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。

研究了不同母岩岩性、石粉含量、泥粉含量和类型与机制砂MB值的关系,确立了轨道交通工程用混凝土性能的主要影响因素,以实现对机制砂MB值的定量调控。以轨道交通工程典型C20、C35和C50混凝土为研究对象,开展了MB值对其工作性、抗压强度和抗氯离子渗透性的影响研究。结果表明:MB值主要取决于机制砂中的泥粉含量和类型,与母岩岩性和石粉含量的关系不大;MB值的增加会显著降低混凝土的工作性,混凝土强度等级越高对工作性的敏感程度越高,且对掺聚羧酸减水剂混凝土工作性的劣化效果比掺萘系减水剂更显著;当MB值在0.85~2.00之间时,三种混凝土的抗压强度均有不同程度的提升,达到最大值后,抗压强度出现不同程度的下降,C50混凝土的下降幅度最大;适当的MB值可以提高C35混凝土的抗氯离子渗透性;C50混凝土的抗氯离子渗透性会随着MB值的提高而逐渐降低。

研究了钢渣粉替代部分水泥对超高性能混凝土(UHPC)性能的影响,验证了利用钢渣粉部分替代水泥制备生态型UHPC的可行性。结果表明:随着钢渣粉替代量的增加,UHPC的工作性得到改善;当钢渣粉替代量为200 kg/m3时,UHPC的密实度达到最大,且此时UHPC的抗压强度和抗氯离子渗透性能仍保持较好水平;随着钢渣粉替代量的增加,UHPC对生态环境的负面影响逐渐变小。

介绍了电厂炉底渣的性能及其在混凝土中的应用现状。电厂炉底渣的粒径范围与细砂相近,且其密度较低、吸水率较高,化学成分与粉煤灰相近。目前,电厂炉底渣主要应用在以下两个方面:一是取代部分细骨料用于制备混凝土,推荐掺量为10%~50%;二是磨细后用作水泥混合材或混凝土掺合料。通过掺加减水剂、采用活性激发技术等方式可有效缓解电厂炉底渣对混凝土的不利影响。

利用铁尾矿机制砂石完全替代天然砂石,制备了全铁尾矿骨料混凝土,研究了全铁尾矿骨料混凝土和天然骨料混凝土的工作性、力学性能和耐久性能差异。结果表明:在工作性方面,需通过调配外加剂的方法来保证全铁尾矿骨料混凝土良好的工作性;在力学性能方面,全铁尾矿骨料混凝土的抗压、抗折和劈裂抗拉强度与天然骨料混凝土相比差别不大;在耐久性能方面,全铁尾矿骨料混凝土的抗氯离子渗透性能、抗碳化性能、抗冻性能及抗硫酸盐侵蚀性能均与天然骨料混凝土接近。

试验研究了不同机制砂取代率对PK-3型板用混凝土工作性、抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量的影响,并对实测弹性模量进行了拟合分析。结果表明:机制砂部分或全取代河砂,改善了混凝土的工作性,提高了混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量;通过回归分析拟合出的弹性模量函数表达式与实测数据拟合度较好;采用机制砂混凝土生产的PK-3型板施工方便、和易性较好,且强度满足要求,脱模后无开裂现象。