从压力、温度、含气量、气泡聚并等角度研究了泵送条件下混凝土工作性变差的原因,提出了相应的解决方案。研究结果表明:在有效减水剂不足的情况下,泵压力可促使浆体发生稠化;含气量损失不是混凝土经泵稠化的原因;气泡排液和聚并会使混凝土经泵稀化;在缓释型聚羧酸减水剂掺量较高的情况下,经泵温升可促使浆体发生稀化;通过调整减水剂组分和掺量可有效缓解泵送条件下混凝土流动性变差的问题。

研究了PP纤维、镀铜钢纤维和钢-PP混杂纤维对自密实混凝土工作性及冻融前后力学性能的影响,并探讨了冻融作用对纤维混杂增强效应系数的影响。结果表明:PP纤维对自密实混凝土工作性的影响大于钢纤维;未掺纤维的空白组经300次冻融后,其质量损失率及相对动弹性模量损失分别达到4.23%、34.8%,表观质量劣化严重;冻融作用对试件抗折强度影响最大,其次是动弹性模量和抗压强度;纤维的掺入能有效提高混凝土的抗冻性能,但钢纤维对表观质量的改善作用小于PP纤维;混杂纤维抗冻融能力明显高于单掺纤维组和空白组,纤维混杂增强效应随冻融循环次数的增加而降低。

制备了不同建筑垃圾再生微粉取代率的泡沫混凝土,研究了再生微粉取代率对泡沫混凝土流动度、抗压强度、导热系数、干燥收缩值和吸水率的影响。结果表明,随着再生微粉取代率的增加,泡沫混凝土流动度减小;掺加再生微粉明显降低泡沫混凝土的抗压强度;再生微粉取代率对各密度级泡沫混凝土的导热系数影响不明显;随着再生微粉取代率的增加,各密度级泡沫混凝土的干燥收缩值、吸水率逐渐增大,且其对低密度级泡沫混凝土的吸水率影响更加显著。

为探究HCSA膨胀剂掺量对水泥砂浆的影响,试验设计制作了6种HCSA膨胀剂掺量的水泥砂浆试块。对水泥砂浆的工作性、力学性能和收缩性能进行了测试,并通过扫描电子显微镜(SEM)观察其微观结构。研究结果表明:掺入膨胀剂能够减少水泥砂浆的初凝时间和流动度;掺入8%~10%的膨胀剂可以有效补偿水泥砂浆的自收缩;随膨胀剂掺量的增加,其抗压强度和抗折强度均呈先增加后减小的趋势;SEM结果表明,掺量4%的HCSA膨胀剂可以使水泥砂浆的微观结构得到优化。

通过使用机制砂替代天然砂进行免蒸压管桩混凝土配制试验,主要对比了不同品质机制砂取代天然砂对管桩混凝土拌和物工作性、力学性能、耐久性能以及桩身抗弯性能的影响,探讨了高品质机制砂在免蒸压管桩混凝土中应用的可行性。结果表明,采用高品质机制砂制备的混凝土拌和物具有较好的和易性,能够满足免蒸压管桩的生产工艺要求。同时,采用高品质机制砂生产的管桩桩身结构性能也满足相关标准要求。

为研究玻璃粉和钢渣协同使用对自密实混凝土力学性能的影响,分别以20%、30%和40%的玻璃粉替代水泥,40%、60%和80%钢渣替代细骨料,制备了9种不同配合比的自密实混凝土试件,通过坍落度试验、J型环试验、V型漏斗试验和L型仪试验测试了新拌自密实混凝土的工作性,并分析了硬化后自密实混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度和弹性模量。结果表明,当玻璃粉和钢渣协同使用时,可以显著提高钢渣替代细骨料的比例,替代比例高达80%;自密实混凝土的和易性随着玻璃粉含量的增加而增大,随钢渣掺量的增加而减小;抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度和弹性模量随钢渣掺量的增加而增加,随玻璃粉掺量的增加逐渐减小。自密实混凝土中钢渣和水泥的最佳掺量分别为80%和20%。

利用工程所用原材料,进行了强度等级为SCC35自密实混凝土配合比设计,且验证了其穿越密集钢筋能力,并应用于某输变电工程主变基础的现场实际构件浇筑。结果表明,选择合理原材料及配合比,采用合适的施工方法,能获得输变电工程所需自密实混凝土,免振捣可降低工人的劳动强度及降低噪音,更适用于钢筋密集构件。

为了将工业副产品锂渣应用到混凝土中,试验分析了锂渣的物相成分和化学成分,先将锂渣单掺取代水泥,再将锂渣分别与矿渣、粉煤灰双掺进行混凝土试验,研究了锂渣对混凝土工作性能、力学性能、耐久性的影响。结果表明锂渣在混凝土中等量取代5%~15%的水泥后,混凝土和易性良好,但其掺量大于20%时,随着锂渣掺量的增大混凝土黏稠度增大。粉煤灰与锂渣双掺工作性好于锂渣与矿粉双掺,锂渣的活性被充分激发,掺合料的叠加效应充分发挥。在耐久性方面,锂渣掺量越高,抗裂性越差;双掺锂渣与粉煤灰的抗碳化性能等级属于Q-Ⅳ,随着养护龄期的增加,抗碳化性能增加;固定粉煤灰掺量为10%,锂渣掺量在5%~10%的混凝土完全满足KS30的等级要求。

将总功效系数法运用于评价大气环境下再生高性能混凝土(HPRC)抗碳化性能的指标体系。该方法以混凝土结构抗碳化性能和抗渗透性作为长期性能的主要设计指标,用碳化深度和氯离子渗透系数进行考核;短期性能用混凝土的工作性与强度评价,工作性以坍落度与扩展度为考核指标,强度则根据结构受力状态选择抗压强度或抗折强度为考核指标。将以上四个性能指标做归一化处理后融为一个整体指标,即总功效系数,作为HPRC基于抗碳化性能的设计指标。在此基础上,给出了配合比设计流程与实用设计表达式。

利用脂膜石灰、硬石膏、粉煤灰和自制塑性膨胀体为主要原料制备一种复合膨胀剂,测试不同膨胀剂配比对所配制灌浆料的工作性、膨胀性和耐久性的影响。结果表明,自制塑性膨胀体效果显著,3h内浆体可产生预期的塑性膨胀;石灰对体系中硬石膏和塑性膨胀体具有良好的激发作用,形成的钙矾石-氧化钙复合膨胀源可作为水泥基灌浆材料的稳定膨胀源。同时,制备的灌浆材料工作性、力学性能和耐久性能优异,碱含量低,有利于抑制碱-集料反应的发生。