研究了HCSA抗裂增强材料对混凝土强度、限制膨胀率、温度应力的影响,并分析了蒸养与非蒸养条件下掺抗裂增强材料混凝土的强度发展变化情况。结果表明:抗裂增强材料可显著提高混凝土的抗裂性,当水胶比为0.36、抗裂增强材料掺量为70 kg/m3时,混凝土强度发展良好,且限制膨胀率较高;抗裂增强材料可显著降低混凝土的温度敏感性,当抗裂增强材料掺量为50 kg/m3时,混凝土试件最大压应力提高了119%,断裂应力下降了13%,断裂温度降低了37%;采用抗裂增强材料代替粉煤灰,在免蒸养条件下,混凝土1 d强度比提高了192%,在蒸养条件下,1 d强度比提高了196%。

研究了水灰比、玄武岩纤维掺量、纤维长度及养护制度等对活性粉末混凝土(RPC)早期强度和干缩性能的影响。研究结果表明,90℃蒸汽养护2d时,RPC强度随着水灰比的增加逐渐降低,自然养护至28d时,RPC强度出现倒缩现象,当水灰比为0.17时,RPC28d强度为132.3MPa,干缩率为5.1×10-3。当纤维掺量为1.0%,长度为6mm时,RPC28d抗压强度为135.7MPa,干缩率为1.3×10-3;90℃蒸养2d的RPC试件,28d强度最高,干缩最小。

采用52.5R硅酸盐水泥、标准砂、硅灰、粉煤灰、高效减水剂、钢纤维、聚乙烯醇纤维等原材料配制高强度纤维增强水泥基复合材料(FRCC),在标准养护条件下,进行不同龄期、不同纤维种类及不同纤维掺量的试验研究,试验结果表明,采用标准养护制度,90d龄期时,FRCC能够达到实际工程要求的抗压强度和抗折强度。

探索了用硫铁矿选矿尾砂生产蒸压加气混凝土砌块的可行性,得出了尾矿砂生产蒸压加气混凝土砌块的最佳配比和最佳蒸养制度。所制的的尾矿砂蒸压加气混凝土制品平均密度为716kg/m3,平均抗压强度为5.20MPa,符合标准GB/T11968-2006中A5.0、B07级蒸压加气混凝土砌块的要求。

为了加速养护加气混凝土砌块,将微波技术应用到传统的蒸压养护工艺中,设计和制作了小型微波蒸压釜,并采用试验釜开展了一系列的试验研究。研究结果表明,当微波加热时间在20min,恒温时间4-4.5h,恒温温度180-190℃,降温时间1h,加气混凝土强度满足出釜强度3.0MPa、密度等级683-813kg/m3的质量控制要求。

利用燃煤电厂烟气脱硫所产的脱硫石膏制备的β型脱硫建筑石膏,在组分复合改性提高强度和耐水性的基础上,探讨了不同养护制度对脱硫建筑石膏复合改性砌块抗压强度的影响。结果表明:当β型脱硫建筑石膏、生石灰、水泥、粉煤灰在58%:14%:12%:16%的配合比下,可以使复合改性脱硫石膏基胶凝材料的抗压强度和软化系数明显提高,分别达到18.7MPa和0.7;在湿热养护条件下,养护温度为75℃、养护湿度为95、养护时间为12h的条件下,脱硫石膏复合改性砌块性能表现良好,14d抗压强度达到19.8MPa,可以基本满足建筑墙体材料的要求。

采用陶粒-硅灰-矿粉复掺制备了轻质高强透水混凝土,并研究了增强剂、掺合料、陶粒替代率及养护制度对透水混凝土性能的影响。试验结果表明,影响混凝土的透水系数的主要因素是设计空隙率和成型时透水混凝土拌合的均匀性,通过掺入增强剂、矿物掺合料,采用合适的陶粒体积替代率及热水养护等方式可配制出抗压强度为34.5 MPa、透水系数为3.6 mm/s、干密度为1 802 kg/m^3的轻质高强高透水性混凝土。

利用未经淡化处理的海砂配制了超高性能混凝土(UHPC),并研究了不同水胶比、砂胶比、胶凝材料体系、钢纤维掺量、养护制度对海砂UHPC的流动度、抗压强度、抗折强度的影响。试验结果表明:海砂UHPC的最优水胶比、砂胶比和纤维体积掺量分别为0.16、1.0和1.5%,最佳的胶凝材料体系组成是水泥、降黏剂和硅灰分别70%、15%和15%,最合适的热养护制度是70℃蒸汽养护;按照上述参数配制的海砂UHPC力学性能完全符合相关标准的要求。

以超细粉煤灰为免压蒸混凝土掺合料,研究其掺量对混凝土流动性能、力学性能的影响。结果表明,超细粉煤灰掺量低于16%时,混凝土坍落度、脱模强度与其掺量正相关;掺量大于16%时,对其流动性、脱模强度影响不大,甚至降低;掺入超细粉煤灰,混凝土拉压比提高,脆性降低。所研制的C80PHC混凝土坍落度达150mm,经蒸汽养护(匀速升温2h、恒温5h、降温1h,恒温温度85℃)后脱模强度达到79.4MPa,28d抗压强度达到87.4MPa。

针对中南地区地下水对地铁混凝土耐久性的不利影响,从湖南地区常用水泥水化放热情况、养护制度及纳米SiO_2使用情况等方面出发,系统性地研究了关键因素对长沙地铁4、5号线C50P12管片混凝土耐久性能的影响。结果表明,该区域不同水泥水化热情况差异较大。随着水化热的增加,混凝土收缩、电通量、碳化深度随之增加,抗硫酸盐侵蚀性能降低;随着养护温度的升高,混凝土电通量、碳化深度也随之增加,抗硫酸盐侵蚀性能降低;增加静停时间和使用纳米SiO_2将有利于地铁管片混凝土后期强度和耐久性。