研究了减缩剂(SRA)掺量对超高性能混凝土(UHPC)抗压强度、抗折强度、自收缩和干燥收缩的影响。结果表明:随着减缩剂掺量的增加,UHPC的自收缩和干燥收缩显著降低,特别是早期自收缩减小效果更为明显,但同时会降低试件的抗压强度、抗折强度,且随着减缩剂掺量的增加,抗压强度不断降低。

研究了不同掺量锂渣的水泥浆体强度、自收缩和干燥收缩,并采用压汞法和扫描电镜分析了水泥浆体的微观结构。结果表明锂渣的掺入明显降低了水泥浆体的早期抗压强度、自收缩和干燥收缩,但后期抗压强度下降幅度降低,当锂渣掺量不超过15%时,锂渣可以提高水泥浆体的后期抗压强度。掺15%锂渣的水泥浆体120 d的孔隙率小于纯水泥浆体,且锂渣颗粒表面有大量水化产物生成。同时,锂渣的掺入明显降低水泥浆体10～50 nm的孔隙率,从而降低了水泥浆体的自收缩和干燥收缩。

结合重庆瑞安超高层项目对C60钢板剪力墙混凝土性能的要求,通过采用重庆当地机制砂与天然河砂混合的方式,并对胶凝材料进行优选,制备出满足工程设计要求的C60钢板剪力墙混凝土。结果表明,机制砂与河砂比例为5∶5时,混凝土的各项性能良好且经济合理;胶凝材料体系采用水泥、粉煤灰与硅灰组合较合理;掺入6%HCSA膨胀剂可以有效抑制混凝土的自收缩。

以自制的内埋式应变传感器作为早龄期混凝土体积变化的测量器件,在低温变温制度下测定高性能混凝土的热膨胀系数并把握其时变规律。利用等效龄期原理计算不同温度条件下不同龄期的热膨胀系数,进而对密封状态下高性能混凝土的早龄期体积变化成分加以分离,并初步考察自收缩的温度依存性。结果表明,内埋式应变传感器具有较高的应变测量精度和跟踪效果;低温变温制度下测定热膨胀系数的方法能有效控制自收缩的影响;考虑热膨胀系数的时变性情况下对体积变化应变成分分离的准确性更高;养护温度越高,自收缩发展越快且其量值越大。

以苏州滨湖新城地下空间工程中所用的C35、C40、C45三种强度等级的混凝土为研究对象,系统研究了新型CaO类膨胀抗裂剂对不同强度等级混凝土自收缩的补偿效果。结果表明,新型HME誖-Ⅴ混凝土高效抗裂剂对不同强度等级混凝土的自收缩均有明显的补偿作用,强度等级越低,补偿效果越好。

针对超高强混凝土水胶比小、自收缩大等特点,研究了不同膨胀源膨胀剂和多孔掺合料对超高强混凝土工作性能、力学性能和自收缩性能的影响。结果表明,膨胀源为Mg O的BTMG膨胀剂水化较慢,反应耗水少,晶体膨胀能大,掺BTMG超高强混凝土早期(3d)膨胀效果不明显,后期具有持续膨胀效果。预吸水的稻壳灰(RHA)和沸石粉(NZ)均能在养护后期释放水分,缓解混凝土内部湿度的降低,一定程度上弥补了混凝土自收缩,但RHA活性较NZ高,孔结构更为丰富,配制的超高强混凝土工作性能和强度损失小;BTMG与RHA复合后使用可将二者优势互补,提高混凝土体积稳定性和后期强度。

研究了复合水泥粉体压实体空隙率的变化规律,优化了混凝土胶材组分,并研究了胶料总量、水胶比对超高强混凝土工作性能和抗压强度的影响。在以上研究基础上,开展了沸石粉配制超高强高性能混凝土的试验研究。结果表明,微珠掺22%,硅灰掺8%,复合粉体空隙率最低,堆积密度最大;胶凝材料总量700kg/m3,水胶比0.16时,混凝土抗压强度最高,60d和90d抗压强度分别达146.5MPa和159.7MPa;掺4%沸石粉配制的超高强混凝土60d和90d抗压强度分别为136.7MPa和148.1MPa,比不掺沸石粉的混凝土抗压强度分别降低约4.7%和6.0%,降幅较小;混凝土3d和7d自收缩值分别为万分之0.91和万分之1.82,比不掺沸石粉的混凝土分别降低约21.6%和11.7%,降低混凝土的自收缩作用明显。