水泥是水泥混凝土的重要组成材料之一,其性能对混凝土的工作性能、力学性能和耐久性能有重要的影响。水泥的颗粒特征又是决定其性能的关键因素。本文采用激光粒度分析结合分形理论对6种通用硅酸盐水泥的性能进行了评价。结果表明,水泥粒度分布的分形维数与水泥比表面积和中位粒径等有着良好的相关性,可以作为反映水泥颗粒特征的综合性参数。

针对石屑应用引起的细骨料性质波动,探究了石屑石粉含量、取代海砂比例对混凝土工作性、强度的影响,并提出了混凝土工作性调整的相关建议。结果表明,石粉含量每增加1%,外加剂适宜掺量需增加0.054%;当砂率小于41%时,石屑对混凝土工作性影响可不予考虑,当砂率大于41%时,应控制石屑比例不超过60%;当砂率为43%,石屑比例为40%时,中低强度等级混凝土的和易性、黏聚性达到最佳;混凝土外加剂与等效砂浆外加剂适宜掺量关系为:y=0.88x+0.39,可为细骨料波动下混凝土外加剂调整提供参考。

通过最紧密堆积理论设计了生态型超高强混凝土(UHSC),研究了粉煤灰、矿粉以及礁石粉对UHSC流变性能、抗压强度以及水化过程的影响,并对其环境影响进行了评价。结果表明,相比之下,矿粉的加入能够降低UHSC浆体的屈服应力与塑性黏度,提高UHSC的流动度,塑性黏度最低降到3.04Pa·s,UHSC流动度增加到304mm;矿粉对UHSC的早期和后期抗压强度提高较明显,分别提高了14.4%、10%,而粉煤灰、礁石粉会降低UHSC的早期强度;矿粉、粉煤灰以及礁石粉会延缓UHSC的水化反应过程,降低72h的水化放热总量,且降低UHSC对环境的影响。结合紧密堆积理论,采用辅助胶凝材料部分取代水泥、选择较低的减水剂掺量(2.5%)的方法可以制备出生态型超高强混凝土。

对比研究了硅铬渣、水淬铬渣和高碳铬渣三种物质的物性和它们替代砂作为建筑材料的力学强度、收缩值和铬表面浸出等的差异。研究结果表明,高碳铬渣可经破碎后用于代替碎石,作为混凝土中的粗骨料使用,硅铬渣、水淬铬渣可作为混凝土中的细骨料使用。