采用水化热法测试了掺晶核型早强剂混凝土中水泥的早期水化程度,研究了水泥的水化程度与混凝土抗压强度之间的关系;建立了早期强度预测模型。结果表明:在相同配合比条件下,水泥的水化程度与混凝土早期强度基本呈线性关系;预测模型对混凝土早期强度发展的预测结果与试验结果吻合较好,相对于基准组,对掺晶核型早强剂混凝土的抗压强度预测精度更高,相关系数可以达到0.9971。

研究了不同硅灰掺量对超高性能混凝土(UHPC)拌合物性能、力学性能的影响,并通过水化程度、孔结构、界面黏结强度等测试方法探讨了硅灰对UHPC性能的提升机理。结果表明,掺入硅灰可从微观和细观层面促进水泥水化、优化孔结构、提升钢纤维与基体的黏结性能,从而提升UHPC的力学性能。当硅灰掺量在20%范围内时,提升效果随着硅灰掺量的增加而增大;当硅灰掺量超过20%时,硅灰的高需水量特性开始显现,使得UHPC拌合物的黏度大幅增加,不利于浇筑成型和气泡排出,使UHPC内部缺陷增多导致其抗压强度下降;硅灰在UHPC中的推荐掺量为10%~20%。

采用自行研制的波纹管测试系统,测试超低水胶比水泥净浆的早期自收缩;并通过测试毛细管负压和水化程度,对自收缩结果进行分析,定性阐述超低水胶比水泥净浆的自收缩机理及规律。结果表明,当水胶比低于0.18时,水泥净浆的自收缩随水胶比的减小而降低;反之则增加;当水胶比为0.18(临界水胶比)时,水泥净浆的自收缩最大。硅灰可以很好地抑制超低水胶比水泥净浆的自收缩,当水胶比为0.15,硅灰掺量为5%和10%时,水泥基材料48h的自收缩分别降低了25.8%和56.3%。

根据共存于体系中水泥、活性物质水化反应中间物Ca(OH)2产生和消耗,研究其水化反应动力学特征,以此为基础计算在不同养护温度、养护时间及体系中粉煤灰量对水泥、活性物质的水化程度大小,并以此配比进行抗压强度试验。研究结果发现当养护温度低于40℃时,体系的水化程度与抗压强度均随着温度升高、龄期延长、粉煤灰量增加而提高;养护温度高于40℃时,体系水化程度随着温度升高,龄期延长而升高,尤其是15%粉煤灰掺量时水泥能够完全水化。高于40℃体系抗压强度随着温度升高而降低,随着龄期延长而增大,高温时体系水化程度和抗压强度变化趋势不同。