为更好研究机制砂的合理应用,选取了3种不同岩性的机制砂,通过分级筛分后调配成Ⅱ区中砂,设计了三种不同级配的机制砂。研究了不同机制砂的化学组成、矿物组成和微观形貌,以及不同机制砂对胶砂性能的影响。研究表明:不同机制砂颗粒的长径比和圆形度有一定的差异,个别粒级的参数差异较大;级配对钙基机制砂胶砂强度影响没有硅基机制砂显著;细度模数较大时,钙基机制砂胶砂强度大于硅基机制砂。

采用不同级配粗骨料(5~20 mm、20~40 mm二级配粗骨料和5.0~31.5 mm连续粒级粗骨料)进行了不同水胶比(0.45和0.54)对混凝土早期收缩性能影响的试验研究。结果表明:不同配合比的混凝土早期收缩率均在初凝后10 h内快速增长,初凝后10 h的收缩率均达到了72 h收缩率的60%以上;对于相同水胶比的粗骨料混凝土,经骨料级配优化后,混凝土的早期收缩率变小;对于粗骨料相同的混凝土,水胶比增大,混凝土的早期收缩率减小。

选择4.75~1.18 mm、1.18~0.3 mm及0.3 mm以下三个级配的再生细骨料,采用Fuller法、K法和i法进行三级配再生细骨料的组成设计,研究了不同级配组成的再生细骨料对自流平砂浆强度的影响规律。结果表明,三种不同粒径的再生细骨料, Fuller法获得的级配组成中小颗粒较多,K法得到的级配组成中小颗粒较少;而三种方法得到的最佳级配组成所对应的砂浆强度中,Fuller法的抗压强度和抗折强度均最小,i法的强度最高,且在抗压强度与K法相近的同时表现出更高的抗折强度。最终认为,i法适合本实验再生细骨料的级配组成设计。

利用再生技术对废弃混凝土进行破碎加工和筛选,制成再生混凝土骨料,并用于生产钢筋混凝土排水管。结果表明,采用30%再生骨料替代天然碎石骨料时,生产的钢筋混凝土排水管力学性能可满足相关标准要求。

为研究石灰石粉级配对水泥浆体性能的影响,选用两种细度石灰石粉进行复掺处理,测试水泥浆体的标准稠度用水量、凝结时间和流变参数。结果表明:水泥颗粒与石灰石粉颗粒的表面性质不同,其表面吸附水膜厚度也不同,石灰石粉替代水泥改善了胶材体系用水量;胶材体系初凝时间随石灰石粉替代量的增加,曲线呈下凹的变化趋势,而终凝时间则与之相反,呈上凸趋势;随着特征粒径D_e的逐渐增大,体系的屈服应力呈现明显的下降趋势。然而,塑性黏度随特征粒径D_e的逐渐增大,呈现小幅上升趋势。随着均匀性系数n的增大,体系的屈服应力呈现先增大后减小的趋势,而塑性黏度呈现先减小后增大的趋势。

处在强风沙流地段的混凝土结构会受到强风挟带沙粒的的冲蚀磨损,造成混凝土结构耐久性的降低。本文采用气流挟沙喷射法模拟戈壁风沙流环境,对不同砂子级配砂浆进行冲蚀磨损试验,研究冲蚀参数及砂子级配对砂浆冲蚀磨损性能的影响。试验结果表明,不同砂子级配砂浆在各冲蚀速度下,90°冲蚀时冲蚀率最高,而30°冲蚀时冲蚀率最低,与传统脆性材料的冲蚀规律相一致。砂浆试样所用砂子的级配影响其冲蚀率,砂浆试样所用砂子的级配越小,则其冲蚀率越大,级配越大,则其冲蚀率越小。不同砂子级配砂浆短期内的冲蚀机制主要为选择性冲蚀。

根据Colle骨料粒级分布图,对比分析了混凝土用不同骨料颗粒级配,并结合实际生产情况,探讨了满足立式振动工艺生产所需的最佳砂率。

利用液化机理研究了具有应变强化和多重裂纹破坏特征的超强韧性聚丙烯纤维混凝土的配合比设计。使得水泥基复合材料的工作度和力学性能在施工现场大批量生产条件下与实验室内小规模生产条件下保持接近。通过不同颗粒级配的控制、混合次序、时间间隔的调整以及不同类型添加剂的使用,给出了生产应变强化功能的超强韧性纤维混凝土材料的方法。最后研究了拉伸试件多重裂纹破坏后的自修复现象。

研究了可再分散乳胶粉、硅灰、粗骨料级配对透水混凝土性能的影响。试验结果表明:可再分散乳胶粉、硅灰在透水混凝土中最佳掺量分别为2%、6%;3~5mm粗砂、5~10mm碎石、5~16mm碎石混合骨料透水混凝土抗压强度最高可达37.9MPa,透水系数可满足应用要求。

基于材性试验研究了粗骨料级配对橡胶混凝土构件强度及弹性模量的影响;通过三根不同级配粗骨料橡胶混凝土梁探讨了粗骨料级配对试验梁受弯承载力、挠度等方面的影响,并研究了三根橡胶混凝土梁在集中荷载下损伤演化过程的分形行为。用分形几何学研究橡胶混凝土梁的损伤演化过程,为橡胶混凝土结构的健康检测和安全性评估提供新的方法。