对新版JGJ 55—2011《普通混凝土配合比设计规程》中的一些重要的修订内容进行了阐述,并提出了在配合比设计过程中应考虑和控制的要点。对于单位体积混凝土中胶凝材料用量最大限量、矿物掺合料的掺入比例以及大体积混凝土的防裂问题提出了自己的观点。

选取水玻璃、丁苯胶乳和乳化沥青三种辅助胶凝材料,分别等质量替代橡胶混凝土中5%、10%、15%和20%的水泥,测定各组试件的表观密度、抗压强度、冲击强度和拌合物坍落度。结果表明:丁苯胶乳或乳化沥青掺量为5%时,橡胶混凝土的综合性能最优,坍落度和抗压强度均得到改善;丁苯胶乳提高橡胶混凝土坍落度的效果较好,乳化沥青提高抗压强度的效果较好;水玻璃则不宜作为辅助胶凝材料掺入橡胶混凝土中。

选取水淬高炉矿渣为主要原料,石灰加脱硫石膏为复合激发剂,添加少量氯化钙制成全尾砂新型胶凝材料,以其完全取代矿山胶结充填中使用的胶结剂水泥。采用设计4因素3水平的正交试验,考察了石灰、脱硫石膏及氯化钙添加量对全尾砂新型胶凝材料充填体强度的影响,获得了制备全尾砂新型胶凝材料充填体28d强度的最佳配合比。结果表明,全尾砂新型胶凝材料充填体在最佳配合比条件下28d的单轴抗压强度为2.944MPa,是相同条件(浓度、胶砂比、龄期)下42.5R水泥胶凝材料充填体强度的7.5倍,可以取代水泥作为全尾砂胶结剂。

利用工业副产品石膏与煤矸石复合制备石膏基绿色胶凝材料,检测了复合胶凝材料的物理力学性能,并借助XRD、SEM等测试手段分析了试件微观性能。结果表明,煤矸石的掺加对复合胶凝材料具有重要影响,综合考虑各项因素,认为掺加10%煤矸石粉能够制备出性能优良的复合胶凝材料。

介绍了港珠澳大桥澳门口岸管理区大型多层停车库薄壁清水混凝土配制技术。通过建立新拌混凝土性能量化参数,试验验证了胶凝材料用量、水胶比、矿粉、外加剂等对清水混凝土性能的影响。根据确定的性能量化参数及试验方法进行了薄壁结构清水混凝土性能配合比设计。验证结果表明,所配置的清水混凝土均符合项目中对薄壁清水混凝土性能的要求。

研究了实验室破碎废弃混凝土过程中产生的再生微粉的性能,并将再生微粉以不同比例掺入水泥净浆、砂浆及混凝土中,研究其影响规律。结果表明,再生微粉具有潜在活性,可以替代水泥胶凝材料;随着再生微粉取代率的增加,水泥净浆标准稠度用水量增加、凝结时间延迟,水泥胶砂流动度减小;当再生微粉取代率大于20%时,砂浆强度降低明显;当再生微粉取代率为20%时,混凝土各龄期强度均为最高,其28 d抗压强度达到48.16 MPa;随着水化龄期的增加,各取代率下的强度比差异越来越小,再生微粉混凝土后期强度增长较快。

利用以高炉水淬矿渣为主要原料的胶凝材料试验制作了人工鱼礁,并初步评价了人工鱼礁的实际应用效果。通过配比优化实验,最终选定材料配比为矿渣(80%):石膏(10%):水泥熟料(10%):减水剂(1%),胶砂试块3d抗压强度40MPa,28d抗压强度60MPa以上,满足人工鱼礁强度要求,同时,制作出的鱼礁海洋相容性良好,有大量水生生物附着。

研究了钼尾矿的粉磨特性。利用钼尾矿替代水泥制备胶凝材料,研究了尾矿掺量、尾矿粒度、水胶比对发泡水泥力学性能和干密度的影响。试验结果表明,钼尾矿的易磨性远优于矿渣;掺尾矿发泡水泥的适宜配合比为:水泥掺量90%,尾矿掺量10%,粉磨时间80min,水胶比0.52。此条件下制备的保温材料28d龄期时,抗压强度和干密度分别为0.47MPa和242kg/m3。

研究了不同来源重金属元素在混凝土中的浸出性,从胶凝材料、骨料和外加重金属元素三方面阐述重金属元素的浸出性。结果表明,纯水泥、水泥与粉煤灰质量比为7∶3、水泥与矿粉量比为7∶3三种胶凝体系中的重金属浸出率低,其中,纯水泥浆体中检测不到重金属离子的浸出;所选四个地区的天然粗骨料和六个地区的天然细骨料中的重金属含量和重金属浸出性各有差异,其中Pb和Zn相对含量及浸出率较高;而骨料中重金属的浸出率极低,Zn的相对浸出率较高;水泥净浆中外掺六种可溶性重金属盐或重金属氧化物表现出不同的重金属浸出性,外掺重金属氧化物,净浆的重金属浸出率较低,而外掺可溶性重金属盐,水泥净浆的重金属浸出率相对较高。

采用硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、硅灰、矿粉等胶凝材料配制不同类型的水泥砂浆,对其抗酸腐蚀性能进行了研究。将砂浆浸泡在pH值为2的硫酸溶液中进行腐蚀,测试特定腐蚀龄期的质量损失、强度损失、腐蚀深度等指标,评价砂浆的抗酸腐蚀性能。结果表明,硅酸盐水泥系列砂浆的抗酸腐蚀性能优于硫铝酸盐水泥系列砂浆,矿粉、硅灰双掺的硅酸盐水泥砂浆抗酸性能最好。