通再生骨料混凝土有諸多不足，國內外學者不斷嘗試對再生骨料混凝土進行性質改良。由于再生骨料的存在，再生混凝土界面過渡帶的復雜性增加，常用物理法和化學法等方法進行改性。通過在再生骨料混凝土中添加一些摻合料，如粉煤灰[9]、鋼纖維和礦粉等,也可達到再生骨料混凝土性能的提升, 研究成果為工程實踐提供參考依據。

(4)建筑垃圾在再生骨料混凝土中的應用。建筑行業的快速發展使建筑廢棄物的數量日益增多，在建筑廢棄物中，廢棄混凝土的占比相當大，再生骨料混凝土使廢棄混凝土得到了有效地回收利用，既能有效的解決廢棄混凝土處置問題，又能節省大量的天然骨料，符合社會可持續發展的需要[10]。

2.5 研究前沿動態

“突現詞”是一種在一定時期內使用頻率比較高的詞語，通過對其在不同時段中的頻繁變動進行分析，從而能夠識別出研究的階段性特點和發展趨勢，從而明確研究對象的歷史演變和發展過程。圖5為按時間順序展現的關鍵詞突現圖譜，呈現出2001年以來再生骨料混凝土研究熱點變化的趨勢，基于此將我國再生骨料混凝土研究劃分為3個階段，分析每一階段的研究熱點和變化趨勢，為我國再生骨料混凝土研究的趨勢做出預測。

圖5 關鍵詞突現圖譜

第一階段2001—2010年：這個階段是我國再生骨料混凝土的萌芽時期，發文量主要圍繞相關概念進行探究，研究深度較為淺顯，如廢棄混凝土、基本性能、實驗研究是這個時期的突現詞。

第二階段2011—2016年：這個階段學者注重再生骨料混凝土的實用研究。抗凍性、承載力、水灰比是這階段的突現詞。這一階段的理論探討，為下一步的實踐探索打下了堅實的基礎。

第三階段2017—2021年：此階段反映了近年來再生骨料混凝土領域的研究熱點。主要關注于透水性、透水系數、孔隙率，集中探究再生骨料透水混凝土、再生骨料自密實混凝土和鋼纖維改性再生骨料混凝土。

3 結 語

(1)國內對再生骨料混凝土的研究雖然取得了一些成果，但總體上仍存在著很大的發展空間。

(2)當前對再生骨料混凝土領域的研究主要集中在低強度的再生骨料混凝土上，今后的研究中，可進行高強再生混凝土的研究，以探索其工程應用性，擴大其應用領域。也可從高分子有機材料方面加強，通過在再生骨料混凝土中加入一定的有機填充劑，使其充分參與水泥的水化，使混凝土結構更加緊湊，從而降低再生混凝土的孔隙結構，提高其力學性能和微觀結構。