研究了锂渣粉(含水率10%)对超高性能混凝土(UHPC)工作性、强度、收缩性能和孔结构的影响,并采用XRD和SEM分析了掺锂渣粉UHPC的水化产物和微观结构。结果表明:随着锂渣粉掺量的增加,UHPC的流动度降低,28 d抗压、抗折强度均呈先增大后减小的趋势,且当锂渣粉掺量为10%时强度达到最大;锂渣粉掺量越大,UHPC的收缩越小,这主要归因于锂渣粉中的水分在基体中起到了较好的内养护作用;随着锂渣粉掺量的增加,UHPC的孔隙率先减小后增大,其中,掺10%锂渣粉UHPC的孔结构较为致密。

研究了粉煤灰掺量(15%、20%、25%)、硅粉掺量(0、2%、4%、6%、8%)和钢纤维掺量(0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%)对混凝土工作性、力学性能和断裂性能的影响。结果表明:粉煤灰掺量越大,混凝土的工作性越好,适宜掺量为20%;随着硅粉掺量的增加,混凝土的力学性能先提升后降低,当硅粉掺量为4%时,混凝土的抗压强度最高;钢纤维的掺入使新拌混凝土的工作性降低,但能有效延缓混凝土的受压破坏进程,提高混凝土的弯曲韧性,当钢纤维掺量为1.5%时,混凝土的断裂荷载达到最大。

研究了再生粗骨料的取代率(0、15%、30%、50%)和预湿时长(0、2 h、24 h)对自密实混凝土工作性、力学性能和耐久性能的影响。结果表明:随着再生粗骨料取代率的增加,自密实混凝土的流动性明显降低,建议再生粗骨料取代率不宜超过30%;随着再生粗骨料取代率的增加,试件的28 d抗压、抗折和劈裂抗拉强度基本均呈先增大后减小的趋势;再生粗骨料的预湿时长对自密实混凝土的抗压、抗折和劈裂抗拉强度的影响不显著;自密实混凝土的弹性模量和抗氯离子渗透性能随着再生粗骨料取代率的增加而降低。

在矿物掺合料总掺量35%~60%和水胶比0.42~0.29的情况下,采用粉煤灰、矿粉复掺,设计了系列大掺量矿物掺合料高性能混凝土(HPC)配合比,试验研究了矿物掺合料掺量、水胶比对HPC坍落度、抗压强度、抗碳化性能、抗氯离子渗透性能、早期收缩性能的影响。结果表明:矿物掺合料可显著改善HPC的性能,且随着水胶比的降低,矿物掺合料对HPC性能的改善效果更显著;所制备的大掺量矿物掺合料HPC具有良好的技术可行性,满足相关核电工程设计要求。

研究了水胶比、胶砂比、矿物掺合料的类型及掺量对超高性能混凝土(UHPC)工作性和力学性能的影响。结果表明:适当增大水胶比和胶砂比、掺入适量矿物掺合料均对UHPC的工作性有积极影响;随着水胶比的增加,UHPC的抗压强度基本呈降低趋势;胶砂比对UHPC抗压强度的影响不明显;掺入适量矿物掺合料(硅灰+超细粉煤灰微珠)可显著提高UHPC的28 d抗压强度。综合考虑工作性和力学性能,UHPC的推荐配合比为:水胶比控制在0.16~0.18,胶砂比控制在1.00~1.15,矿物掺合料(硅灰+超细粉煤灰微珠)总掺量控制在25%~35%,超细粉煤灰微珠掺量控制在15%~25%。

设计了3种超高性能混凝土(UHPC)搅拌工艺,每种工艺各进行10组平行试验,测试了UHPC的坍落度、坍落扩展度、抗压强度和抗折强度,探讨了不同工艺对UHPC性能的影响,分析并评价了不同工艺下UHPC性能指标的离散性。结果表明,采用细骨料预先分散钢纤维的方法(工艺Ⅱ)有助于提升UHPC的抗折强度,所制备的UHPC坍落扩展度标准偏差最小;采用干混料制备的UHPC(工艺Ⅲ)抗压强度和抗折强度的标准偏差最小;宜采用工艺Ⅱ和工艺Ⅲ制备UHPC。

研究了石材加工产生的废石粉替代部分水泥对3D打印水泥砂浆性能的影响。结果表明:总体上,随着废石粉掺量的增加,砂浆的流动度降低,静态屈服应力提高,但凝结时间变化不明显;通过调整减水剂掺量可以改善废石粉对3D打印水泥砂浆流动性和可建造性的不利影响;废石粉的掺入对3D打印水泥砂浆的力学性能和层间界面黏结强度不利。

利用X射线衍射仪和SEM扫描电子显微镜观察了碳酸化预处理前后钢渣粉的矿物组成和微观形貌,研究了碳酸化钢渣粉等质量(5%、15%、25%)替代水泥和等质量替代矿渣粉(碳酸化钢渣粉用量占胶凝材料总量的10%、20%)对混凝土工作性和力学性能的影响。结果表明:经过碳酸化预处理后,钢渣粉中的MgO和f-CaO含量分别降低了72.86%和88.86%,并伴有尺寸约为1μm的颗粒状晶体产生;随着碳酸化钢渣粉替代水泥比例的增加,试件的抗压强度先增大后减小,坍落度和凝结时间均逐渐增大;当水泥用量为胶凝材料总量的50%时,随着碳酸化钢渣粉替代矿渣粉比例的增加,试件的抗压强度降低,初始坍落度减小,凝结时间延长;当水泥用量为胶凝材料总量的70%时,随着碳酸化钢渣粉替代矿渣粉比例的增加,试件的抗压强度先增大后减小,初始坍落度减小,凝结时间延长。碳酸化钢渣粉已成功应用于道...

研究了再生细骨料的掺量和颗粒级配对混凝土工作性、力学性能、抗冻性能和耐久性能的影响。结果表明:再生细骨料的最佳掺量为20%,此时,混凝土的工作性和力学性能较好;采用再生细骨料(Ⅱ区粗砂)等质量替代20%天然砂配制的混凝土工作性、力学性能较优,其28 d抗压强度相比于采用天然砂的基准组提高了9%,且其抗冻性能、耐久性能与采用天然砂配制的混凝土相近。

通过正交试验研究了水胶比、超细粉煤灰掺量和硅灰掺量对新拌UHPC净浆的工作性与流变性的影响,选取流动度、黏度系数和水膜层厚度为工作性与流变性的衡量指标,利用综合平衡法获得了最优配合比。试验结果表明:水胶比、超细粉煤灰掺量和硅灰掺量的提高都会造成UHPC净浆的流动度和颗粒表面水膜层厚度增大,黏度系数减小;超细粉煤灰掺量是净浆工作性和流变性的主要影响因素,水胶比次之,硅灰掺量的影响最小;UHPC最优配合比:水胶比为0.2,超细粉煤灰掺量为40%,硅灰掺量为8%;以该配合比的成型的UHPC 28 d抗压强度为128.8 MPa,抗拉强度为20.3 MPa,同时满足工作性和力学性能要求,且经济合理。