通过配制pH=2.0的模拟酸雨溶液,采用浸泡加速腐蚀的方法,研究了不同压应力水平(28 d抗压强度的15%、20%、25%、30%)作用下混凝土不同腐蚀龄期内的力学性能变化规律。结果表明:在腐蚀初期,试件的质量与抗压强度呈现增加的趋势,而到腐蚀中后期,其质量和抗压强度均逐渐减小;随着应力水平的增加,试件的强度损失和峰值应变增大,而质量损失、峰值应力和吸能能力均减小;应力作用会加速酸雨对混凝土的腐蚀,且应力水平越高,加速腐蚀作用越显著。

针对UHPC收缩大、抗裂性差等问题,将经预湿水处理的高吸水性树脂SAP掺入UHPC中,对比研究了SAP掺量对UHPC性能的影响,并分析其作用机理。结果表明:SAP能有效缓解UHPC的扩展度经时损失;随着SAP掺量的增加,UHPC的扩展度逐渐增加,而抗压强度逐渐降低,且SAP对UHPC早期抗压强度的影响更大;SAP可改善UHPC的自收缩,且掺量越大,改善效果越明显;掺量为0.1%、0.2%的SAP均能改善UHPC的抗氯离子渗透性能,但当掺量超过0.2%时,SAP会降低UHPC的抗氯离子渗透性能和抗冻性能。

为研究直接电养护(DEC)对混凝土力学性能的影响,采用交流电场,进行了不同养护电压对纯水泥混凝土和粉煤灰混凝土抗压强度、内部温度以及内部电流的影响试验研究。结果表明:各组混凝土的早期抗压强度基本随养护电压的增大而增加,而后期抗压强度则基本相反;20 V电压下DEC纯水泥混凝土和粉煤灰混凝土内部峰值温度分别达到69.4℃、60.3℃,1 d抗压强度显著提升,相较于标养组分别提高了22.8%、37.0%;掺入粉煤灰提升了混凝土的电阻率,需要更高的电压才能达到等同纯水泥混凝土的养护温度;各组混凝土的内部电流大体呈先增加后降低的趋势,并随养护电压的增大而增加,说明DEC对早期混凝土的加热效率高于后期。

研究了碳纳米管、纳米SiO2和纳米CaCO3的分散液浓度和浸泡时间对再生粗骨料吸水率、压碎值、堆积密度和表观密度的影响,并通过SEM分析了纳米材料的改性机理。结果表明:经纳米材料改性后,再生粗骨料的堆积密度、表观密度分别稳定在1260 kg/m3、2650 kg/m3左右,且能够显著提高再生混凝土的抗压强度;当碳纳米管浓度为0.20%、浸泡时间为24 h时,能使再生粗骨料的吸水率最大降低4.24%,压碎值最大降低18.75%;当纳米SiO2浓度为7%、浸泡时间为72 h时,能使再生粗骨料的吸水率最大降低15.70%,压碎值最大降低19.53%;当纳米CaCO3浓度为7%、浸泡时间为72 h时,能使再生粗骨料的吸水率最大降低9.62%,压碎值最大降低26.56%;SEM分析结果表明,经纳米材料改性后,再生粗骨料的表面变得均匀,内部结构变得更加密实。

采用拟水平法研究了脱硫灰掺量、粗骨料掺量和水胶比对脱硫灰混凝土抗压强度的影响。结果表明:水胶比对试件抗压强度的影响最显著,脱硫灰掺量次之,粗骨料掺量影响最小;随着水胶比的增加,试件的抗压强度下降;粗骨料掺量为0的试件抗压强度较粗骨料掺量为64%的试件低;随着脱硫灰掺量的增加,试件的抗压强度先增大后减小。脱硫灰混凝土的最佳配合比为:水胶比0.34、脱硫灰掺量20%、粗骨料掺量64%。

为了解决装配式结构在村镇建筑应用中存在预制构件自重较大、运输和安装要求较高等问题,用轻质陶粒混凝土替代普通混凝土生产预制构件,以减轻预制构件的重量。开展轻质陶粒混凝土的配合比优化及性能试验研究。结果表明:轻质陶粒混凝土中的水泥、砂、陶粒、水用量分别为400、540、450、170 kg/m3时,试件的干表观密度为1816.7 kg/m3,满足轻质混凝土相关要求;28 d抗压强度为35.5 MPa,满足承重构件强度要求;坍落度为78 mm,和易性满足30~80 mm要求。

为了研究不同配合比的火山灰浆液改性再生粗骨料对混凝土性能的影响,通过正交试验对比分析了改性和未改性再生粗骨料的吸水率、表观密度和压碎指标,探讨了改性再生粗骨料对混凝土力学性能和抗氯盐侵蚀性能的影响。结果表明:与未改性再生粗骨料相比,改性再生粗骨料的吸水率和表观密度增大,压碎指标减小;在火山灰浆液中掺入30%复合掺合料后,随着复合掺合料中粉煤灰掺量的增加,再生混凝土的抗压强度降低,氯离子扩散系数增大;在火山灰浆液中掺入适量稻壳灰后,再生混凝土的抗压强度提高,氯离子扩散系数减小;在火山灰浆液中掺入适量分散剂后,再生混凝土的抗压强度降低,氯离子扩散系数增大;综合考虑再生混凝土的力学性能和抗氯盐侵蚀性能,火山灰浆液的最佳配合比为矿粉掺量30%、稻壳灰掺量3%、不掺粉煤灰和分散剂。

以水泥、粉煤灰和石灰石粉为胶凝材料,制备了一种低温升主塔大体积混凝土,研究了石灰石粉掺量(5%、10%、15%)对砂浆流变性能和混凝土绝热温升、干燥收缩性能、力学性能、抗渗性能的影响,采用SEM观察了水化产物的微观形貌,并与水泥-粉煤灰-矿渣粉胶凝体系(对照组)进行了对比。结果表明:与对照组相比,掺入石灰石粉可以降低砂浆的塑性黏度和屈服应力,延缓胶凝材料的水化进程,降低混凝土的绝热温升;石灰石粉的掺量越大,抑制混凝土干燥收缩的作用越显著;随着石灰石粉掺量的增加,混凝土的抗压强度下降,但掺5%石灰石粉混凝土的抗压强度较对照组高;与对照组相比,掺石灰石粉混凝土的抗渗性能较好,且掺量为5%时性能最好。

以自密实混凝土(SCC)的工作性及28 d抗压强度为评价指标,采用正交试验法进行了低胶凝材料SCC性能的因素极差分析与方差分析。结果表明:试验设计的水胶比、砂率、粉煤灰和矿粉掺量对低胶凝材料SCC的工作性及28 d抗压强度的影响均不显著,但水胶比与粉煤灰掺量的影响程度相对较大,且极差分析与方差分析结果基本一致。所制备的低胶凝材料SCC具有优异的工作性、力学性能及耐久性能,坍落扩展度经时损失仅为8.1%,初始坍落扩展度与J环扩展度差值为20 mm,离析率为4.9%,后期强度增长幅度大,抗水与抗氯离子渗透性能好。

为实现航道整治废弃砂的再利用,将泰州长江航道整治工程的疏浚超细砂与机制砂混合作为细骨料,研究了疏浚超细砂的掺量(0、10%、20%、30%、40%、50%)对混凝土工作性和抗压强度的影响。结果表明:随着疏浚超细砂掺量的增加,混凝土的坍落度降低,抗压强度基本呈先增大后减小再增大的趋势;综合考虑混凝土的工作性和抗压强度,建议疏浚超细砂的掺量不超过10%。