研究了钢渣-矿渣-粉煤灰复合微粉混凝土的抗冻性能,分析了冻融循环前后复合微粉混凝土的抗压强度和动弹性模量变化规律。结果表明:当m钢渣∶m矿渣∶m粉煤灰=2∶1∶1时,复合微粉的最优掺量为50%;当m钢渣∶m矿渣∶m粉煤灰=1∶2∶1时,复合微粉的最优掺量为10%;当m钢渣∶m矿渣∶m粉煤灰=1∶1∶2时,复合微粉的最优掺量为40%;当m钢渣∶m矿渣∶m粉煤灰=1∶3∶1时,复合微粉的最优掺量为30%。

基于Drucker-Prager准则对C30、C40再生混凝土动、静态荷载作用下的破坏机理与破坏形式进行了分析。结果表明:在静态荷载作用下,再生混凝土的破坏过程可分为四个阶段,主要表现为由脆性破坏向塑性破坏的转变;动态荷载对再生混凝土的动态抗压强度具有增强效应;在动态荷载作用下,再生混凝土主要表现为粉碎破坏,并随着冲击气压的增加,粉碎程度提高,再生混凝土的应力-应变曲线均呈先上升后下降的趋势,且上升段的斜率随冲击气压的增加而增大,而下降段的斜率相似,总体呈现从应变硬化发展为应变软化的现象。

研究了冻融循环、干湿循环、冻融循环+干湿循环、冻融-干湿耦合循环对不同替代率废玻璃骨料混凝土耐久性能的影响。结果表明:与未冻融、未干湿试件相比,经历冻融循环、冻融循环+干湿循环、冻融-干湿耦合循环试件的抗压强度降低、质量损失率增大,而经历干湿循环试件的抗压强度提高、质量损失率减小;不同损伤机制对废玻璃混凝土耐久性能的影响程度由小到大顺序为干湿循环<冻融循环+干湿循环<冻融循环<冻融-干湿耦合循环。

基于正交试验研究了微珠、硅灰、矿粉对超高强灌浆料流动度及抗压强度的影响,并通过极差分析得到了较优配合比。结果表明:微珠能有效改善灌浆料的流动度,且掺入适量微珠能提高灌浆料的后期抗压强度;硅灰掺入会增大灌浆料的需水量,使其流动度降低,但掺入适量硅灰能提高灌浆料的1 d抗压强度;矿粉对灌浆料的流动度及抗压强度的提高均有利;当微珠、硅灰、矿粉的掺量分别为胶凝材料总质量的7%、4%、7%时,制备的灌浆料各项性能满足GB/T 50448-2015《水泥基灌浆材料应用技术规范》中Ⅲ类灌浆料的要求。

研究了聚乙烯醇(PVA)纤维的长度(3 mm、6 mm、12 mm)和体积掺量(0、0.1%、0.3%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%)对轻骨料混凝土抗压和劈裂抗拉性能的影响,并对PVA纤维轻骨料混凝土的抗压强度尺寸效应进行了研究。结果表明:随着PVA纤维长度和体积掺量的增加,轻骨料混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度基本均呈降低趋势,当PVA纤维长度为3 mm、体积掺量为0.1%时,轻骨料混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度达到最大;PVA纤维轻骨料混凝土的抗压强度尺寸效应较为显著,建立的PVA纤维轻骨料混凝土抗压强度尺寸效应公式与试验结果吻合良好。

采用了体积掺量25%的泡沫与陶粒复合制备了不同密度等级(800、1000、1200、1400)的大流动性陶粒泡沫混凝土,研究了微硅粉掺量对其性能影响,测试了陶粒泡沫混凝土的流动性、不同龄期的抗压强度、劈裂抗拉强度、吸水率、导热系数等。结果表明:引入泡沫可使混凝土的坍落度大于240 mm,具有大流动性的同时有效解决了陶粒易上浮的问题;微硅粉的掺入提高了陶粒泡沫混凝土的力学性能,且密度等级越低,微硅粉的提高效果越明显;陶粒泡沫混凝土的孔隙率和吸水率随陶粒掺量的增加而增加,随微硅粉掺量的增加而降低;陶粒可以改善混凝土的保温性能,其导热系数随陶粒掺量的增加而降低。

研究了水胶比、胶砂比、矿物掺合料的类型及掺量对超高性能混凝土(UHPC)工作性和力学性能的影响。结果表明:适当增大水胶比和胶砂比、掺入适量矿物掺合料均对UHPC的工作性有积极影响;随着水胶比的增加,UHPC的抗压强度基本呈降低趋势;胶砂比对UHPC抗压强度的影响不明显;掺入适量矿物掺合料(硅灰+超细粉煤灰微珠)可显著提高UHPC的28 d抗压强度。综合考虑工作性和力学性能,UHPC的推荐配合比为:水胶比控制在0.16~0.18,胶砂比控制在1.00~1.15,矿物掺合料(硅灰+超细粉煤灰微珠)总掺量控制在25%~35%,超细粉煤灰微珠掺量控制在15%~25%。

研究了减缩剂(SRA)掺量对超高性能混凝土(UHPC)抗压强度、抗折强度、自收缩和干燥收缩的影响。结果表明:随着减缩剂掺量的增加,UHPC的自收缩和干燥收缩显著降低,特别是早期自收缩减小效果更为明显,但同时会降低试件的抗压强度、抗折强度,且随着减缩剂掺量的增加,抗压强度不断降低。

研究了一种黏度改性材料或石灰石粉与矿粉复掺对清水混凝土力学性能、抗渗性能和外观质量的影响。结果表明:用8%的黏度改性材料或15%的石灰石粉与矿粉复掺对提高清水混凝土的抗压强度、降低其电通量和氯离子扩散系数的效果相对较好;复掺黏度改性材料或石灰石粉制备的清水混凝土外观颜色偏亮,表面平整光滑,气泡较少。

用陶砂部分替代河砂制备了3D打印砂浆,并对该砂浆的流动性、抗压强度以及微观孔结构进行了研究。试验结果表明:砂浆的流动度在170~180 mm时具有良好的可打印性;随陶砂掺量的增加,3D打印砂浆的抗压强度降低,当陶砂的体积掺量为30%时,砂浆试件28 d的抗压强度为14.7 MPa;随着陶砂掺量的增大,砂浆3 d龄期的孔隙率呈现先增大后减小的趋势,其中,陶砂体积掺量为30%时,砂浆的孔隙率最小,此时无害孔和少害孔所占的比例最大。