研究了钢渣微粉替代石英粉对超高性能混凝土(UHPC)性能的影响。结果表明:水胶比分别为0.18、0.19的UHPC试件的28 d抗压强度均在120 MPa以上,且水胶比为0.19的UHPC的工作性更好,流动度为195 mm;钢渣微粉替代石英粉对UHPC试件的抗压强度无明显影响;在钢渣微粉掺量为100%的情况下,控制水胶比为0.20、水灰比为0.35、胶砂比为1.63时,可配制28 d抗压强度为147.5 MPa的UHPC。

为研究盐渍土腐蚀环境下混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能,根据兰州市地下水及地下土壤侵蚀离子浓度,制备了4500 mg/L的MgSO4侵蚀溶液,对不同水胶比(0.25、0.35、0.45)及不同粉煤灰掺量(15%、30%、45%)的普通混凝土进行室内长期浸泡侵蚀试验,采用相对质量评价参数ω1与相对动弹性模量评价参数ω2来评价混凝土试件被侵蚀的情况。结果表明:随着浸泡时间的延长,所有试件的ω1与ω2均呈先增大后波动式下降趋势;水胶比为0.35、粉煤灰掺量为30%时,混凝土的抗MgSO4侵蚀性能较好。

利用铁尾矿粉合成骨料取代天然骨料制备了新型透水混凝土,通过正交试验研究了合成骨料取代率对透水混凝土抗压强度和透水性能的影响。结果表明:随着合成骨料取代率的增加,混合骨料的表观密度增大、堆积密度降低、吸水率提高、空隙率增大;当水胶比为0.28~0.32时,透水混凝土的28 d抗压强度为20.0~33.6 MPa,透水系数为1.8~6.0 mm/s,符合路面面层和基层铺装的要求。

研究了超轻泡沫混凝土结构断层成因及抑制措施。结果表明:水胶比、浆体温度、速凝剂和纤维掺量对超轻泡沫混凝土中结构断层的形成有重要影响;通过改善发泡浆体的性能、优化水温及速凝剂掺量来平衡料浆的发泡速率和凝结硬化速率、添加纤维来提高多孔结构抵抗内应力的能力,均能有效解决超轻泡沫混凝土结构断层问题;适宜的技术参数为:水胶比控制在0.885~0.965之间,水温设定为30℃,速凝剂掺量为6.0%,纤维掺量不低于0.75%。

采用正交试验法研究了水胶比、矿粉掺量、纤维掺量和种类对不同配合比纤维增强水泥基复合材料抗折强度、抗压强度和稠度的影响。结果表明:当水胶比为0.25,矿粉掺量为胶凝材料的15%,PVA纤维体积分数为1.5%时,所制备的纤维增强水泥基复合材料的综合性能最优,28 d抗折强度为13.84 MPa,28 d抗压强度为100.10 MPa,稠度为75 mm。

为改善环形UHPC制品离心成型质量问题,试验研究了水胶比、钢纤维掺量、减水剂、骨料掺量等因素对环形UHPC制品离心成型质量的影响。试验室研究结果表明:单掺细骨料UHPC制品随着水胶比的增大,其壁厚不均匀度也随之增大,制品离心成型难度也越大;双掺细骨料UHPC制品随着水胶比的增大,其壁厚不均匀度基本呈现先减小后增大的趋势;适宜双掺细骨料UHPC制品离心成型的水胶比范围比单掺细骨料UHPC制品的大;减水剂用量宜为1.2%~1.5%,当减水剂用量超过2.0%时,制品无法成型;含粗骨料UHPC制品的水胶比范围宜为0.16~0.17,钢纤维掺量与粗骨料体积含量呈反比关系,骨料的掺加能防止钢纤维“跑偏”,减少钢纤维集中分布在最外层现象的发生;采用离心成型工艺,单掺细骨料UHPC制品的混凝土坍落度宜控制在90~150 mm,双掺细骨料UHPC制品的混凝土坍落度宜控制在120~180 mm。

基于回弹率、强度和耐久性的要求,进行了胶凝材料用量、水胶比及砂率对喷射混凝土性能影响的试验研究。结果表明:水胶比影响着喷射混凝土的内聚力和黏附力,是影响回弹率的最主要因素;受工作性和施工工艺的影响,胶凝材料用量是影响喷射混凝土1 d和28 d抗压强度的主要因素;当胶凝材料用量为540 kg/m3、水胶比为0.38、砂率为50%、硅灰掺量为15%时,可制备出回弹率为8.2%,28 d抗压强度为71.2 MPa,电通量为133 C,抗冻等级大于F300,28 d碳化深度为2 mm的高性能喷射混凝土。

对陶粒、陶砂进行预湿处理,并将其用于配制高强硅酸盐陶粒混凝土,研究了水胶比、漂珠掺量、陶砂取代率对高强硅酸盐陶粒混凝土性能的影响。结果表明:预吸水陶粒、陶砂具备改善界面性能、内养护等多重作用,可有效提高轻骨料混凝土的强度;水胶比是决定轻骨料混凝土强度的关键因素,随着水胶比的降低,轻骨料混凝土的强度增长明显;减重材料如漂珠应谨慎使用,使用时应设置合理的应用区间,避免轻骨料混凝土中的水分含量出现较大波动。

以广东某隧道工程为例,研究了水胶比、矿物掺合料和砂率对混凝土早期抗压强度、抗渗性能、抗氯离子渗透性能和抗溶蚀性能的影响。结果表明:随着水胶比的减小,混凝土早期抗压强度、抗渗性能、抗氯离子渗透性能和抗溶蚀性能均提高;掺入适量的矿物掺合料降低了混凝土的早期抗压强度和抗渗性能,但提高了混凝土的抗氯离子渗透性能和抗溶蚀性能;随着砂率的增加,混凝土的早期抗压强度先降低后提高,抗渗性能、抗氯离子渗透性能、抗溶蚀性能提高,最佳砂率为45%;综合对比得到了各因素对混凝土抗溶蚀性能的提高效果为:水胶比>矿物掺合料>砂率。

基于搅拌站的实际生产原材料,通过水胶比、目标孔隙率和掺合料掺量进行了正交试验设计,分析了各因素对透水混凝土有效孔隙率、透水系数和抗压强度的影响。结果表明:各因素对透水混凝土性能的综合影响顺序为:目标孔隙率>水胶比>掺合料掺量,性能最优的组合为:水胶比0.25、目标孔隙率20%、掺合料(粉煤灰+矿粉)掺量12%+12%。可为搅拌站透水混凝土的生产研究提供参考。