研究了不同硅灰掺量对超高性能混凝土(UHPC)拌合物性能、力学性能的影响,并通过水化程度、孔结构、界面黏结强度等测试方法探讨了硅灰对UHPC性能的提升机理。结果表明,掺入硅灰可从微观和细观层面促进水泥水化、优化孔结构、提升钢纤维与基体的黏结性能,从而提升UHPC的力学性能。当硅灰掺量在20%范围内时,提升效果随着硅灰掺量的增加而增大;当硅灰掺量超过20%时,硅灰的高需水量特性开始显现,使得UHPC拌合物的黏度大幅增加,不利于浇筑成型和气泡排出,使UHPC内部缺陷增多导致其抗压强度下降;硅灰在UHPC中的推荐掺量为10%~20%。

分析了两类超高性能混凝土(UHPC)在装配式建筑中的应用前景与相应的质量指标体系。结果表明:结构类超高性能混凝土可用于装配式浆锚搭接与装配式预制构件中,建议其抗压强度不低于120 MPa、抗弯强度不低于14 MPa、抗拉强度不低于7 MPa;装饰类超高性能混凝土可用于装配式建筑外墙装饰,建议其抗压强度不低于100 MPa、抗弯强度不低于10 MPa、抗拉强度不低于5 MPa;装配式建筑用超高性能混凝土的28 d干缩不宜大于300με,3 d自收缩不大于800με,28 d氯离子扩散系数不宜大于0.30×10^-12 m^2/s。

以轻骨料混凝土技术为基础,开展装配式建筑预制轻质保温墙体系统设计,并对保温墙体系统性能进行了综合测试分析。研究结果表明:与相同强度等级的普通混凝土相比,轻骨料混凝土保温墙体的防水性能不及普通混凝土,其与FRP拉接件的抗拉拔承载力和抗剪承载力分别降低了12%和13%,系统自重减轻了23%;设计了由轻骨料混凝土内叶墙板100 mm、XPS保温板40 mm、轻骨料混凝土外叶墙板55 mm和面砖饰面层组成的预制轻骨料混凝土夹心保温外挂墙板系统,可满足65%的建筑节能设计要求和防水要求。

研究了低速搅拌、高水胶比下,减水剂、硅灰、粉煤灰及膨胀剂对压浆料的流动性、泌水率以及抗压强度等性能的影响规律,在此基础上优化了配合比,制备了普通低速搅拌下高水胶比压浆料。试验结果表明,在转速低于300 r/min、0.42高水胶比情况下,可以制备出初始流动度为25.5 s、不泌水、各项性能均满足实际工程应用要求的预应力孔道压浆材料。该制备技术在简化施工工艺的同时降低材料成本约231元/吨,对促进预应力孔道压浆材料的技术改进具有重要的意义。

采用砂浆稠度仪对低水胶比(水胶比0.16)水泥净浆的屈服剪切强度和塑性黏度进行定性表征,分析了矿物掺合料对低水胶比高强混凝土在流变学方面的意义。开展了常规原材料及工艺条件下C100高强混凝土的配比研究,分析了每m^3胶凝材料用量、水胶比、砂率等因素对高强混凝土强度影响,基于浆骨比设计理论对混凝土配合比设计方法进行优化,提高混凝土的工作性能。对优选配比的C100高强混凝土综合性能测试结果表明,混凝土具有较好的工作性能、力学性能和耐久性能,具有早期抗裂性能好、干燥收缩小、徐变系数低的特点,在混凝土预制构件中具有较好的应用前景。

钢矿粉(钢渣粉∶矿粉=3∶7)的水化产物种类与水泥类似,主要为C-S-H凝胶、Ca(OH)2以及AFt晶体等,其用于混凝土时与水泥、粉煤灰等原材料适应性良好。夏季条件下,基于钢矿粉与粉煤灰复配的绿色生产技术用于PC构件混凝土制备时,混凝土性能良好、满足设计要求,且经济和环境效益明显,具备应用推广可行性。

通过混凝土中性化深度测试并综合XRD、SEM、EDS、X-CT等微观测试手段对既有污水混凝土构筑物表层混凝土的腐蚀深度进行定量化表征。对污水混凝土构筑物内部混凝土力学性能、微观性能、内部钢筋锈蚀情况、氯离子含量分布进行测试,确认内部混凝土的腐蚀情况。通过污水水质分析推测污水混凝土构筑物腐蚀破坏的可能原因。结果表明,既有污水混凝土构筑物表面往下深度5 mm以内的混凝土受腐蚀较为严重,表面往下5~22 mm深度范围内的混凝土发生轻度的钙溶蚀,距腐蚀表面深度大于22 mm的内部混凝土未受腐蚀,污水构筑物表层混凝土受腐蚀的主要原因为有机物在微生物作用下形成的酸溶蚀。