通过调整胶凝材料组分和总量、机制砂石粉含量等,研究了桥梁用机制砂混凝土的工作性、力学性能、耐久性能。结果表明:当m粉煤灰∶m矿粉为7∶4、胶凝材料总量为400 kg/m3、石粉含量为8%时,所制备的桥梁用机制砂混凝土的初始坍落度和扩展度可达250 mm和630 mm,且经时损失较小,可实现自密实浇筑,60 d抗压强度为70 MPa,28 d碳化深度仅为5.8 mm,56 d电通量为582 C,综合性能良好。

研究了微珠掺量(0、4%、8%、12%、16%)对高石粉含量机制砂C60混凝土的工作性、力学性能和耐久性能的影响。结果表明:掺入适量的微珠能改善高石粉含量机制砂C60混凝土拌合物的流动性,降低1 h坍落度损失和倒筒排空时间,提高力学和耐久性能;当微珠掺量为8%~12%时,高石粉含量机制砂C60混凝土的综合性能最佳。

介绍了秸秆的预处理方式,总结了秸秆纤维混凝土的力学、热工、耐久和抗冲击性能的研究现状,指出了秸秆纤维混凝土在实际应用中存在的问题,并提出了相应的改进措施,最后对秸秆纤维混凝土在我国建筑材料领域的发展前景进行了展望。

在水泥与脱硫灰总掺量(15.00%)不变的情况下,研究了脱硫灰的种类(重钢脱硫灰、鄂钢脱硫灰)和掺量(11.25%、12.00%)对水泥脱硫灰稳定再生骨料混合料力学性能和耐久性能的影响。结果表明:随着脱硫灰掺量的增加,混合料的无侧限抗压强度、间接抗拉强度、抗压回弹模量均降低;相同脱硫灰掺量下,水泥重钢脱硫灰稳定再生骨料混合料的无侧限抗压强度、间接抗拉强度、抗压回弹模量均比水泥鄂钢脱硫灰稳定再生骨料混合料的低;与纯水泥稳定再生骨料混合料(对照组)相比,水泥脱硫灰稳定再生骨料混合料的抗冻性能较差,但干缩性能有明显改善;水泥脱硫灰稳定再生骨料混合料的重金属浸出毒性符合相关标准要求。

研究了Ⅱ级粉煤灰-S75级矿粉复合掺合料的掺量(20%、25%、30%、35%)对核工程混凝土工作性、力学性能和耐久性能的影响,并与单掺和复掺Ⅰ级粉煤灰与S95级矿粉的混凝土进行了对比。结果表明:经超细粉磨后,Ⅱ级粉煤灰和S75级矿粉的颗粒形貌得到改善,趋于圆润光滑;相同掺量下,与单掺和复掺Ⅰ级粉煤灰与S95级矿粉的试验组相比,掺复合掺合料混凝土的工作性更好,力学、抗冻、抗氯离子渗透和抗硫酸盐侵蚀性能更优;随着复合掺合料掺量的增加,混凝土的坍落度、抗压强度、相对动弹性模量和抗压强度耐蚀系数均先增大后减小,质量损失率和氯离子扩散系数均先减小后增大,其最佳掺量为30%。

研究了钢渣和粉煤灰对C30重晶石防辐射混凝土工作性、力学性能、收缩性能、抗冻性能、抗碳化性能以及抗渗性能的影响。结果表明:重混凝土的坍落度随粉煤灰掺量的增加而增加,随钢渣掺量的增加而降低;重混凝土的28 d抗压强度随粉煤灰掺量的增加而先增加后降低,粉煤灰掺量为30%时,28 d抗压强度最大;重混凝土的收缩随钢渣和粉煤灰掺量的增加而降低,粉煤灰掺量为40%、钢渣掺量为30%时重混凝土的60 d收缩最小,为191με;钢渣掺量为30%、粉煤灰掺量为40%时重混凝土冻融循环后的相对动弹性模量降低最小,抗冻性能最好;重混凝土的28 d碳化深度随粉煤灰掺量的增加而线性增加;重混凝土的渗水高度随钢渣和粉煤灰掺量的增加而降低,粉煤灰掺量为40%、钢渣掺量为30%的重混凝土渗水高度最小,为基准组的9.3%,抗渗性能大幅提高。

为了提高钢渣的资源化利用率,利用钢渣制备了矿物掺合料,测试了钢渣粉自身的性能指标,并用钢渣粉取代矿粉配制了C30混凝土,研究了钢渣粉对混凝土力学性能、体积稳定性和耐久性能的影响。结果表明,钢渣粉的掺入可降低胶凝材料体系的总水化热,但对外加剂饱和掺量点和经时损失率影响较大。利用钢渣粉取代矿粉对混凝土的出机工作性影响不大;随着钢渣粉掺量的增多,混凝土的早期强度低,后期强度增进量较大;掺钢渣粉混凝土的收缩率、氯离子渗透系数及碳化深度均高于基准组;将钢渣粉作为矿物掺合料配制混凝土时需控制其掺量。

混凝土内部湿度迁移与温度传导存在耦合作用,温度、湿度耦合作用下的混凝土内部含水率较单一环境存在显著差异。通过高低温交变湿热试验系统模拟大气环境温度、湿度变化,研究了4种不同大气温度(20、40、50、60℃)、4种不同大气RH(30%、60%、90%、98%)条件下混凝土内部含水率的变化规律。结果表明:大气环境温度越高,RH越大,混凝土的含水率越高,且含水率增幅越大;在吸附前5 h内,混凝土的含水率迅速增长,随吸附时间的延长,含水率增长趋势逐渐变缓;当大气温度为40~60℃、大气RH为90%~98%时,混凝土的含水率较大;当大气温度为20~30℃、大气RH为30%~40%时,混凝土的含水率较小;当大气温度为60℃、大气RH为98%时,混凝土的含水率最大,为1.53%;当大气温度为20℃、大气RH为30%时,混凝土的含水率最小,为0.09%;由灰色关联度计算结果可知,与大气RH比较,大气温度对混凝土含水...

对比研究了二元和四元矿物掺合料混凝土的自收缩、电通量、抗硫酸盐侵蚀性能,并利用四元复掺配合比与碳纤维网复合制备了纤维编织网增强混凝土(Textile Reinforced Concrete,以下简称TRC),进行了TRC平板试件的耐久性能研究。结果表明:对比二元复掺混凝土,粉煤灰-矿粉-偏高岭土-石灰石粉四元复合掺合料可以有效减少混凝土试件的早期自收缩,有效提高混凝土的抗氯离子渗透性和抗硫酸根离子侵蚀性,优化混凝土的孔结构,密实界面过渡区;四元复合掺合料与碳纤维编织网复合制备的TRC板具有良好的耐久性能。

为降低喷射混凝土施工回弹率、提高其早期力学性能和长期耐久性能,结合铁路隧道复合式衬砌结构体系对喷射混凝土的性能要求,研发了喷射混凝土用功能材料,并提出低回弹高早强喷射混凝土制备技术。通过试验室试验和工程应用案例,验证了该功能材料配制技术的可行性和使用效果。试验室试验结果表明:喷射混凝土的施工回弹率与其流变参数密切相关,所研发的功能材料与速凝剂复掺可显著提高喷射混凝土的早期力学性能和耐久性能,并降低施工回弹率。工程应用结果表明:采用本文提出的技术后,所制备的隧道初支喷射混凝土的施工回弹率≤10%,喷射混凝土8 h抗压强度≥10 MPa,24 h抗压强度≥15 MPa,56 d电通量<1200 C,满足隧道高性能混凝土的施工要求。