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。

研究了再生粗骨料替代率和骨料包浆对自密实再生混凝土力学性能和抗氯离子渗透性的影响。结果表明:当再生粗骨料替代率分别为30%、60%、100%时,与未包浆再生骨料混凝土相比,预包浆再生骨料混凝土的坍落扩展度分别提高了0.76%、3.33%、5.17%,抗压强度分别提高了5.9%、3.2%、6.1%,劈裂抗拉强度分别提高了5.2%、11.2%、18.2%;随着再生粗骨料替代率的增加,混凝土的电通量值增大,当再生粗骨料替代率分别为30%、60%、100%时,与未包浆再生骨料混凝土相比,预包浆再生骨料混凝土的电通量值分别下降了16.7%、22.9%、8.6%;骨料经过包浆处理后,改善了自密实再生混凝土的力学性能及抗氯离子渗透性。

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-5℃环境条件下,不同掺量的碳酸锂单掺及与硝酸钠复掺对风电灌浆料的流动度、5 h抗压强度和收缩率的影响,并采用HEA膨胀剂进行性能优化。结果表明:碳酸锂的掺入会降低灌浆料的流动度,且随着掺量的增加,流动度的降低幅度增加,硝酸钠对灌浆料流动度的影响相对较小;碳酸锂与硝酸钠复掺能显著提高灌浆料的5 h抗压强度;相较于碳酸锂单掺,碳酸锂与硝酸钠复掺显著提高了水化产物的生成速率,但早期强度发展过快会使灌浆料的收缩较大;当HEA膨胀剂掺量为0.6%~0.8%时,灌浆料具有较好的流动性、抗压强度及微膨胀特性。

通过正交试验研究了粉煤灰掺量、再生细骨料替代率、钢纤维掺量、聚丙烯纤维掺量对再生砂浆的抗压、抗折强度及抗冻性的影响。结果表明,随着钢纤维掺量的增加,抗压、抗折强度明显增大,对砂浆的抗冻性影响不大;聚丙烯纤维对砂浆的强度及抗冻性无显著影响,但可以改变砂浆的脆性;随着再生细骨料替代率的增加,强度及抗冻性均显著增强;随着粉煤灰掺量的增加,砂浆强度及抗冻性明显降低。经过数据拟合,再生砂浆的抗压强度相比抗折强度与抗冻性具有更好的相关性。采用正交分析法得出不掺粉煤灰、再生细骨料替代率为45%,钢纤维掺量为1.5%,聚丙烯纤维掺量为0.1%时,再生砂浆性能最优。在此基础上,通过质量分数为1%、2%、3%、4%的HCl对骨料进行改性处理,结果显示,2%质量分数的HCl改性效果最好。