测试了水泥基砂浆的抗氟离子渗透性能及钢筋砂浆电极的极化电位,研究了不同阻锈剂、矿物掺合料对砂浆抗氟盐锈蚀性能的影响规律。结果表明,1.5%乙醇胺与0.5%三乙醇胺复掺,砂浆中钢筋表现出优异的抗氯盐锈蚀性能;掺入20%矿渣粉及10%粉煤灰,砂浆抗氯离子渗透性能优于其它各组;乙醇胺、三乙醇胺作复合阻锈剂,同时复掺矿渣粉、粉煤灰掺合料,复合砂浆的抗氯盐锈蚀性能最佳,且对力学性能无明显影响,适用于锈蚀混凝土结构的修复。

通过分析阳极极化电位-时间曲线、Cl^-固结能力、水泥净浆的pH值来研究煅烧水滑石(CLDH)对海水海砂混凝土护筋性的影响,并与矿渣和粉煤灰进行比较。此外,还研究了煅烧水滑石对海水海砂混凝土力学性能的影响。结果表明,煅烧水滑石、矿渣、粉煤灰单掺掺量分别为6%、50%、20%时,海水海砂混凝土护筋性较好,Cl^-固结能力较好。护筋性与Cl^-固结能力呈现出良好的相关性。矿物掺合料掺量越高,水泥净浆pH越低;煅烧水滑石掺量越高,水泥净浆pH越高。改善海水海砂混凝土护筋性的能力依次为煅烧水滑石>矿渣>粉煤灰,矿物掺合料对护筋性的影响十分有限。煅烧水滑石降低海水海砂混凝土的3d强度,但可增加海水海砂混凝土28d强度。

将矿粉、粉煤灰、垃圾焚烧飞灰、垃圾焚烧底渣以单掺或1:1二元复掺替代部分水泥后,配制掺合料混凝土,测定其力学强度和拉压比,并利用平板法研究比较各掺合料混凝土的早期抗开裂性能。研究表明,粉煤灰具有适当降低混凝土的脆性和抑制早期开裂的性能,而矿粉的作用与其相反;飞灰对混凝土的早期开裂性能极为不利,在飞灰中复合部分粉煤灰或矿粉,可大大改善混凝土的早期抗裂性能;底渣混凝土因强度太低早期未出现明显的开裂,但在底渣中引入部分矿粉或粉煤灰后,混凝土的抗压强度能比单掺底渣混凝土明显提高,同时该底渣基复合掺合料混凝土的抗裂性能优异。

基于北方寒冷地区海洋环境混凝土结构工程的技术要求,利用大掺量矿物掺合料(40%、50%)来改善混凝土内部的微观结构,提高其密实度,其中,硅灰的掺量为3%。分别制备了不同强度等级的海工混凝土,并研究了其抗Cl^-渗透性能、抗冻性指标及微观结构。结果表明,C45~C60海工混凝土的抗Cl^-渗透等级均在RCM-Ⅲ级及以上,性能优良;经300次冻融循环后,各系列海工混凝土的质量损失率最高为3.4%,相对动弹性模量最低为73%,完全满足了F300的海工混凝土抗冻性能要求。

利用钒钛磁铁尾矿经粉磨后制备的尾矿微粉,其活性指数低于粉煤灰和矿粉。使用比表面积约为450 m^2/kg的钒钛磁铁尾矿粉进行了C30强度等级混凝土试配及性能测试。试验结果表明,钒钛磁铁尾矿微粉的替代率在45 kg以下时,对混凝土的工作性、力学性能及体积稳定性影响不大,且长龄期混凝土强度增量较高。

采用紧密堆积理论优化出了超高性能混凝土(UHPC)胶凝材料体系各组分比例,通过掺加钢渣粉和复合膨胀剂配制出低水化热低收缩UHPC,并通过SEM分析了UHPC水化产物和界面黏结微观结构。结果表明,采用大掺量矿物掺合料优化胶材体系和骨料体系可制备出工作性良好、标养条件抗折强度达25.6 MPa、抗压强度达142 MPa的UHPC,绝热温升仅59.7℃,180 d干燥收缩率仅280×10-6。钢渣粉的掺入不仅能有效降低UHPC水化热,对抑制收缩也有一定作用。

选用合适的掺合料,采用正交法和最紧密堆积理论进行了超高性能混凝土(UHPC)基体的配合比实验,通过对力学性能检测,确定了UHPC基体的最优配合比,并在此基础上探究了钢纤维的掺量和掺入方式对UHPC性能的影响。试验结果表明,选用合适的掺合料,通过合适的配合比试验设计能配制出适于应用的UHPC。

通过大量试验研究了重庆地区混凝土用常见矿物掺合料的性能特点,并在其性能特点的基础上,研究了不同掺加方法对C60超高层泵送混凝土的强度、和易性、泵送性能以及含气量、压力泌水率及后期开裂等耐久性的影响。分析实验数据可知,影响其基本性能的因素主要有掺合料的种类、复掺方式、水胶比、骨料配比等。最终找到最佳复掺方式是粉煤灰、矿粉、硅灰以10:8:3的比例复掺,此时的C60超高层泵送混凝土的拌合物工作性能及后期耐久性最佳,具有较好的泵送施工性能,并通过了超高层泵送实际施工验证。

胶凝材料水化热是水工大体积混凝土的关键热学参数,直接影响水工混凝土的温控设计。本文采用热导式等温量热仪试验研究水泥基胶凝材料体系中各种掺合料对水泥水化放热过程的影响,结合其早期强度发展,探讨不同掺合料对水泥基胶凝材料体系早期放热过程和强度的影响规律,为大体积混凝土中掺合料的应用提供技术支撑。研究结果表明,选用的掺合料方案其早龄期水化放热量与对应的早期抗压强度有较好的线性相关,根据早期强度设计要求和水化热控制需要,优先考虑粉煤灰、矿渣粉单掺或者复掺方案。

研究了不同养护方式的PHC管桩混凝土耐硫酸盐侵蚀的情况。结果表明,不掺掺合料的混凝土经蒸汽养护后,其耐硫酸盐侵蚀的性能有所降低,而掺有磨细砂的混凝土经压蒸养护工艺后混凝土抗蚀系数较高,抗硫酸盐侵蚀性能良好。