对透水型生态混凝土在不同浓度硫酸盐干湿循环条件下进行了侵蚀试验,测定了透水型生态混凝土的抗压强度耐蚀系数、相对动弹性模量和质量变化率。并辅以SEM电镜和EDS成分分析,探究了不同浓度硫酸盐侵蚀下试件微观损伤过程和侵蚀破坏规律。试验结果表明:在硫酸盐干湿环境下,透水型生态混凝土的抗压强度耐蚀系数、质量变化率均呈现出先上升再下降的变化趋势。浓度越高,侵蚀破坏的周期越短。通过微观分析发现,试件侵蚀产物多为硫酸钠结晶、钙矾石和石膏以及少量碳化碳硫硅钙石结晶。此外,实验室烘干会加速试件本身和侵蚀结晶碳化,生成碳硫硅钙石结晶。

将碳纳米管(CNTs)作为导电填料制备了碳纳米管水泥基复合材料(CNT/CC),分别研究了CNT/CC在不同温度、湿度下的电阻率变化规律,探讨其作为本征型温、湿度传感器的可行性。结果表明,试件在25~55℃区间内具有较好的温敏性,CNTs掺量为0.5%的CNT/CC试件单位温度内电阻率变化率在1.5%以上,且在升温和降温条件下,电阻率变化率随温度线性变化的相关系数分别为-0.950和-0.984;试件内部含水率在0.6%~6.0%时的湿敏性能最佳,且CNTs掺量为0.5%的试件电阻率变化率最大,达到91.2%。

研究了高温作用下素混凝土、玄武岩纤维混凝土、玄武岩-高吸水树脂混凝土及玄武岩-纤维素混杂纤维混凝土的力学性能,建立了高温作用后混凝土的抗压强度预测模型。结果表明:纤维的掺入能够提高混凝土的耐高温性能;对于抗压强度,玄武岩-纤维素混杂纤维混凝土的抗压强度值最高,400℃时,其抗压强度相较素混凝土提高了36.3%;对于抗折强度,玄武岩和高吸水树脂混掺对混凝土抗折强度的提升效果最优;建立的高温作用下混凝土抗压强度预测模型的精度较高。

对基准混凝土(JZ)、聚丙烯细纤维混凝土(PPF)、粗纤维混凝土(PPM)以及混掺纤维混凝土(PPC)进行了抗压试验,并结合其内部损伤发展情况,研究了多尺度聚丙烯纤维混凝土的力学性能、破坏后的外貌形态以及损伤演化过程的差异。根据混凝土受力状态、声发射参数与损伤程度之间的关系,得出了纤维混凝土应力-时间-振铃计数率曲线与损伤变量D-时间曲线,探究了纤维在混凝土受压状态下的工作原理。结果表明,聚丙烯纤维的掺入可以改善混凝土破坏后的完整度,提高混凝土的抗压强度、残余强度及延性等力学性能,有效抑制了混凝土裂缝的产生与发展。

分析了生活垃圾焚烧炉渣的各项性能指标,并将其经多道水洗、筛分等工艺制成再生骨料,利用再生骨料取代天然砂石制备了透水混凝土。结果表明:生活垃圾焚烧炉渣的粒径分布较优,基本满足Ⅱ类建设用砂标准要求;再生骨料透水混凝土的抗压强度均低于基准组,透水系数均大于10 mm/s;随着再生骨料(处理后)取代率的增加,试件的28 d抗压强度逐渐降低;在取代率为100%的情况下,与未处理再生骨料透水混凝土相比,处理后再生骨料透水混凝土的抗压强度提高了43.1%。

为配合中国建筑学会《混凝土抗氯离子渗透性的交流电测量方法》评价标准的建立,采用了交流电测法、电通量法(ASTM C1202)和快速氯离子扩散系数法(RCM)三种试验方法,定量评价了普通、高强和高性能混凝土抗Cl-渗透的能力。结果表明,当水灰比、粉煤灰及矿渣粉掺量变化时,交流电测法在多数情况下具有较好的适应性;交流电测法与ASTM C1202法、RCM法具有良好的相关性,相关系数分别为0.940 86、0.770 89。

针对现有酚酞试剂法无法精确测定混凝土碳化程度的不足,基于热重法定量分析CaCO3含量的试验原理,利用TA-Q500热重分析仪在原材料相同的条件下对不同水灰比及龄期条件下的混凝土碳化深度进行了检测,并阐述了该方法的具体操作步骤。结果表明:与酚酞试剂法相比,热重分析法可以定量分析碳化混凝土中的Ca(OH)2和CaCO3含量,具有快速、方便的特点,且受环境和人为因素的影响较小,测试结果相对稳定准确。

研究了不同掺量的碳纤维对川藏线极温冻融环境下混凝土耐久性能的影响。通过快速水冻水融法,测试了川藏-27~40℃极温循环下碳纤维增强混凝土的抗冻指标,包括相对动弹性模量、质量损失率、失水量。结果表明,随着冻融循环次数的增加,所有试件的质量损失率在冻融前期变化一致;冻融70次后,随着碳纤维掺量的增加,质量损失率先减小后增大,掺量为0.24%时的质量损失率最小;相对动弹性模量随着掺量的增加先增大后减小,且当掺量为0.24%时达到最大;冻融过程中,碳纤维掺量对失水量的影响较小。

透水混凝土是“海绵城市”理念中的重要一环,对于减轻排水系统负担、缓解城市热岛效应、吸声降噪等具有积极作用。外掺材料的不同直接影响透水混凝土的力学性能、透水性能、抗冻融性能等,基于此,叙述了传统化学外加剂、复掺矿物掺合料和化学外加剂、树脂类聚合物改性剂、增强增韧材料对透水混凝土性能的影响,并对其研究方向进行了展望。

为了进一步完善外包钢加固环形混凝土电杆的受弯承载力计算方法,基于空心钢管混凝土结构理论,考虑环形混凝土电杆纵向受力钢筋对加固后构件受弯承载力的贡献,利用ABAQUS软件,建立有限元计算分析模型,分析了外包钢强度和厚度对加固构件受弯承载力的影响规律。结果表明,采用外包钢加固环形混凝土电杆,受弯承载力随着外包钢的壁厚和强度增大而增大。将环形混凝土电杆纵向受力钢筋等效为外包钢,根据空心钢管混凝土结构理论,计算外包钢加固环形混凝土电杆的受弯承载力,其计算结果与有限元计算结果进行比较,由此确定截面面积等效系数为0.4,从而建立了实用的受弯承载力计算公式。