通过分析污水半浸环境下涂敷有机硅和未涂敷有机硅的砂浆质量、抗压强度、矿物组成、微观结构变化,研究了涂敷渗透型有机硅对砂浆耐生物腐蚀效果的影响。研究结果表明,涂敷渗透型有机硅能显著改善污水半浸环境下砂浆的耐生物腐蚀性。当腐蚀龄期为240 d时,未涂敷有机硅试样腐蚀前后质量的变化率为0.51%,抗压强度为30.8 MPa。涂敷有机硅试样腐蚀前后质量的变化率为0.31%,抗压强度为39.5 MPa。

分析了铬铁渣的基本属性、化学成分及物相结构,揭示了铬铁渣的理化性能和级配特点。提出了“分计筛余曲线几何分析”级配优化方法,将风积沙和磨细铬铁渣掺入铬铁渣对其进行级配优化,并通过4种强度等级的砂浆试验进行验证,研究了级配优化性能对砂浆和易性和强度的影响。结果表明,经级配优化的铬铁渣在充当砂浆骨料时,能够改善砂浆和易性、提升砂浆强度。

分析了黏土基铸造废旧砂的特性,研究了黏土基铸造废旧砂对砂浆性能的影响。结果表明:黏土基铸造废旧砂中含有微量重金属,但在相关环境标准许可范围内;与河砂相比,黏土基铸造废旧砂的颗粒形貌不规则、细颗粒较多;黏土基铸造废旧砂的表观密度与河砂接近,但堆积密度显著低于河砂,吸水率、亚甲蓝值和氯离子含量显著大于河砂;该黏土基铸造废旧砂的细度模数为1.76,属于Ⅲ区砂;当黏土基铸造废旧砂的替代率小于20%时,对砂浆的流动度和减水剂用量影响不大;当黏土基铸造废旧砂的替代率为40%时,砂浆的强度达到最高。

研究了石材加工产生的废石粉替代部分水泥对3D打印水泥砂浆性能的影响。结果表明:总体上,随着废石粉掺量的增加,砂浆的流动度降低,静态屈服应力提高,但凝结时间变化不明显;通过调整减水剂掺量可以改善废石粉对3D打印水泥砂浆流动性和可建造性的不利影响;废石粉的掺入对3D打印水泥砂浆的力学性能和层间界面黏结强度不利。

采用碱激发剂和盐激发剂激发废玻璃粉的活性,研究了活性激发前后废玻璃粉对砂浆ASR膨胀和强度的影响。结果表明:未活性激发时,当废玻璃粉的取代率为10%时,砂浆的抗折强度和膨胀率均优于基准组;碱激发剂可有效侵蚀废玻璃粉,产生活性SiO2,但碱过量会引起碱骨料反应的发生,降低砂浆的强度和耐久性;盐激发剂既能促进废玻璃粉中活性SiO2的释放,又能生成钙矾石,提高基体密实度,但掺量过高会造成钙矾石过量,导致基体结构疏松,从而降低砂浆的强度和耐久性。

研究了蔗渣灰等质量替代水泥对砂浆力学性能、抗氯离子渗透性能和抗碳化性能的影响,分析了蔗渣灰对砂浆孔结构的影响机理。结果表明:随着蔗渣灰掺量的增加,砂浆的抗压、抗折强度均呈先增大后减小的趋势,抗氯离子渗透性能和抗碳化性能也呈相似的变化规律;蔗渣灰的最佳掺量为15%,此时,试件的抗压强度较对照组提高了9.8%,氯离子扩散系数减小了26.2%,碳化深度降低了3.8%;掺入适量蔗渣灰可有效降低砂浆基体的孔隙率,减少多害孔,优化孔结构,提高密实性。

对比了不同聚合物与玻璃纤维复掺时对砂浆抗折、抗压强度的影响,同时对复掺情况下玻璃纤维的表面状况及其耐碱腐蚀能力进行了试验研究。研究结果表明,玻璃纤维与聚乙烯醇(PVA)复掺时,砂浆的强度及耐碱性能均较其他聚合物高,在纤维掺量为水泥质量的1.0%、聚灰比为7.5%时,玻璃纤维-聚乙烯醇改性砂浆的柔性最大,通过耐碱性试验及扫描电镜分析发现玻璃纤维与聚乙烯醇(PVA)复掺时,有效填充了砂浆内部的宏观与微观缺陷,提高了界面过渡区的密实度,同时聚合物包裹在纤维表面,提高了纤维的耐碱性能。

对比研究了单一氯盐和硫酸盐-氯盐耦合侵蚀条件下,环氧煤沥青防腐涂层厚度对PCCP蒸养和标养砂浆的Cl-渗透规律;通过抗压耐蚀系数这一指标,评价了涂层厚度和养护方式对砂浆抗硫酸盐-氯盐耦合侵蚀性能的影响。结果表明,相比蒸养砂浆,标养砂浆有更强的抗侵蚀性能;随着环氧煤沥青漆涂层厚度的增加,砂浆的抗侵蚀能力明显增强;在SO42-与Cl-共同侵蚀下,抗压耐蚀系数呈现出先增加后减小的规律;SO42-在侵蚀早期一定程度上会抑制Cl-的扩散,随着侵蚀时间增长,钙矾石大量生成,砂浆内部孔隙率逐渐增大,Cl-扩散速率逐渐增加。

研究了不同掺入工艺下多层石墨烯和钢纤维在水泥基中的分散效果,并对单掺、复掺两种填料下砂浆的抗压、抗折强度和压折比进行了试验研究。结果表明:采用干拌法分散钢纤维和高速离心法分散多层石墨烯的工艺更佳;钢纤维和多层石墨烯的协同作用提高了高掺量多层石墨烯砂浆的抗压和抗折强度,其中复掺钢纤维和多层石墨烯砂浆的28 d抗压强度比单掺多层石墨烯提高32.82%~43.96%,抗折强度提高18.33%~31.08%,且提高程度随着钢纤维掺量的增加而上升。

针对硅片多线切割机的工作特点,对轴承箱的密封问题进行了分析,并创造性地运用组合密封方案,有效地解决了硅片多线切割机轴承箱密封的难题。