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%。

以石墨和碳纤维为导电相材料,研究了石墨掺量(2%、4%)和养护方式(标准养护、直接电养护)对混凝土抗压强度和微观结构的影响,分析了直接电养护时间与试件内部温度和电阻率之间的关系。结果表明:掺入适量导电相材料可以改善混凝土的力学性能,提高混凝土的导电性能;直接电养护可以提高混凝土的内部温度,促进水化反应进程,提高混凝土的抗压强度,且对早期抗压强度的提高效果更大;随着直接电养护时间的增加,混凝土的电阻率不断增大,导电性能降低;直接电养护可以有效减小混凝土中凝胶孔的孔径,改善混凝土的孔结构。

研究了建筑垃圾(微粉、再生砂)和钢渣(粉、砂)单、双组分固废对建筑3D打印材料可打印性和力学性能的影响,并优选出了最佳配合比。结果表明:采用单组分固废较难实现固废的大掺量(>50%)利用;与同条件下的单组分固废相比,双组分固废基建筑3D打印材料的可打印性得到一定改善,其中,当m钢渣砂∶m再生砂=1∶1、m钢渣粉∶m微粉=7∶3时,JS4组打印材料的可打印性和可建造性总体上显著优于其他组;与浇筑试件相比,打印试件Y、Z方向的抗折强度相差较小,但X、Y、Z方向的抗压强度明显较低。

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。

制备了漂浮植生混凝土,研究了有机硅憎水剂掺量(0、1%、2%、3%、4%)对漂浮植生混凝土性能的影响,分析了其作用机理。结果表明:随着憎水剂掺量的增加,保证浆体流动度满足要求(150~160 mm)的减水剂用量增大,试件的吸水率降低,表面水接触角增大;随着憎水剂掺量的增加,漂浮植生混凝土的抗压强度呈先增大后减小的趋势,软化系数增大,内部环境pH值降低;采用3%憎水剂制备的漂浮植生混凝土的植生性能良好。

研究了不同母岩岩性、石粉含量、泥粉含量和类型与机制砂MB值的关系,确立了轨道交通工程用混凝土性能的主要影响因素,以实现对机制砂MB值的定量调控。以轨道交通工程典型C20、C35和C50混凝土为研究对象,开展了MB值对其工作性、抗压强度和抗氯离子渗透性的影响研究。结果表明:MB值主要取决于机制砂中的泥粉含量和类型,与母岩岩性和石粉含量的关系不大;MB值的增加会显著降低混凝土的工作性,混凝土强度等级越高对工作性的敏感程度越高,且对掺聚羧酸减水剂混凝土工作性的劣化效果比掺萘系减水剂更显著;当MB值在0.85~2.00之间时,三种混凝土的抗压强度均有不同程度的提升,达到最大值后,抗压强度出现不同程度的下降,C50混凝土的下降幅度最大;适当的MB值可以提高C35混凝土的抗氯离子渗透性;C50混凝土的抗氯离子渗透性会随着MB值的提高而逐渐降低。

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。