研究了在低湿环境下,不同养护温度(-40、-20、0、20、40、60℃)对再生混凝土工作性、力学性能、耐久性能的影响。结果表明:当养护温度为40℃时,再生混凝土28 d的抗压强度最佳,相比于常温(20℃)养护下的抗压强度提高了17%;过低或过高的养护温度都会对再生混凝土的抗裂性能造成影响;温度为40℃时的养护效果最优,试件内部密实度高,再生混凝土的耐久性能好。

采用乙烯醋酸乙烯酯可再分散乳胶粉(EVA)对纳米CaCO3颗粒进行改性,并用吸光光度法分析其分散效果。掺入浓度为5%~20%的EVA溶液和1.0%~2.5%的纳米CaCO3制备了水泥基复合材料试件(NCC),研究了改性纳米CaCO3对NCC抗压强度的影响,并用SEM对NCC微观结构进行了表征。结果表明:EVA溶液对纳米CaCO3具有良好的分散作用;纳米CaCO3掺量相同时,EVA溶液浓度越大,减水剂掺量越少;当EVA水溶液的浓度为15%,纳米CaCO3掺量为胶凝材料质量的2.0%时,NCC各龄期的抗压强度最高,表面孔隙较少。

基于掺矿粉、粉煤灰的复合胶凝材料体系,研究了自制激发剂SHSA对掺合料-高贝利特硫铝酸盐水泥砂浆的工作性、力学性能的影响,并通过微观测试分析了激发剂的作用机理。结果表明:掺加SHSA后,试件的流动度降低,凝结时间缩短;当掺合料掺量相同时,随着SHSA掺量的增加,掺加矿粉试件的28 d抗压强度提高,掺加粉煤灰试件的28 d抗压强度先增加后降低;随着SHSA掺量的增加,C-S-H凝胶数量增加,钙矾石排列更加紧密,浆体密实度增加,未水化的粉煤灰颗粒出现溶解现象,SHSA激发了掺合料的活性。

为研究海洋环境下海水海砂水泥砂浆抗压强度的时变规律,以水泥种类、服役环境和水灰比为变化参数,设计和制作了210个海水海砂水泥砂浆棱柱体试件,并进行抗压强度试验。基于抗压强度结果和抗压强度-时变曲线,分析了各参数对海水海砂水泥砂浆抗压强度的影响及时变规律。结果表明:在海水浸泡环境下,复合硅酸盐海水海砂水泥砂浆的峰值抗压强度最高,约为普通硅酸盐水泥和抗硫酸硅酸盐海水海砂水泥砂浆抗压强度的2倍;在干湿循环环境下,三种不同水泥种类的砂浆试件总体上前期抗压强度发展较慢,峰值抗压强度均较优,除水灰比为0.6的普通硅酸盐海水海砂水泥砂浆后期强度下降相对较缓外,其余试件后期强度降低较快。

研究了不同质量比的石墨烯-羧基化碳纳米管对水泥基复合材料力学性能的影响。试验结果表明:掺入石墨烯(G)、羧基化碳纳米管(CNT)后,试件的抗压、抗折强度均出现了明显的提高;相较于单掺G和CNT,复掺0.05%的G和0.10%的CNT(G5C10)时,试件的抗压、抗折强度提高效果更显著,28 d的抗压、抗折强度达62.91 MPa和8.52 MPa,相较于对比组分别提高了37.5%和25.8%。MIP和SEM结果表明,G5C10为最佳掺入比例,此时试件的有害孔大幅减少,在微孔隙裂缝等薄弱区域形成致密化结构。

研究了镍铁渣粉掺量对镍铁渣粉-水泥复合胶凝材料标准稠度用水量、凝结时间的影响,分析了镍铁渣粉-水泥胶砂试件的抗压强度、抗折强度,探讨了镍铁渣粉-硅灰-水泥胶砂试件的力学性能。结果表明:镍铁渣粉-水泥复合胶凝材料的标准稠度用水量、凝结时间均与镍铁渣粉掺量呈正相关,而镍铁渣粉-水泥胶砂试件的抗压强度、抗折强度均与镍铁渣粉掺量呈负相关,且镍铁渣粉的掺量不宜大于30%;硅灰能有效改善镍铁渣粉-硅灰-水泥胶砂试件的内部结构,提高其强度,且镍铁渣粉与硅灰的总掺量不宜大于30%,镍铁渣粉和硅灰的质量比不宜小于1。

制备了漂浮植生混凝土,研究了有机硅憎水剂掺量(0、1%、2%、3%、4%)对漂浮植生混凝土性能的影响,分析了其作用机理。结果表明:随着憎水剂掺量的增加,保证浆体流动度满足要求(150~160 mm)的减水剂用量增大,试件的吸水率降低,表面水接触角增大;随着憎水剂掺量的增加,漂浮植生混凝土的抗压强度呈先增大后减小的趋势,软化系数增大,内部环境pH值降低;采用3%憎水剂制备的漂浮植生混凝土的植生性能良好。

研究了玄武岩纤维掺量对全再生粗骨料混凝土抗压和抗折强度、破坏形态、单轴受压应力-应变曲线的影响。结果表明:掺入玄武岩纤维后,试件的抗压强度提高,受压破坏时的整体性更好;随着玄武岩纤维掺量的增加,试件的抗折强度逐渐增大,所有抗折试件均为峰值后脆性破坏;随着玄武岩纤维掺量的增加,试件的峰值应力先增大后减小,峰值应变、静压弹性模量和轴压韧性比总体均呈增大趋势。

利用水泥、粉煤灰和建筑垃圾再生过程中产生的筛底料制备了可控低强度回填材料,研究了灰砂比、粉砂比和水固比对回填材料流动性、抗压强度、应力-应变关系和承载力的影响。结果表明:回填材料的流动度与用水量有关,受灰砂比和粉砂比的影响较小;回填材料的抗压强度与灰砂比和水固比之间存在较好的幂指数关系;回填材料的承载力受灰砂比和浇筑龄期的影响较大,灰砂比越大,达到承载力要求所需的时间越短;控制水泥掺量在36~96 kg/m3之间时,可制备出后期可开挖性满足回填工程要求的回填材料。实际工程中,需根据工期和经济要求选择合理的水泥掺量。

通过正交试验研究了引气剂(十二烷基磺酸钠)、短切玄武岩纤维(BF)和沙漠砂对混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响。结果表明,引气沙漠砂纤维混凝土的最优配合比为引气剂掺量0.003%、沙漠砂替代率40%、短切BF掺量0.1%。