通过单因素及耦合试验研究纳米SiO2(NS)和纳米CaCO3(NC)对玻化微珠保温混凝土坍落度及抗压强度的影响。NS以0.5%、1.0%、1.5%,NC以0.5%、1.0%、1.5%等量代替水泥,并对混凝土坍落度及7d、28d立方体抗压强度进行了测试。试验结果表明,S加入可显著提高混凝土的强度,且最佳掺量为1%,但不利于混凝土的流动性;NC的加入降低混凝土的强度,但改善了混凝土的流动性,且最佳掺量为0.5%。通过纳米矿物的合理复掺可制备出7d和28d立方体抗压强度分别为26.7MPa、42.4MPa,坍落度为145mm的玻化微珠保温承重混凝土。

研究了普通混凝土、矿粉混凝土、硅灰混凝土以及复掺矿粉、硅灰混凝土的坍落度、抗压强度和抗渗、抗硫酸盐侵蚀性能。试验结果表明,矿物掺合料可以明显改善混凝土的性能,掺合料种类和掺入比例直接决定了混凝土性能的改善效果;且复掺矿粉、硅灰混凝土的性能优于单掺矿粉、单掺硅灰组;当矿粉掺量20%、硅灰掺量5%时,混凝土的抗压强度、抗渗性能和抗硫酸盐侵蚀性能最好。

在纤维总体积掺率不超过1%的情况下,采用钢纤维、塑钢纤维以及聚丙烯纤维单掺、双掺和三掺配制得到了高流动度纤维增强混凝土;通过稠度试验、抗压试验和劈裂试验,对比分析了纤维混杂方式和纤维混掺比例对基体混凝土工作性能、抗压强度以及劈裂强度的影响规律。结果表明,在混凝土中掺加0.25%~0.35%的引气剂可显著改善混杂纤维增强混凝土的坍落度和坍落扩展度;钢纤维/塑钢纤维/聚丙烯三元混杂可显著提高基体混凝土的抗压强度和劈裂强度最大分别提高了25%和32.61%。;综合考虑混凝土工作性能和力学性能,CF60大流动混杂纤维增强混凝土的纤维混掺比例选定为0.6%SF、0.2%HF、0.11%PPF,引气剂建议掺量为0.35%。

通过对水泥水化历程的研究,合成两种特殊聚羧酸系保坍剂SR-1、SR-2,解决高温天气条件下,水泥水化引起的混凝土坍落度损失问题。结果表明,SR-1、SR-2保坍剂相对传统保坍剂,具有缓释时间可控的优势,对混凝土凝结时间、含气量影响较小,并具有一定的减水作用。

运用同时掺加机制砂和高性能减水剂的"双掺法"制备了不同强度等级的沙漠砂混凝土,分析了高性能减水剂对沙漠砂混凝土性能的影响及不同强度等级下采用双掺法配制的沙漠砂混凝土与普通中砂混凝土坍落度及强度等性能上的区别。结果表明,高性能减水剂不仅能改善沙漠砂混凝土的和易性,且具有早强效果,并对最终强度的提高有一定帮助。双掺法制备的沙漠砂混凝土与同配合比的普通中砂混凝土相比,坍落度相差不大,在强度方面当所配混凝土强度等级较低时,二者的抗压强度相近;随着混凝土强度等级的提高,沙漠砂混凝土的抗压强度逐渐低于普通中砂混凝土。此外,与按照常规方法制备的沙漠砂混凝土相比,双掺法制备的沙漠砂混凝土的坍落度有很大提高。

对泵送玻化微珠保温混凝土的坍落度损失问题及解决方案进行了分析,通过在减水剂中掺入不同量引气剂和缓凝剂进行了玻化微珠保温混凝土坍落度损失试验,并确定了最优掺量。试验结果表明,引气剂最佳掺量为2‰,缓凝剂为2%。该掺量下坍落度为255mm;1h坍落度损失为15mm;28d抗压强度为35.9MPa。解决了玻化微珠保温混凝土泵送过程中的坍落度损失问题和凝结时间问题。

根据分子设计的原则,采用"滴加法"合成出一种带长侧链聚醚基团、羧酸基团的聚丙烯酸高效减水剂。通过正交试验和单因素优化,得到最佳工艺条件n(OXAC):n(AA)=0.046:0.175,H2O2的用量为单体总质量的1.2%,VC的用量为H2O2用量的26.9%,在60℃下反应5.0h。当聚丙烯酸高效减水剂的掺量为0.92%时,C40混凝土的初始坍落度为217mm,1h后塌落度为195 mm,含气量为3.5%,28d的强度高达65.4MPa。