制备了一种以高性能纤维增强水泥基复合材料为壳体、泡沫混凝土为芯体的新型复合墙板,并对其力学性能、热工性能进行了研究。结果表明:随着纤维掺量的增加,复合墙板的3 d、7 d和28 d抗折强度明显增加,7 d和28 d抗折强度均能达到20 MPa以上,极限抗弯荷载系数为9.0;空心墙板的力学性能与复合墙板基本一致;空心墙板的传热系数较高,为3.20 W/(m2·K),复合墙板的传热系数最低,为0.82 W/(m2·K)。

以磷石膏粉、矿粉、粉煤灰和水泥为主要胶凝材料,水玻璃为激发剂,制备了磷石膏复合胶凝材料,研究了水泥掺量(0、5%、10%、15%)和碱当量(0、2%、4%)对磷石膏复合胶凝材料力学性能的影响,并对适用于磷石膏复合胶凝材料的外加剂种类和掺量进行了分析。结果表明:单掺水泥时,随着水泥掺量的增加,磷石膏复合胶凝材料的抗压强度逐渐增大,且当水泥掺量为15%时,28 d抗压强度最大,为22.9 MPa;单掺水玻璃时,随着碱当量增加,磷石膏复合胶凝材料的抗压强度总体呈逐渐增大趋势,且当碱当量为4%时,28 d抗压强度最大;水泥和水玻璃复合使用时的最佳组合为10%水泥+4%碱当量;与聚羧酸减水剂相比,掺萘系减水剂磷石膏复合胶凝材料的28 d抗压强度最高可达39.4 MPa。

采用普通硅酸盐水泥、气凝胶粉、石墨改性EPS颗粒、发泡剂等制备了干密度约为120 kg/m3的石墨改性EPS颗粒超轻泡沫混凝土,研究了石墨改性EPS颗粒对其密度、力学性能、吸水率、导热系数和孔结构的影响。结果表明:当石墨改性EPS颗粒掺量为30%时,超轻泡沫混凝土的各项性能最优,抗压强度为0.25 MPa,吸水率为10.3%,导热系数为0.0326 W/(m·K);随着石墨改性EPS颗粒掺量的增加,损泡率明显增大,孔径分布和孔结构参数发生明显改变。

为了将工业副产品锂渣应用到混凝土中,试验分析了锂渣的物相成分和化学成分,先将锂渣单掺取代水泥,再将锂渣分别与矿渣、粉煤灰双掺进行混凝土试验,研究了锂渣对混凝土工作性能、力学性能、耐久性的影响。结果表明锂渣在混凝土中等量取代5%~15%的水泥后,混凝土和易性良好,但其掺量大于20%时,随着锂渣掺量的增大混凝土黏稠度增大。粉煤灰与锂渣双掺工作性好于锂渣与矿粉双掺,锂渣的活性被充分激发,掺合料的叠加效应充分发挥。在耐久性方面,锂渣掺量越高,抗裂性越差;双掺锂渣与粉煤灰的抗碳化性能等级属于Q-Ⅳ,随着养护龄期的增加,抗碳化性能增加;固定粉煤灰掺量为10%,锂渣掺量在5%~10%的混凝土完全满足KS30的等级要求。

主要采用单掺抗油剂、双掺矿物掺合料两种方法进行了试验,并且结合上述两种方法的优缺点改进了配制抗油混凝土的方法,采用HYK抗油剂与矿物掺合料进行复掺的方法配制抗油混凝土,效果优于上述两种方式。试验主要研究不同HYK抗油剂掺量、HYK抗油剂与矿物掺合料复掺、矿物掺合料复掺条件对抗油混凝土抗油性能的影响,从混凝土强度增长率、机油渗透率、渗透深度等抗油性能指标表征混凝土的抗油性能,得出C40混凝土中硅灰掺量为6%左右,粉煤灰掺量为15%左右,HYK掺量为6%左右时,混凝土的抗油性能最佳。

为了将工业副产品锂渣应用到混凝土中,试验分析了锂渣的物相成分和化学组成,先将锂渣单掺取代水泥,再将锂渣分别与矿渣、粉煤灰双掺到混凝土中,研究锂渣对混凝土工作性能、力学性能、耐久性的影响。结果表明,锂渣取代10%~20%的水泥后,混凝土和易性良好,但锂渣掺量大于20%时,随着锂渣掺量的增大混凝土黏稠度增大。粉煤灰与锂渣双掺时,混凝土的工作性好于锂渣与矿粉双掺;锂渣掺量在10%~40%时,符合混凝土早期凝结时间要求;混凝土吸水率随着锂渣掺量的增大先增大后减小,并随着养护龄期的增加而降低;采用锂渣与矿粉、粉煤灰双掺技术,有助于提高混凝土的长期抗氯离子渗透性能。

通过设计不同水胶比、钢纤维掺量下超高性能混凝土(UHPC)配合比,比较了T200与min-v漏出时间和流动度的关系,发现T200能较好反映UHPC黏度的变化,与流动度共同表征UHPC的流变性能。采用较短纤维替代长纤维,其质量比小于0.75时,随着短纤维的加入能降低UHPC的黏度;当超过0.75后,长短钢纤维的"墙体效应"作用对流动度的贡献作用降低明显。长短纤维搭配能提高UHPC的综合性能。随着纤维影响因素(k)的增加,流动度先增加后降低;k值的变化与抗压强度和抗折强度呈良好的线性关系。