研究了不同掺量(0、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%和1.1%)的竹叶纤维对混凝土工作性和力学性能的影响。结果表明:随着竹叶纤维掺量的增加,混凝土的坍落度逐渐降低;混凝土吸水率随着竹叶纤维掺量增加而增加;竹叶纤维的掺入对混凝土抗压强度不利,但有利于提高混凝土的劈裂抗拉强度和抗折强度;综合考虑各种因素,建议竹叶纤维的最佳掺量取0.7%。

为避免综合管廊燃气泄漏造成的安全隐患,制备了气密性能符合要求的气密性混凝土,研究了胶凝材料用量、水胶比、砂率、矿物掺合料以及外加组分对综合管廊用气密性混凝土性能的影响。根据试验结果,成功制备了工作性良好的C40气密性混凝土,其透气系数达到4.72×10-12 cm/s,并成功应用于实际工程。

研究了纳米SiO2对污泥焚烧灰-水泥复合胶凝体系性能的影响,并对其水化程度进行了分析。结果表明:随着污泥焚烧灰掺量的增加,复合胶凝体系的标准稠度用水量增加、凝结时间延长,水泥胶砂流动度降低、抗压和抗折强度降低;纳米SiO2的掺入在一定程度上缩短了复合胶凝体系的凝结时间,提高了水泥胶砂的强度,但对工作性不利;掺入纳米SiO2后,复合胶凝体系7 d内的化学结合水生成量和生成速率较高,纳米SiO2对复合胶凝体系早期水化影响较大。

研究了不同掺量的玄武岩纤维对3D打印再生水泥基材料工作性与力学性能的影响。结果表明:当玄武岩纤维掺量为0.3%~0.5%时,可满足3D打印所需的流动性、可挤出性、可建造性、凝结时间等要求,且所制备的3D打印再生水泥基材料的抗压与抗折性能均较好。

利用碱性电解水制备矿粉砂浆,研究了不同取代率矿粉对砂浆工作性和力学性能的影响,结合XRD分析,评价了利用碱性电解水激发矿粉的活性和改善矿粉砂浆性能的可行性。结果表明:碱性电解水矿粉砂浆的工作性和力学性能均优于自来水矿粉砂浆;当矿粉取代率为20%时,碱性电解水矿粉砂浆的28 d抗折强度和抗压强度较自来水矿粉砂浆分别提高了11.9%和23.5%;碱性电解水矿粉砂浆中存在多钙钾石膏和钾长石,且水化硅酸钙和铝酸钙矿物的衍射峰显著强于自来水矿粉砂浆。

研究了钢渣微粉替代石英粉对超高性能混凝土(UHPC)性能的影响。结果表明:水胶比分别为0.18、0.19的UHPC试件的28 d抗压强度均在120 MPa以上,且水胶比为0.19的UHPC的工作性更好,流动度为195 mm;钢渣微粉替代石英粉对UHPC试件的抗压强度无明显影响;在钢渣微粉掺量为100%的情况下,控制水胶比为0.20、水灰比为0.35、胶砂比为1.63时,可配制28 d抗压强度为147.5 MPa的UHPC。

采用pH值为9.5的低碱性电解水制备粉煤灰砂浆,通过对比不同粉煤灰掺量条件下,低碱性电解水粉煤灰砂浆(EM)和普通自来水粉煤灰砂浆(OM)的工作性及力学性能,研究了低碱性电解水对粉煤灰砂浆性能的影响。结果表明:EM的工作性优于OM;控制流动度在(210±5)mm时,各组粉煤灰掺量的EM单位用水量均小于OM;低碱性电解水能够提高粉煤灰砂浆的强度,还能激发粉煤灰的早期活性效应,从而提高粉煤灰砂浆的早期强度,EM的早期抗压强度发展速率较OM提高了11.7%。

选取两种不同来源的粉煤灰(FAⅠ、FAⅡ),研究了其品质差异和掺量(0、15%、30%、45%)及水胶比(0.5、0.4、0.3)对淡化海砂混凝土工作性、力学性能和耐久性能的影响。研究表明:相较于FAⅡ,FAⅠ型粉煤灰的需水量更小,采用较少的减水剂能使新拌混凝土具有良好的工作性;在水胶比相同的情况下,FAⅠ型粉煤灰对混凝土后期强度发展有更加积极的影响;随着粉煤灰掺量的增加,淡化海砂混凝土的电通量值均先减小后增大,且FAⅠ型粉煤灰对改善混凝土抗Cl^-渗透性能更优;随着龄期增长,三种水胶比下FAⅡ型粉煤灰掺量不宜高于15%,而水胶比为0.4和0.3时,FAⅠ型粉煤灰最大掺量可达30%~45%。

为了探究改善超高性能混凝土(UHPC)高温性能的措施,从力学性能、质量损失、超声检测等方面研究了纤维(不掺纤维、单掺钢纤维、混掺钢纤维与合成纤维)对UHPC高温性能的影响。结果表明:当纤维掺量增加时,UHPC的工作性与抗压强度均随之下降,抗折强度则先升后降;随着目标温度的升高,UHPC的残余抗压强度先升后降,损伤逐步加重;纤维的加入可以延缓裂缝的发展,混掺钢纤维与合成纤维可以有效改善UHPC高温爆裂行为。

为降低超高性能混凝土(UHPC)黏度、提高工作性,采用硅烷(γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷)对辅助胶凝材料(硅灰、粉煤灰)进行改性制备了自分散颗粒,并研究了其对UHPC工作性、抗压强度及微观结构的影响。结果表明:自分散颗粒降低了UHPC的黏度,提高了工作性;不同自分散颗粒对UHPC工作性的影响有较大差别,其中,粉煤灰和十二烷基三甲氧基硅烷制备的自分散颗粒效果最好;自分散颗粒抑制胶凝材料的早期水化,降低UHPC早期抗压强度;不同自分散颗粒对UHPC的28 d抗压强度影响也各不相同,采用粉煤灰和十二烷基三甲氧基硅烷制备的自分散颗粒提高了UHPC的28 d抗压强度,其他自分散颗粒降低了28 d抗压强度。