基于正交设计方法,在水胶比为0.3的条件下,研究了0、20%、40%的粒化高炉矿渣(GGBFS)和0、1.5%、3.0%、4.5%的CaSO4对高强混凝土凝结时间、收缩性能的影响,并采用XRD分析了水化过程。结果表明,掺入GGBFS和CaSO4能缩短凝结时间;复掺20%GGBFS和CaSO4的高强混凝土抑制自收缩效果优于复掺40%GGBFS和CaSO4的高强混凝土;复掺40%GGBFS和4.5%CaSO4能有效降低高强混凝土的干燥收缩性能。XRD结果表明,掺入GGBFS和CaSO4有利于水泥的水化反应,促进水化产物的生成。

以硫酸盐侵蚀环境中混凝土抗压强度损失为评价指标,结合压汞测孔技术,研究了静养时间、升温速度、恒温时间和恒温温度等蒸养参数对高强混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响。研究结果表明,与标准养护相比,蒸养可导致混凝土抗硫酸盐侵蚀性能明显劣化;静养时间的延长对高强混凝土抗硫酸盐侵蚀性能有明显的改善作用,而过快的升温速度、较长的恒温时间及较高的恒温温度均对混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能有不利影响。

采用周期浸泡和喷淋法,模拟广东地区酸雨环境,考虑矿物掺合料品种和掺量的影响,研究桥梁用C50高强混凝土在酸雨侵蚀条件下性能的变化规律。结果表明:从C50高强混凝土抗酸雨侵蚀能力来看,粉煤灰与矿渣双掺效果优于粉煤灰单掺和矿渣单掺,且粉煤灰与矿渣双掺掺量为25%时,为实验最佳掺量。

采用自行改进的集中约束平板法测试系统,研究了粉煤灰、矿渣微粉及硅灰等矿物掺合料对低水胶比高强混凝土出现塑性裂缝的初始开裂时间、24h内最大裂缝宽度和裂缝总面积的影响。结果表明:粉煤灰的掺入能有效抑制低水胶比高强混凝土的塑性开裂,推迟裂缝出现的初始开裂时间,减小最大裂缝宽度和裂缝总面积;矿渣微粉的掺入在低掺量下对低水胶比高强混凝土的塑性开裂有一定的抑制作用,但在高掺量下有增大低水胶比高强混凝土塑性开裂的趋势;硅灰的掺入加剧了低水胶比高强混凝土的塑性开裂,表现为出现塑性裂缝的初始开裂时间提前和裂缝总面积的增大。

研究了聚丙烯纤维掺量及长度对混凝土抗压强度的影响,结果表明,当聚丙烯纤维的长度为8mm时,所配制的混凝土强度最高。当聚丙烯纤维掺量小于0.5kg/m3时,高强混凝土抗压强度有所增加;而当聚丙烯纤维掺量高于0.5kg/m3时,高强混凝土抗压强度开始降低。

以原料形态为石灰石和卵石的两种机制砂作细骨料,通过配合比设计,研制出了C60、C80、C100机制砂高强混凝土,研究了机制砂原料形态以及不同石粉含量(3%、5%、7%、10%)对高强机制砂混凝土工作性能和抗压强度的影响。结果表明,机制砂原料形态对高强机制砂混凝土工作性能和抗压强度影响较为显著;石粉含量对高强机制砂混凝土工作性能影响较大,对强度影响较小;石粉含量小于等于7%时,两种原料形态的高强机制砂混凝土均具有良好的工作性能与力学性能,满足结构设计要求,研究结果可为工程实际应用提供参考。

为研究高强混凝土配合比优化设计,采用矿渣粉和微硅粉两种高活性矿物掺合料以及高效减水剂等“三掺”技术,通过对掺合料用量优化及减水剂配方调整,进行了多次试验、分析、比选,确定了混凝土最佳配合比,配制出工作性和抗裂性好、力学性能优以及耐久性强的高强混凝土,从而满足工程设计和施工要求,更好地保证工程质量。

基于混凝土的细观损伤机制和损伤本构关系模型,推导了高强混凝土轴压弹塑性本构关系,结合已有研究成果,通过对初始弹性模量、峰值应变等模型关键参数进行综合分析,建立了基于混凝土轴心抗压强度参数的计算方法,所得应力-应变关系(含残余变形)既可用于单调加载,也适用卸载后再加载,可与已有的普通混凝土轴心抗压本构关系相协调,与试验结果相比较,预测结果与实际值吻合良好。

通过将氧化钙-硫铝酸钙(CA)膨胀剂与MgO膨胀剂复配获得了一种多膨胀源膨胀剂,并试验研究了掺该膨胀剂高强混凝土的抗压强度、限制膨胀率及自由体积变形性能。结果表明:掺入该多膨胀源膨胀剂等量替代水泥对混凝土的抗压强度会造成一定程度的下降,但影响程度较小;在前期水养条件下,掺多膨胀源膨胀剂的混凝土其膨胀速率先增大后减小,28 d转干养条件下,其膨胀会出现回落,但混凝土仍处在膨胀状态。自由变形试验中,掺多膨胀源膨胀剂的混凝土在密封养护条件下,先后经历了"膨胀-收缩-再膨胀"三个变形阶段;而干燥养护条件下,则先后经历了"收缩-膨胀-再收缩-再膨胀"四个变形阶段。

以阿联酋阿卡扎比萨姆斯项目C80混凝土配比设计与试验研究为例,叙述了高强混凝土配比设计的方法、步骤及问题处理方法。