采用快冻法研究了海水冻融环境下PVA纤维和纳米SiO2对混凝土抗冻性能的影响。结果表明:每25次冻融循环结束后,不同类型混凝土的相对动弹性模量和抗压强度剩余比都有不同程度的下降;PVA纤维和纳米SiO2均能提升混凝土的抗冻性能;单掺PVA纤维或纳米SiO2试验组的抗冻性普遍低于PVA-纳米SiO2混掺试验组;混掺0.1%PVA纤维和1.0%纳米SiO2试验组的抗冻性最好。

根据“华龙一号”核电工程PX泵房蜗壳区钢筋混凝土结构设计要求,设计了掺多功能外加剂的高性能纤维增强混凝土,研究了混凝土的工作性、力学性能、抗氯离子渗透性能和收缩性能。结果表明:掺或不掺多功能外加剂的混凝土工作性、力学性能、抗氯离子渗透性能和收缩性能均满足工程要求;多功能外加剂的掺入对混凝土的坍落度、抗压强度和氯离子扩散系数影响不大,但能显著提高混凝土的先水中14 d后空气中14 d的限制膨胀率,提高混凝土的补偿收缩能力;工程应用结果表明,掺多功能外加剂的混凝土在连续生产期间的28 d抗压强度符合相关标准中的控制要求,标准差仅为2.72 MPa,说明混凝土的质量稳定、可控。

针对汶川地震中钢筋混凝土结构出现大量脆性破坏,以改善抗震结构延性为研究目标,对7根具有相同截面和配筋、不同纤维品种和掺量的纤维增强混凝土结构柱进行了低周反复加载试验,得到了框架柱的剪切荷载—位移曲线、骨架曲线以及各阶段的荷载位移值。并据此分析了不同的纤维品种和掺量对混凝土柱延性的影响。试验结果表明,纤维增强混凝土显著改善了剪压柱的延性,延缓了塑性铰的产生。试验数据比较说明,在承受剪压的框架结构柱非线性变形过程中,钢纤维混凝土具有最强的耗能能力,碳纤维混凝土对剪压柱的水平延性提高幅度较大,合成纤维能有效延缓塑性铰的出现,但是对柱端最大承载力提高幅度较小。

以纤维增强为技术路线,以冲击能量吸收为评价指标,研究了不同尺寸特征、不同力学性能的钢纤维对混凝土抗冲击性能的改善,并对混凝土高整体容器的现场跌落性能进行了验证。试验结果表明,在试验室及现场的冲击下,钢纤维增强混凝土都有较好的整体保持能力,可对处置的核废料起到很好的包容效果。