分别设计了普通混凝土和超高性能混凝土(UHPC)的配合比,研究了振动搅拌和普通搅拌对混凝土性能的影响。结果表明:对于C30和C40普通混凝土,振动搅拌可以明显提高其工作性,而对于C50普通混凝土,振动搅拌对工作性的提高有限;振动搅拌能稳定提高普通混凝土的匀质性和抗压强度;振动搅拌能明显提高UHPC的工作性,改善纤维团聚现象,但不能保证纤维的乱向分布;振动搅拌可以提高UHPC的抗压强度,降低其抗折强度。

分别研究了矿物掺合料(粉煤灰、矿渣)、养护方式对普通混凝土比强度的影响;陶粒、橡胶颗粒、聚苯颗粒对轻骨料混凝土比强度的影响以及陶砂、钢纤维对(超)高强混凝土比强度的影响。结果表明:适量掺入矿渣,普通混凝土28 d的比强度提高更大;轻骨料混凝土的比强度分别随陶粒、橡胶颗粒、聚苯颗粒取代率的增加而降低,其中,陶粒对轻骨料混凝土比强度的不利影响相对较小;当掺入1.5%的钢纤维和18%的陶砂时,(超)高强混凝土的比强度提升幅度最大。

采用普通硅酸盐水泥、矿粉、粉煤灰为胶凝材料,制备了C25、C30、C40普通水泥混凝土试件,研究了该混凝土的劈裂抗拉强度、抗压强度、弹性模量、碳化深度以及氯离子扩散系数,并与以海工水泥为胶凝材料制备的海工混凝土相关性能进行了对比。结果表明:当胶凝材料用量相同时,所制备的普通水泥混凝土基本达到海工混凝土的相关性能要求,可用于海洋围垦环境下相关混凝土工程。

设计制作了5根后浇自密实混凝土拼接叠合梁,预制部分用C30普通混凝土,后浇部分用C30自密实混凝土;同时设计了1根用C30普通混凝土浇筑的整浇梁作为对照梁。通过抗弯性能试验,得到了试验梁的跨中挠度、裂缝发展规律和破坏特征。结果表明:拼接叠合梁的受弯破坏形态与对照梁类似,均为适筋破坏;增大拼接叠合面的粗糙度可以提高拼接叠合梁的抗弯承载力,但抗弯承载力与粗糙度不成正相关关系,这与预制部分混凝土中的粗骨料粒径和级配有关;采用箍筋加密和拼接叠合面插筋的方式均可以保证拼接叠合梁的抗弯承载力。

通过劈裂抗拉强度试验研究了普通混凝土(NC)强度等级和界面处理方式对混杂纤维活性粉末混凝土(HFRPC)与NC界面黏结性能的影响。结果表明:与凿毛、露骨料、切槽界面处理方式相比,植筋HFRPC-NC试件的劈裂抗拉强度最高,为NC试件破坏强度的1.15~1.22倍,且破坏模式为延性破坏;对于界面粗糙度不同的凿毛、露骨料、切槽三种界面处理方式,HFRPC-NC试件的劈裂抗拉强度可达NC试件破坏强度的70%~92%,且劈裂抗拉强度随界面粗糙度的增大而增大;HFRPC-NC试件的劈裂抗拉强度随NC强度等级的提高而增大。

为了探究附加钢筋对改性活性粉末混凝土(MRPC)-普通混凝土(NC)结合面性能的影响,采用正交试验对9组试件进行了极差分析,研究了附加钢筋配筋率、锚固长度、弯钩形式对MRPC-NC结合面性能的影响,并设置了2组无附加钢筋和同配筋率不同钢筋根数的试件作为对照组。结果表明:附加钢筋可有效提高结合面的黏结性能,试件破坏形式由结合面开裂破坏转变为混凝土破坏;通过试验结果和理论分析提出了开裂荷载计算公式,可为MRPC装配式增强节点设计提供参考。

对普通混凝土、石屑特细砂混凝土和再生骨料混凝土分别进行了基本性能试验研究,包括塑性混凝土性能、硬化混凝土力学性能和耐久性。试验结果表明,石屑特细砂混凝土和再生骨料混凝土具有较好的力学性能和耐久性,但碎屑特细砂混凝土的收缩值相对较大。

为研究西部氯盐渍土地区混凝土中氯离子结合能力,采用高浓度氯化钠溶液,进行了混凝土长期浸泡试验,对混凝土中结合氯离子含量分布规律、结合氯离子含量与自由氯离子含量的关系、氯离子结合能力随扩散深度和浸泡时间的变化规律,以及环境对氯离子结合能力的影响进行了研究。结果表明,结合氯离子含量沿扩散深度呈现出先增长后降低的规律,存在含量峰值,在同一扩散深度处,约为自由氯离子含量的56%。氯离子结合能力试验值沿扩散深度和浸泡时间呈波动变化规律,其值明显高于其他氯离子环境,受环境影响明显。

阐述了废橡胶粉在普通混凝土、沥青混凝土、防水材料以及其他建筑材料中的应用现状,建议今后逐步建立橡胶粉利用的主导地位,并大力加强其在建材领域的应用研究和推广工作。

对普通混凝土、大掺量矿渣粉混凝土和大掺量钢矿渣复合粉混凝土分别进行了基本性能试验研究,包括塑性混凝土性能、硬化混凝土力学性能和耐久性。试验结果表明,大掺量钢矿渣复合粉混凝土具有早期强度高、塑性收缩和干缩低、耐久性好等特点。