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。

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。

研究了石灰石粉、硅灰-石灰石粉、硅灰-粉煤灰、硅灰-矿渣粉和纳米Al2O3、纳米Fe2O3对全浸泡水泥基胶砂抵抗硫酸盐和氯盐复合溶液侵蚀性能的影响,探讨了不同组成水泥基材料增强抗侵蚀性的可行性。测试了水泥基胶砂的外观形貌、强度,并利用XRD分析了侵蚀试样的物相组成。结果表明,硅灰-矿渣粉增强水泥基材料的抗侵蚀性能较好。

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。

采用羟基硅油、聚醚多元醇、MDI为原料制得有机硅改性聚氨酯预聚物,以甘油和催化型多元醇为固化剂,水泥、砂或生石灰为填料,制得了高弹性有机硅改性聚氨酯砂浆。讨论了聚灰比、固化剂组成以及-NCO含量对强度和固化时间的影响及填料对强度、可压缩性、回弹性和老化等性能的影响。实验结果表明,该材料具有高强度、固化快,弹性好,防渗透性能优异的特点,可以广泛应用工程防渗、公路快速修补等。

通过超声波波速恢复率、毛细吸水量、裂缝宽度分析了不同浓度的NaCl和Na2SO4盐溶液对砂浆裂缝自修复效果的影响,研究了高分子修复剂对裂缝修复效果的促进作用。结果表明,盐溶液的浓度对裂缝愈合性能具有一定的影响,在NaCl和Na2SO4溶液中随着浓度(4%、6%)的升高,裂缝的愈合程度也随之提高;当掺入1%裂缝修复剂后,浓度为6%NaCl盐溶液对砂浆裂缝修复的效果最佳,修复程度达到98.58%。

在对乌海地区风积沙性能进行分析的基础上,研究了全取代风积沙砂浆的工作性。结果表明,在相同胶砂比、水胶比条件下,与标准砂砂浆进行对比,风积沙砂浆流动度明显较小。胶砂比较低时,水泥对风积沙的包裹性差,难以保证砂浆的工作性。通过不同胶砂比风积沙砂浆实验和减水剂超掺实验证明,当胶砂比提高到1∶2时,才能得到具有一定流动性的全取代风积沙砂浆。测试了不同胶砂比、不同粉煤灰掺量的全取代风积沙砂浆的干燥收缩,结果表明,全取代风积沙砂浆的干缩明显比标准砂大,而粉煤灰的掺入能够减少其干缩,当粉煤灰掺量为水泥的50%时,风积沙砂浆干缩小于标准砂砂浆。

以铝酸盐水泥为主要胶凝材料,复掺二水石膏(11%、13%、15%、17%)和普通水泥(2%、4%、6%、8%),制备出铝酸盐水泥基砂浆。通过测试宏观抗压强度,同时采用物相分析(XRD)和微观结构(SEM)两种表征手段,探究了二水石膏和普通水泥复掺对铝酸盐水泥基砂浆性能的影响。研究结果表明:改性铝酸盐水泥基砂浆试件抗压强度随着养护龄期的增长而逐渐增加,且二水石膏掺量在11%~13%,普通水泥掺量在2%~4%时,铝酸盐水泥基砂浆力学性能较好;各铝酸盐水泥基砂浆28d龄期试件内部主要含有AFt和铝胶,AFt、CAH10及C_3AH_6等水化产物相互交叉、搭接,铝胶和C-S-H凝胶将各水化产物胶结在一起,且各水化产物数量的分布差异,造成其力学性能差异。