考察了3种配合比的钢纤维增强超高性能混凝土/超高性能混凝土(UHPSFRC/UHPC)抗压强度的尺寸效应,分析了试件尺寸、试件形状、养护制度、龄期等因素对抗压强度的影响,探讨了以小尺寸试件替代标准试件测试UHPSFRC/UHPC抗压强度的可行性。研究结果表明:不同尺寸和形状试件的抗压强度存在线性相关性,且强度修正系数宜根据强度等级予以分段考虑;圆柱体试件的抗压强度普遍低于立方体试件;掺与不掺钢纤维对抗压强度尺寸效应影响较大。

研究了水胶比和矿物掺合料掺量对超高性能混凝土(UHPC)工作性的影响,分析了砂种类对UHPC力学性能的影响。结果表明:增大水胶比、矿渣粉掺量、粉煤灰掺量均可改善UHPC的工作性,而增大硅灰掺量会降低UHPC的工作性;掺入1%的钢纤维可显著提高UHPC的力学性能;海砂、江砂取代石英砂会使UHPC的抗压强度和抗折强度均有不同程度的降低,机制砂取代石英砂会使UHPC的抗压强度增加、抗折强度降低。

研究了不同规格及掺量的钢棉对超高性能混凝土(UHPC)工作性和力学性能的影响。结果表明:钢棉的掺入降低了UHPC的流动性和抗拉性能,但合适规格及掺量的钢棉可显著提升UHPC的抗压强度和抗折强度。

利用物理、化学、高温方式对再生砖粉进行了活性激发,测试其活性指数,并研究了活性最高再生砖粉的取代率对超高性能混凝土(UHPC)抗压性能、抗折性能和劈裂抗拉性能的影响。结果表明:物理、化学、高温方式均有助于激发再生砖粉的活性,其中,球磨45 min再生砖粉的活性最高,为71.4%;再生砖粉UHPC的力学性能与再生砖粉取代率呈负相关;当再生砖粉取代率为10%时,再生砖粉UHPC的力学性能接近基准组。

依托实际工程,分析了超高性能混凝土(UHPC)材料特性,研究了UHPC预制桥面板模板制作、UHPC拌合、钢纤维分散、蒸汽养护等生产工艺,并进行了工程应用,结果表明,采用上述生产工艺生产的UHPC预制桥面板的外观质量、尺寸偏差、力学强度均满足设计要求。

研究了钢渣粉替代部分水泥对超高性能混凝土(UHPC)性能的影响,验证了利用钢渣粉部分替代水泥制备生态型UHPC的可行性。结果表明:随着钢渣粉替代量的增加,UHPC的工作性得到改善;当钢渣粉替代量为200 kg/m3时,UHPC的密实度达到最大,且此时UHPC的抗压强度和抗氯离子渗透性能仍保持较好水平;随着钢渣粉替代量的增加,UHPC对生态环境的负面影响逐渐变小。

超高性能混凝土(UHPC)在拥有超高力学性能的同时普遍存在流动性较差的问题。为了寻求二者之间的平衡,首先通过单因素试验分析了石英砂掺量、粉煤灰掺量、减水剂掺量和钢纤维掺量对UHPC流动性及抗压强度的影响,其次利用正交试验得出了各因素对UHPC流动性及抗压强度影响的主次顺序,确定了最优配合比。结果表明:当石英砂掺量为32%(机制砂掺量为68%)、粉煤灰掺量为15%、减水剂掺量为0.39%、钢纤维掺量为2%时,配制出的UHPC工作性和力学性能良好,并成功应用于某高架桥维修加固工程中。

国内高速铁路32 m简支箱梁均采用整孔运输、架设施工,简支梁向更大跨度发展需解决梁重增加这一主要矛盾。超高性能混凝土(UHPC)材料是一种新型纤维增强水泥基复合材料,用其建造桥梁可以减小结构尺寸。为实现铁路大跨度简支梁整孔运架技术,对24 m UHPC简支箱梁的主要构造进行了设计计算,并结合24 m UHPC试验梁的制作提出了主要施工工艺要求。结果表明,高速铁路UHPC简支箱梁理论计算可行,可推广至更大跨度简支梁的建造实践;结合结构受力要求宜选用水胶比较高的UHPC材料;UHPC箱梁的模板应设计为内模可伸缩体系以适应材料收缩变形较大的特点。UHPC节段蒸养应严格按照升温、恒温、降温三个阶段蒸养。

研究了不同钢纤维体积分数(0、2%、3.5%)的超高性能混凝土(UHPC)在密封养护条件下的线性收缩量、温度变化以及水化放热速率随时间的变化规律。结果表明,超高性能混凝土的自收缩过程可以分为四个阶段,分别由温度和湿度控制,且与温度变化以及水化放热数据匹配良好;钢纤维的掺入不改变收缩发展阶段也不改变各阶段的持续时间,但随着钢纤维掺量的提高,有效抑制了UHPC收缩发展程度;通过MANGAT&AZARI纤维收缩抑制模型模拟UHPC自收缩变化,与实测数据的匹配度良好。

介绍了采用超高性能混凝土(UHPC)材料制作异形多曲面家居座靠椅的工艺方法,填补了家居行业中采用水泥基无辐射无毒材料制作实用家具的国内空白,此类家居具备超强的耐久性、艺术性、环保性以及极高的性价比,能满足广大消费者对高品质的个性化需求。