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%。

采用石墨和碳纤维作为导电相材料制备了导电混凝土,研究了导电相材料的掺量和掺入方式、水胶比、养护龄期以及施加电压对导电混凝土导电性能的影响。结果表明:单掺时,随着石墨或碳纤维掺量的增加,试件的电阻率降低,导电性能提高;复掺石墨与碳纤维试件的电阻率比单掺石墨或碳纤维的试件更低,导电性能更好,最佳复掺比例为石墨6%+碳纤维1.0%;试件的电阻率随着水胶比、施加电压的增加而减小,随着养护龄期的增加而增大;与单掺组试件相比,复掺组试件的电阻率受水胶比、施加电压和养护龄期的影响相对较小。

为研究聚丙烯纤维(PP纤维)、耐碱玻璃纤维(BX纤维)、钢纤维(GX纤维)对超高性能混凝土(UHPC)电杆力学性能和耐久性能的影响,在前期掺量优选试验基础上,采用卧式离心工艺成型了规格为φ190×12×M×BY的UHPC电杆,并进行了力学性能和耐久性能试验。结果表明:不同纤维种类对UHPC折压比的影响从高到底依次为:GX纤维、BX纤维、PP纤维;三种纤维均可提高UHPC的耐久性,但效果不显著;三种纤维对UHPC电杆力学性能的影响由高到低依次为:GX纤维、BX纤维、PP纤维;三种纤维UHPC电杆均满足相关标准要求,考虑电杆外观和经济性,可使用PP纤维和BX纤维生产UHPC电杆。

结合前期的研究成果及在制定T/CSTM 00040—2019《透水混凝土试验方法》团体标准中的创新思路,积极探索了透水混凝土成型方式及评价新拌透水混凝土工作性、透水混凝土透水性能的科学方法,以保证评价指标的科学准确性及与工程实际的一致性。

通过试验分析了乳液混合液固含量、聚灰比和淀粉醚对漆膜干燥时间、砂浆凝结时间、力学性能和砂浆施工性的影响。结果表明,环氧树脂乳液混合物固含量越高,其漆膜的干燥时间越短。随着聚灰比的增大,水性环氧水泥砂浆的凝结时间越长。当聚灰比为5%~10%和10%~15%时,水性环氧水泥砂浆分别可以达到Ⅱ级标准和Ⅰ级标准。当淀粉醚的掺量在0.3‰~0.5‰时,可以显著改善水性环氧砂浆的抗流挂和涂抹顺滑性。

基于现有的透水混凝土模型,提出了透水混凝土骨料挂浆厚度试验和计算方法。同时研究了骨料粒径、水灰比、硅灰掺量和胶粉掺量对骨料表面挂浆厚度的影响。试验结果表明,骨料粒径对骨料挂浆厚度影响较小;随着水灰比的增大,掺入硅灰的净浆挂浆厚度明显减小,掺入胶粉的净浆挂浆厚度基本不变;随着硅灰掺量的增加,骨料挂浆厚度随之增大,但增长速率有所减小;随着胶粉掺量的增加,骨料挂浆厚度先增大后减小。

采用硅灰和可再分散乳胶粉对透水混凝土进行改性,研究了两者对透水混凝土浆体扩展度、力学性能、透水性能和抗冻性能的影响。结果表明,硅灰会提高浆体的黏度、降低浆体的扩展度,提高透水混凝土的力学性能和抗冻性能,但会降低其透水性能,脆性增大,推荐硅灰掺量为2%～4%;可再分散乳胶粉会改变浆体黏度,调节透水混凝土浆体的工作状态,降低透水混凝土强度,改善透水混凝土的脆性,推荐可再分散乳胶粉的掺量为2%～4%,可以获得较好的综合性能。

研究了普通混凝土、矿粉混凝土、硅灰混凝土以及复掺矿粉、硅灰混凝土的坍落度、抗压强度和抗渗、抗硫酸盐侵蚀性能。试验结果表明,矿物掺合料可以明显改善混凝土的性能,掺合料种类和掺入比例直接决定了混凝土性能的改善效果;且复掺矿粉、硅灰混凝土的性能优于单掺矿粉、单掺硅灰组;当矿粉掺量20%、硅灰掺量5%时,混凝土的抗压强度、抗渗性能和抗硫酸盐侵蚀性能最好。

为了探究聚乙烯醇(PVA)纤维和聚丙烯(PP)纤维应用于混凝土中的稳定性,配制了不同浓度的NaOH溶液来模拟混凝土的碱性环境,同时采用加速腐蚀的方法对两种纤维进行碱溶液腐蚀处理,分别测试不同时间段两种纤维的直径和力学性能,并通过电镜观察纤维的表面变化情况。试验结果表明,随着浸泡时间的延长,两种纤维的直径都有所增加,强度都逐渐减小,但PP纤维的耐碱性能优于PVA纤维;碱溶液浓度越高,对纤维的腐蚀就越严重。微观形貌分析表明,相同条件下,PVA纤维比PP纤维受腐蚀更为严重。

对硫酸盐和氯盐复合溶液浸泡下的钢筋锈蚀规律进行了试验研究,探讨了弯曲荷载对钢筋锈蚀的影响。采用电化学方法评价钢筋的腐蚀状况,用钢筋锈蚀电位和钢筋锈蚀速率反映钢筋的锈蚀程度。根据钢筋锈蚀产物在混凝土最外边缘拉裂处所产生的环向拉应力定义混凝土受钢筋锈蚀影响的损伤度Ds,建立了损伤度与锈蚀电流密度、锈蚀时间的方程,并进行了模型验证。