研究了不同种类、形态的秸秆和粉煤灰复掺对混凝土的工作性、力学性能和保温性能的影响。结果表明,秸秆会降低混凝土的坍落度、表观密度、强度和导热系数,而粉煤灰的掺入能够提高秸秆混凝土的坍落度,但降低其表观密度、强度和导热系数;掺秸秆粉混凝土的工作性、强度和保温性能优于掺秸秆条混凝土;三种秸秆中,掺油菜秸秆混凝土的工作性、强度和保温性能均优于小麦秸秆和玉米秸秆。

采用机械搅拌方式对旧混凝土骨料表面进行了处理,研究了经表面处理后的旧骨料对道路基层干燥收缩的影响。结果表明,经过表面处理后,旧混凝土骨料表面变得光滑,吸水率降低。经表面处理的旧混凝土骨料能够增大基层的强度,并明显降低基层的干燥收缩。与未处理的旧混凝土骨料基层相比,采用500转搅拌处理的旧混凝土骨料基层的7 d无侧限抗压强度增长了18.4%,27 d总收缩量和总失水率分别降低了20.7%和13.4%。

以江苏宜兴产煤矸石为研究对象,对其基本物性进行分析可知,煤矸石的矿物组分以高岭石和石英为主。将煤矸石于不同煅烧温度和不同保温时间下进行活化,利用X射线衍射分析(XRD)和力学强度试验对其活化过程进行研究。结果显示,随着煅烧温度和保温时间的增加,高岭石的分解趋于完全,活化煤矸石水泥强度增加;但煅烧温度过高、保温时间过长,无定形矿物会向稳定状态转变,活性降低。煅烧温度为750℃、保温4h时煅烧煤矸石的活化性能较好。

研究了不同掺量锂渣的水泥浆体强度、自收缩和干燥收缩,并采用压汞法和扫描电镜分析了水泥浆体的微观结构。结果表明锂渣的掺入明显降低了水泥浆体的早期抗压强度、自收缩和干燥收缩,但后期抗压强度下降幅度降低,当锂渣掺量不超过15%时,锂渣可以提高水泥浆体的后期抗压强度。掺15%锂渣的水泥浆体120 d的孔隙率小于纯水泥浆体,且锂渣颗粒表面有大量水化产物生成。同时,锂渣的掺入明显降低水泥浆体10～50 nm的孔隙率,从而降低了水泥浆体的自收缩和干燥收缩。

以江阴某发电厂排放的烟气脱硫石膏为原料,再加工热处理后,研究热处理脱硫石膏水化体系的强度和凝结时间。结果显示,再加工处理温度达150℃时,相应水化体系的施工性能和力学强度较优。采用XRD、DTA/TG、FTIR法分析各再加工热处理石膏水化体系的水化过程发现,二水石膏为各体系中主要的水化产物,且随着石膏再加工温度的不同,各项微观性能测试特征也有所不同,其结果体现与宏观力学强度的变化规律一致。

通过掺加粉煤灰、矿粉、磨细石英砂等矿物掺合料制备了不同强度等级的混凝土,研究了矿物掺合料掺量、种类以及水灰比、混凝土内部不同深度对混凝土内部碱度的影响,并对比分析了不同矿物掺合料混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。研究结果表明,适量的矿物掺合料不仅可节约水泥,优化混凝土结构,提高混凝土抗硫酸盐侵蚀能力,同时对混凝土内部碱度影响较小。混凝土内部碱度分布基本均匀,不同深度的孔溶液中pH值基本一致;且混凝土的水灰比对其碱度几乎没有影响。

将矿粉、粉煤灰、垃圾焚烧飞灰、垃圾焚烧底渣以单掺或1:1二元复掺替代部分水泥后,配制掺合料混凝土,测定其力学强度和拉压比,并利用平板法研究比较各掺合料混凝土的早期抗开裂性能。研究表明,粉煤灰具有适当降低混凝土的脆性和抑制早期开裂的性能,而矿粉的作用与其相反;飞灰对混凝土的早期开裂性能极为不利,在飞灰中复合部分粉煤灰或矿粉,可大大改善混凝土的早期抗裂性能;底渣混凝土因强度太低早期未出现明显的开裂,但在底渣中引入部分矿粉或粉煤灰后,混凝土的抗压强度能比单掺底渣混凝土明显提高,同时该底渣基复合掺合料混凝土的抗裂性能优异。

研究了机制砂对新拌混凝土坍落度、扩展度、含气量以及抗压强度的影响,并探讨了聚羧酸高效减水剂和萘系减水剂在机制砂混凝土中的适用性。结果表明,机制砂的掺入会对混凝土的和易性产生一定影响,新拌混凝土的流动性变差,最多下降了25%。机制砂能够显著改善低强度混凝土的抗压强度。对于机制砂混凝土,萘系减水剂具有更好的适用性,相同配比下能够获得更好的和易性以及更高的抗压强度。

对各种海砂混凝土体系下的钢筋成型钝化膜,再通电加速腐蚀对钢筋进行破钝,并综合电化学方法和钢筋失重率对比研究了各体系下的混凝土中钢筋锈蚀规律。结果表明,淡水拌合淡化海砂混凝土体系中的钢筋耐锈蚀能力较好;随着Cl^-浓度的提高,钢筋的腐蚀行为越严重,但是存在临界Cl^-浓度。经过淡化处理的海砂使其氯离子含量降低至一定值内,是可以代替河砂使用。若直接用海砂来配制混凝土,则需要使混凝土内部生成或者本身带有较强的碱性物质,进而才能抑制高氯离子含量的混凝土体系中钢筋的锈蚀行为。

采用电石渣对Ⅲ级粉煤灰进行增钙煅烧改性,利用XRD对改性Ⅲ级粉煤灰的矿物组成进行分析,测定了掺入改性Ⅲ级粉煤灰的C30混凝土的抗压强度和自收缩,并采用BSEM和纳米压痕仪分析了改性Ⅲ级粉煤灰与水泥浆体的微界面结构及微界面力学性能。结果表明:Ⅲ级粉煤灰经增钙煅烧改性后生成了水硬性矿物β-C2S,水化可生成C-S-H凝胶,改善了Ⅲ级粉煤灰颗粒与水泥浆体的微界面区结构,提高了微界面区的弹性模量和硬度,从而提高了掺Ⅲ级粉煤灰混凝土的强度,并降低了其自收缩。