采用矿渣制备了超硫酸盐水泥,研究了硫酸亚铁和硝酸钙的掺量和掺加方式对超硫酸盐水泥3 d、7 d、28 d和90 d抗压、抗折强度的影响。结果表明:单掺适量硫酸亚铁时,超硫酸盐水泥各龄期的抗压、抗折强度均有所提高,但掺量过大(>0.5%)时对早期(3 d)抗压、抗折强度不利;单掺硝酸钙时,超硫酸盐水泥各龄期的抗压、抗折强度均有所降低;复掺硫酸亚铁和硝酸钙时,超硫酸盐水泥各龄期的抗压、抗折强度较未掺和单掺时均有明显提高,其中,复掺1.5%硫酸亚铁和2.0%硝酸钙对强度的提高效果最好。

通过调整不同浸泡时间(0、2、5、24、120 h)来研究C20、C30及C40混凝土的含水率,并研究了含水率对混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度、应力-应变的影响规律。结果表明:随浸泡时间的延长,混凝土的含水率总体表现出前期快速增加,后期缓慢增加,120 h时基本达到饱和状态;混凝土的抗压强度与劈裂抗拉强度均随含水率的增加呈降低趋势,含水率的影响作用显著;在饱和状态下,混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度较干燥状态时的最大降幅分别达36.35%、32.36%;相对较低强度等级混凝土的力学性能对含水率的敏感性更强;随着含水率的增加,混凝土的单轴抗压及劈裂抗拉峰值应变呈下降趋势,单轴抗压及劈裂抗拉应力-应变曲线的上升段斜率逐渐增大。

采用石油焦气化渣作为硅质原料制备了蒸压加气混凝土砌块,研究了石油焦气化渣的掺量以及减水剂的类型、掺量和掺入顺序对蒸压加气混凝土砌块干密度和抗压强度的影响,并对掺石油焦气化渣蒸压加气混凝土砌块的生产线应用进行了分析介绍。结果表明:采用石油焦气化渣可制备出强度等级A3.5、密度等级B05或B06的蒸压加气混凝土砌块,且石油焦气化渣的掺量可高达50%;掺入适量减水剂可显著降低掺石油焦气化渣蒸压加气混凝土砌块的水料比,提高干密度和抗压强度;固体减水剂的减水效果比液体减水剂的减水效果好;将固体减水剂与水混合后掺入比直接掺入固体减水剂的效果好。

研究了m粉煤灰∶m矿粉(1∶0、2∶1、1∶1、1∶2、0∶1)对普通硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥(OPC-SAC)基路面修补材料凝结时间、流动度、抗压强度、拉伸黏结强度和水化放热行为的影响。结果表明:掺入粉煤灰和矿粉会降低OPC-SAC基路面修补材料的水化放热量和水化放热速率,延长凝结时间,增大流动度,降低抗压强度,提高拉伸黏结强度;随着矿物掺合料中矿粉占比的增大,OPC-SAC基路面修补材料的凝结时间延长,流动度、抗压强度和拉伸黏结强度均先增大后减小,最佳m粉煤灰∶m矿粉为1∶2。

利用镍渣作为粗骨料制备了镍渣植生混凝土,研究了镍渣粒径、水灰比、骨灰比对镍渣植生混凝土抗压强度、孔隙率、透水系数和pH值的影响,分析了不同养护方式(自然养护、喷洒硫酸亚铁溶液并覆膜保湿养护)下,狗牙根和果岭草在镍渣植生混凝土中的生长情况。结果表明:随着水灰比的增加,试件的抗压强度先增大后减小,孔隙率和透水系数增大,pH值减小;随着镍渣粒径的减小,试件的抗压强度增大,孔隙率和透水系数减小,pH值基本不变;随着骨灰比的增大,试件的抗压强度减小,孔隙率和透水系数增大,pH值基本不变;与自然养护相比,喷洒硫酸亚铁溶液并覆膜保湿养护后,镍渣植生混凝土的碱度降低,狗牙根和果岭草的生长情况较好,其中,狗牙根的发芽情况和生长高度比果岭草更好。

选择不同灌浆料制作了标准试件和模拟孔道PVC管试件,根据DB32/T 3754—2020《装配整体式混凝土结构检测技术规程》的要求,基于标准试件的抗压强度和模拟孔道PVC管试件的表面硬度建立了灌浆料测强曲线,分析了测强曲线对灌浆料龄期和抗压强度的适用性。结果表明:在灌浆料龄期≥14 d或抗压强度≥60 MPa的情况下,采用DB32/T 3754—2020中相关方法建立的灌浆料测强曲线的适用性更强,可为实际工程中不同灌浆料实体抗压强度检测时间的选取提供参考。

研究了不同活性MgO含量(60.4%、46.7%、45.9%)对改性硫氧镁水泥强度的影响规律,并结合XRD、SEM等方法分析了其影响机理。结果表明:改性硫氧镁水泥试件的抗压强度均随n(MgO)∶n(MgSO4)的增大而增大;用活性含量为45.9%的MgO制备的水泥试件各龄期抗压强度均高于活性含量为46.7%和60.4%的MgO;改性硫氧镁水泥样品的主要成分为MgO、Mg(OH)2和5Mg(OH)2·MgSO4·7H2O相(5·1·7相),随着养护时间的延长,5·1·7相的衍射峰增强;样品内生成大量针棒状晶体,存在较多空隙。

以建筑垃圾为主要原材料制备了建筑垃圾再生砖,研究了CO2矿化养护时间(2、6、12、24 h)和CO2浓度(20%、30%、50%)对建筑垃圾再生砖抗压强度和固碳率的影响。结果表明:随着CO2矿化养护时间的增加,试件的抗压强度和固碳率增大;随着CO2浓度的增加,试件的抗压强度在CO2矿化养护6 h内呈增大趋势,在CO2矿化养护12 h后呈先增大后减小的趋势;试件的固碳率随着CO2浓度的增加而增大;综合考虑成本、抗压强度和固碳率,推荐CO2矿化养护时间为12 h,CO2浓度为20%。

采用压汞法测试了不同初始加压时间水泥砂浆的孔结构参数,并计算孔分形维数,研究了初始加压时间与抗压强度、孔结构、孔分形维数之间的关系。结果表明:初始加压时间对砂浆孔隙率和抗压强度的影响显著,加压时间过早或过晚均不利于砂浆抗压强度的发展,初始加压时间宜为养护2.5 h左右;压力成型下砂浆的孔结构具有明显的分形特征,孔分形维数范围为3.0~3.2,孔分形维数与孔隙率存在良好的相关性,能够在一定程度上反映水泥基材料宏观性能的优劣。

以超高性能混凝土(UHPC)组成原材料中的水泥、矿粉、硅灰、钢纤维、减水剂、消泡剂和水的用量为特征,28 d抗压强度为标签建立了数据集,并采用随机森林回归(RFR)、支持向量机回归(SVR)和多层感知机回归(MLPR)3种机器学习回归模型对数据集进行了训练和预测。结果表明:MLPR模型的拟合优度最高;RFR模型中对UHPC的28 d抗压强度影响相对较大的3个因素为硅灰、水泥和水的用量;SVR模型和MLPR模型的预测值均落在5%置信区间内,回归效果均较理想。