从强度、凝结时间、水化热及混凝土工作性、耐久性等方面比较了5种混凝土早强剂在低温环境下的性能差异,综合评价了市售混凝土早强剂的低温使用效果。结果表明:5℃养护下,早强剂使砂浆7 d强度均有一定程度提高,但1 d强度仍比较低,且会使28 d强度倒缩;早强剂的掺入可促进低温下水泥的水化,使水化诱导期缩短,最大放热速率、放热量增大;掺D、E早强剂对混凝土工作性影响不大,满足实际工程施工性能的要求,可一定程度提高混凝土早期强度,但低温早强效果仍有限,且会导致混凝土后期性能下降。

分别选择天然砂砾石、花岗岩人工骨料开展了C30、C20水工混凝土配合比设计及性能试验,研究了骨料品种对相同强度等级混凝土拌和物性能、力学性能、绝热温升、耐久性能等方面的影响。结果表明:采用天然骨料或人工骨料,以绝对体积法设计、制备的C20W6F300、C30W6F350混凝土的强度、抗渗等级、抗冻等级均能满足设计指标要求;当强度等级相同时,两种骨料制备的混凝土拌和物性能相近,人工骨料混凝土的力学性能、抗裂性、抗冻性均优于天然骨料混凝土,但天然骨料混凝土的渗水高度小于人工骨料混凝土,C20人工骨料混凝土的绝热温升值略高于天然骨料混凝土,但两者的平均温升值相近。

为考察等强度条件下粉煤灰掺量对混凝土抗裂性的影响,通过调整水胶比对15%、20%、25%三种粉煤灰掺量的混凝土进行了等强度设计,并在此基础上开展了胶凝材料水化热及混凝土极限拉伸值、干缩、自生体积变形等热学性能和变形性能测试。结果表明,通过调整水胶比得到的三种粉煤灰混凝土的抗压强度、轴向抗拉强度和抗拉弹性模量基本相当,实现了等强度设计;等强度条件下粉煤灰掺量提高,混凝土的极限拉伸值增加,干缩值降低,自生体积收缩变形减少,开裂敏感性降低;三种混凝土之间的绝热温升差异小于胶凝材料水化热的测试情况,说明孤立地由胶凝材料水化热来评价混凝土的抗温度应力开裂性能是不合适的。

研制了一种具有大流动性、黏聚性好、微膨胀、高抗裂性能和耐久性能的灌缝砂浆。试验结果表明,与普通水泥砂浆相比,所研制的灌缝砂浆初始砂浆扩展度增大了24%,泌水率为0,初终凝时间延缓了10~11h,12d干缩变形率降低了66%,圆环开裂试验90d未发现开裂现象。研制的灌缝砂浆的工作性能、力学性能、抗裂性能和耐久性能均有明显优势。