通过加热和颗粒整形对再生粗骨料进行了复合改性处理,对比分析了未改性和改性再生粗骨料的性能,研究了再生粗骨料的掺量对混凝土工作性和抗压强度的影响,优选出了最佳再生粗骨料类型和掺量,并在此基础上,研究了粉煤灰掺量对再生混凝土耐久性能的影响。结果表明:经过复合改性处理后,再生粗骨料的性能得到了强化。随着再生粗骨料掺量的增加,混凝土的坍落度、扩展度和抗压强度基本呈减小趋势;掺改性再生粗骨料混凝土(MRAC)的工作性和抗压强度整体上比掺未改性再生粗骨料混凝土(RAC)的好;综合考虑工作性和抗压强度,改性再生粗骨料的最佳掺量为30%;随着粉煤灰掺量的增加,MRAC的氯离子迁移系数和碳化深度均先减小后增大,推荐粉煤灰掺量为20%~30%。

总结了微纳米气泡水对混凝土性能的影响规律。在介绍微纳米气泡水制备方法、特性及其对混凝土性能影响的基础上,分析了微纳米气泡水对混凝土性能的影响机理,并对其在混凝土领域的进一步研究和应用提出了建议。

介绍了稻壳灰的制备方法及基本性质,总结了稻壳灰对混凝土耐久性能、力学性能和工作性的影响,分析了稻壳灰对混凝土性能的作用机理,并对稻壳灰混凝土的未来研究方向进行了展望。

研究了大理石粉的细度(13μm、18μm、38μm)和掺量(0、5%、10%、15%、20%)对水泥基材料工作性、力学性能和碱活性的影响,采用XRD和SEM分析了水化产物和微观结构。结果表明:随着大理石粉掺量的增加,浆体的标准稠度用水量先增大后减小,流动度增大,且大理石粉的细度越大,标准稠度用水量和流动度越大;掺加适量(5%)的大理石粉可以有效提高水泥基材料的抗压、抗折强度,且大理石粉的细度越大,对抗压、抗折强度的提高效果相对越明显;大理石粉的细度越大,水泥基材料的28 d膨胀率越大;微观结果表明,大理石粉在水泥基材料中起到微集料填充作用,同时具有一定的活性。

研究了钢纤维体积掺量(2.5%、3.3%、4.1%)和粉煤灰掺量(10%、15%、20%)对桥梁内衬混凝土工作性及力学性能的影响,采用数字图像处理法量化分析了钢纤维在混凝土中的分布均匀度与饱和度。结果表明:随着钢纤维体积掺量的增加,混凝土的工作性基本呈降低趋势,但其抗压强度和劈裂抗拉强度增大;随着粉煤灰掺量的增加,混凝土的工作性和力学性能基本均呈下降趋势;钢纤维的分布均匀度和饱和度随着其体积掺量的增加而增大,并与混凝土的力学性能呈正相关关系。

研究了石灰石尾矿粉等质量替代0、10%、20%、30%、40%的水泥对全再生骨料混凝土工作性、力学性能和耐久性能的影响。结果表明:10%掺量的石灰石尾矿粉可以改善全再生骨料混凝土的工作性;随着石灰石尾矿粉掺量的增加,试件的抗压强度呈先增大后减小的趋势,最佳掺量为10%;10%掺量的石灰石尾矿粉可以改善全再生骨料混凝土的抗冻性能和抗碳化性能。

将适量花岗岩锯泥分别与机制砂或河砂复配制成了混合砂,并等质量替代100%细骨料,研究了标准养护条件下花岗岩锯泥等质量替代100%粉煤灰对C30、C40混凝土工作性和力学性能的影响,对比分析了常压蒸汽养护和压蒸养护条件下,花岗岩锯泥等质量替代100%石英粉对C80管桩混凝土力学性能的影响,并进行了微观分析。结果表明:在标准养护条件下,花岗岩锯泥对C30、C40混凝土的坍落度和抗压强度影响较小;在常压蒸汽养护条件下,掺入花岗岩锯泥后,C80管桩混凝土的抗压强度变化不大,花岗岩锯泥呈惰性,主要起填充作用;与常压蒸汽养护条件相比,压蒸养护条件下C80管桩混凝土的抗压强度大幅提高,石英粉和花岗岩锯泥具有填充效应和一定的活性效应,其中的SiO2会与钙质材料发生水热合成反应,生成C-S-H(B)型水化硅酸钙和托贝莫来石。

分别设计了普通混凝土和超高性能混凝土(UHPC)的配合比,研究了振动搅拌和普通搅拌对混凝土性能的影响。结果表明:对于C30和C40普通混凝土,振动搅拌可以明显提高其工作性,而对于C50普通混凝土,振动搅拌对工作性的提高有限;振动搅拌能稳定提高普通混凝土的匀质性和抗压强度;振动搅拌能明显提高UHPC的工作性,改善纤维团聚现象,但不能保证纤维的乱向分布;振动搅拌可以提高UHPC的抗压强度,降低其抗折强度。

研究了矿渣粉掺量、硅灰掺量、钢纤维掺量和水胶比对超高性能混凝土(UHPC)工作性和力学性能的影响,并通过显著性分析探讨了各因素对UHPC性能的影响程度。结果表明:随着矿渣粉掺量的增加,UHPC的扩展度和28 d抗压、抗折强度均先增大后减小;随着硅灰掺量的增加,UHPC的扩展度和28 d抗压、抗折强度基本呈先增大后减小的趋势;随着钢纤维掺量的增加,UHPC的扩展度降低,28 d抗压、抗折强度增大;随着水胶比的增加,UHPC的扩展度增大,28 d抗压、抗折强度先增大后减小;钢纤维掺量对UHPC力学性能的影响程度最大,水胶比对UHPC工作性的影响程度最大;综合考虑工作性和力学性能,自密实UHPC的最佳配合比为矿渣粉掺量20%、硅灰掺量12%、钢纤维掺量2.0%、水胶比0.18。

将废弃混凝土破碎、筛分制成再生砂和再生粉,研究了再生砂、再生粉分别等质量替代机制砂、石粉对干粉砂浆工作性和力学性能的影响,并对微观结构和水化产物进行了分析。结果表明:再生砂的掺入会增大砂浆的需水量、稠度损失和保水率,降低砂浆的表观密度;再生粉掺入过多会导致砂浆的需水量、表观密度和保水率降低,稠度损失增大;随着再生砂替代率的增加,砂浆的3 d抗压强度降低,28 d抗压强度先增大后减小,这主要归因于再生砂的内养护作用;再生粉对砂浆的3 d和28 d抗压强度影响不大,这主要归因于再生粉的水化作用和晶核效应;综合考虑砂浆的工作性和力学性能,建议再生砂替代率不超过40%,再生粉替代率不超过60%。