将适量花岗岩锯泥分别与机制砂或河砂复配制成了混合砂,并等质量替代100%细骨料,研究了标准养护条件下花岗岩锯泥等质量替代100%粉煤灰对C30、C40混凝土工作性和力学性能的影响,对比分析了常压蒸汽养护和压蒸养护条件下,花岗岩锯泥等质量替代100%石英粉对C80管桩混凝土力学性能的影响,并进行了微观分析。结果表明:在标准养护条件下,花岗岩锯泥对C30、C40混凝土的坍落度和抗压强度影响较小;在常压蒸汽养护条件下,掺入花岗岩锯泥后,C80管桩混凝土的抗压强度变化不大,花岗岩锯泥呈惰性,主要起填充作用;与常压蒸汽养护条件相比,压蒸养护条件下C80管桩混凝土的抗压强度大幅提高,石英粉和花岗岩锯泥具有填充效应和一定的活性效应,其中的SiO2会与钙质材料发生水热合成反应,生成C-S-H(B)型水化硅酸钙和托贝莫来石。

通过使用机制砂替代天然砂进行免蒸压管桩混凝土配制试验,主要对比了不同品质机制砂取代天然砂对管桩混凝土拌和物工作性、力学性能、耐久性能以及桩身抗弯性能的影响,探讨了高品质机制砂在免蒸压管桩混凝土中应用的可行性。结果表明,采用高品质机制砂制备的混凝土拌和物具有较好的和易性,能够满足免蒸压管桩的生产工艺要求。同时,采用高品质机制砂生产的管桩桩身结构性能也满足相关标准要求。

为实现混凝土管桩的免蒸压,研究了不同种类掺合料、不同种类减水剂和养护温度对混凝土12 h脱膜强度和7 d强度的影响。结果表明,管桩混凝土采用80℃养护(静停1 h,升温2 h,80℃恒温4 h,降温1 h),并用矿物掺合料取代部分水泥(9%超细矿粉,5%硅灰),掺加早强型减水剂,可使混凝土12 h强度达到60 MPa,7 d强度达到80 MPa,满足混凝土管桩正常生产要求。

从聚羧酸减水剂合成设计的角度,研究了AMPS和HEA不同摩尔比对聚羧酸减水剂性能的影响。同时对比了聚羧酸减水剂和萘系减水剂在混凝土强度、收缩率、抗硫酸盐侵蚀方面的性能差异。结果表明:AMPS随着摩尔比的增加,可以有效提升减水剂的分散性,并能降低浆体黏度,表现为余浆含固量的降低,此外,还能缩短混凝土的凝结时间;HEA可以提升减水剂的保持能力,但会增加混凝土的含气量。聚羧酸减水剂与萘系减水剂的对比试验表明,聚羧酸减水剂相比于萘系减水剂有更高的减水率以及更好的耐久性能。

使用机制砂替代一定量的河砂来制备管桩混凝土，根据不同机制砂性能参数对管桩混凝土性能的影响规律，提出了适合生产管桩混凝土生产使用的技术参数，并进行了离心试验。实验结果表明：当机制砂细度模数在3.5~4.0时混凝土工作性较好；机制砂中石粉含量越高，混凝土需水量越高，导致强度偏低，当机制砂石粉含量小于5%时，对混凝土强度没有太大的影响；机制砂中石粉化学成分对混凝土性能也有很大的影响，当CaO含量越高、SiO2含量越低时，对混凝土性能影响越小；机制砂可以改善混凝土集料的级配，对混凝土离心性能有明显的改善。

研究了不同石粉掺量及不同养护制度对混凝土拌合物、硬化混凝土机理的影响及高硅石粉在预应力管桩混凝土中的试验及等量替代水泥、粉煤灰、矿粉的可行性。试验结果表明,适量掺入石粉可以明显改善新拌混凝土的和易性和硬化混凝土的微孔隙结构,进而提高管桩混凝土的耐久性能。

研究了三种常用减水剂对水泥净浆流动度的影响,通过测定水泥砂浆流动度来初步确定这几种减水剂的减水率,利用微珠和硅灰的充填及滚珠效应来改善C105混凝土的工作性,在免压蒸条件下制作出了C105强度等级的管桩混凝土。此外,还对C105混凝土的离心制度作了研究,讨论了C105混凝土强度的形成机理,提出了无定形二氧化硅的水化特性。