采用珊瑚砂、空心玻璃微珠两种轻质材料等比例取代石英砂制备了超高性能混凝土(UHPC),并对其表观密度和力学性能进行了研究。试验结果表明:珊瑚砂经过预处理后可以取代石英砂制备UHPC,表观密度降低了10.5%;空心玻璃微珠取代10%的石英砂制备的UHPC表观密度降低了11.5%;将珊瑚砂与空心玻璃微珠复合作为骨料制备出的UHPC表观密度降低了20.2%。

利用珊瑚砂取代天然河砂进行混凝土的配合比设计,系统研究了珊瑚砂混凝土的抗折强度、抗压强度、劈裂抗拉强度、干燥收缩以及早期抗开裂性能,同时用相同配合比参数的河砂混凝土进行对比。此外,还对珊瑚砂混凝土的抗氯离子渗透性、抗碳化性等耐久性以及水化产物的微观结构进行了分析。试验结果表明,珊瑚砂混凝土的抗压强度要低于河砂混凝土,而抗折强度、劈裂抗拉强度则相差不大;珊瑚砂混凝土的干燥收缩性能、早期抗开裂性能、抗氯离子渗透性以及抗碳化性均要好于河砂混凝土。珊瑚砂混凝土和河砂混凝土的28d水化产物基本相同,都含有Ca(OH)_2,钙矾石AFt,CaCO_3和C-S-H凝胶。珊瑚砂由于其凸凹多孔,使得其界面过渡区的黏结力要大于河砂混凝土,这极大改善了其界面的结构性能。

利用珊瑚骨料取代传统骨料进行混凝土配合比设计,系统研究了水胶比、砂率和胶凝材料用量三个因素对珊瑚骨料混凝土性能的影响,并通过XRD、SEM等测试手段对珊瑚骨料混凝土的微观结构进行了分析。试验结果表明,珊瑚骨料混凝土的抗压强度随着水胶比的增大先增大后减小,随着砂率的增大先增大后减小,随着胶凝材料用量的增加先增大后减小,胶材用量为440kg/m^3时,抗压强度达到最大值;珊瑚骨料混凝土和普通混凝土的28d水化产物基本相同,都含有Ca(OH)_2、Aft、CaCO_3和C-S-H凝胶。珊瑚骨料内部多孔的微观结构使珊瑚骨料-水泥浆体的界面黏结力较普通骨料-水泥浆体的界面黏结力大,改善了混凝土界面结构性能。

磷石膏矿渣基水泥是一种新型环保免烧型胶凝材料,采用45%的磷石膏、49%的矿渣、2%的钢渣和4%的硅酸水泥熟料经混合、粉磨而成。因目前磷石膏矿渣基水泥混凝土还没有明确的配合比设计方法,故采用三种常用的混凝土配合比设计方法对磷石膏矿渣基水泥混凝土的配合比进行设计和配制。结果表明,全计算法无论是胶凝材料用量还是砂率均在普通法和简易法之间,包裹程度较好,无漏石、泌水现象,较适用于C40磷石膏矿渣基水泥混凝土的配制。