研究了凝胶型和颗粒型纳米SiO2的分散性和掺量对混凝土的抗压强度、抗碳化性能和抗氯离子渗透性能的影响。结果表明:同条件下,凝胶型比颗粒型纳米SiO2的分散性好;经过超声处理的比未超声处理的纳米SiO2的分散性要好,可以有效改善混凝土的后期抗压强度、抗碳化性能和抗氯离子渗透性能;在一定范围内,纳米SiO2的掺量越大,对混凝土的性能改善效果越明显。

利用脂膜石灰、硬石膏、粉煤灰和自制塑性膨胀体为主要原料制备一种复合膨胀剂,测试不同膨胀剂配比对所配制灌浆料的工作性、膨胀性和耐久性的影响。结果表明,自制塑性膨胀体效果显著,3h内浆体可产生预期的塑性膨胀;石灰对体系中硬石膏和塑性膨胀体具有良好的激发作用,形成的钙矾石-氧化钙复合膨胀源可作为水泥基灌浆材料的稳定膨胀源。同时,制备的灌浆材料工作性、力学性能和耐久性能优异,碱含量低,有利于抑制碱-集料反应的发生。

通过管桩在不同浓度腐蚀溶液中长期浸泡试验,研究了管桩的耐久性以及涂刷型水泥基渗透结晶型防水材料的有效性。研究结果表明,管桩强度较高、电量值较低,具有一定的抗氯离子渗透性能,在微腐蚀、弱腐蚀和中腐蚀环境中应用是可行的,在强腐蚀环境下不宜采用管桩;在管桩表面涂水泥基渗透结晶防水材料对强度影响不大,对提高抗氯离子渗透性能可能有一定作用。

研制了一种新型的建筑钢筋用聚合物防腐砂浆,并在实际工程中进行了应用。通过研究防腐砂浆的力学性能、抗氯离子渗透性能、抗渗性能以及其与钢筋的黏接强度等指标,来探究其在实际工程应用的实用性和可靠性。研究结果表明,该防腐砂浆不仅和易性好,操作简便,而且凝结硬化快,强度增长迅速,28d龄期的抗压强度为92.0MPa;同时其微观结构致密,具有很好的抗渗、抗氯离子渗透性能,且其与钢筋之间黏结能力较强。所研制的聚合物防腐砂浆在实际工程中得到了应用,其施工性能优异,有着较大的应用价值。

对新型建筑钢筋用聚合物防腐砂浆模拟海洋浪溅区环境腐蚀进行试验研究。采用自主研发的海洋环境模拟喷淋装置研究了防腐砂浆的力学性能、抗氯离子渗透性能以及与钢筋的黏接强度等指标,以探究其在恶劣海洋环境下的实用性和可靠性。研究结果表明,防腐砂浆强度增长迅速,28 d龄期的抗压强度为92.0 MPa;同时其微观结构致密,具有很好的抗渗、抗氯离子渗透性能,且与钢筋之间的黏结能力较强。

为了研究改性纳米SiO2有机成膜涂层对混凝土抗氯离子渗透性能的影响。选择氯化橡胶(CR)、丙烯酸(AA)、醇酸磁漆(AR)三种有机成膜涂料,制备出了6种改性和未改性纳米SiO2有机成膜复合涂层混凝土,并采用电通量方法对涂层混凝土进行抗氯离子渗透能力测试。试验结果表明:在不同涂层材料中掺入未改性纳米SiO2的掺量为1%、2%以及改性纳米SiO2的掺量为2%、3%时,成膜复合涂层混凝土的抗氯离子渗透性能最好,且改性比未改性纳米SiO2的改善效果要好。接触角测试结果表明:涂层混凝土的抗氯离子渗透能力与涂层的疏水能力之间存在正相关关系,即表面涂层的疏水性能越强,涂层混凝土的抗氯离子渗透性能越好。

分别以30%、40%、50%和60%的铁矿尾矿细砂取代天然砂,并复掺矿渣微粉和粉煤灰,配制了C20、C30和C40预拌混凝土,试验研究了混凝土和易性、强度和抗氯离子渗透性等性能。结果表明,以30%、40%和50%铁矿尾矿细砂取代天然砂的各强度等级混凝土和易性均能满足要求;在60%取代率时,混凝土和易性较差,但强度仍能满足要求;50%取代率时,混凝土抗氯离子渗透能力与基准混凝土相当。

将稻壳灰等量部分替代水泥加入到混凝土中制备稻壳灰混凝土,并对稻壳灰混凝土进行7d和28d龄期的力学性能、抗冻性能、抗氯离子渗透性能和抗酸侵蚀性能的测试。结果表明,稻壳灰的加入能够显著地改善混凝土的内部结构,使其更加密实,从而增强了稻壳灰混凝土的力学性能、抗冻性能、抗氯离子渗透性能和抗酸侵蚀性能。当稻壳灰的掺量为20%时,混凝土的性能最佳,此时稻壳灰对混凝土的增强效果最好。