开展了2根超高性能混凝土(UHPC)梁和1根钢筋混凝土(RC)梁的对比试验研究,得到了3根构件的承载力-挠度曲线、裂缝开展图和跨中截面应变图。结果表明:UHPC梁的受力过程可分为弹性阶段、裂缝开展阶段、屈服阶段和完全破坏阶段;钢纤维可以防止构件发生斜拉破坏;UHPC梁具有刚度大和延性大的特点;UHPC梁的开裂荷载高于RC梁,正截面承载力计算时不能忽略UHPC的抗拉强度。

制备了一种以高性能纤维增强水泥基复合材料为壳体、泡沫混凝土为芯体的新型复合墙板,并对其力学性能、热工性能进行了研究。结果表明:随着纤维掺量的增加,复合墙板的3 d、7 d和28 d抗折强度明显增加,7 d和28 d抗折强度均能达到20 MPa以上,极限抗弯荷载系数为9.0;空心墙板的力学性能与复合墙板基本一致;空心墙板的传热系数较高,为3.20 W/(m2·K),复合墙板的传热系数最低,为0.82 W/(m2·K)。

对夏季高温日晒、风吹的施工环境进行了模拟,考察了采取两种养护措施和掺加三种特殊材料对混凝土在此模拟环境下早期收缩性能的影响。通过复掺聚丙烯纤维和膨胀剂,研制了一种在夏季施工环境下10d内几乎不产生收缩的混凝土,并对在夏季环境下混凝土的养护提出了具体的建议。

研究了超硫酸盐水泥（简称SSC）胶凝材料体系中矿粉、石膏和水泥熟料的粒径变化对其力学性能的影响，借助激光粒度分析仪和扫描电子显微镜分别分析粉料粒度分布和SSC试件的微观形貌，得出从粉料粒径角度提高SSC力学强度的相关方法。研究表明，矿粉粒径对力学强度影响最为明显，随着矿粉粒径变小，力学强度呈现增大的变化趋势。矿粉比表面积为545m2/kg的试件相对于比表面积为227m2/kg的试件28d抗压强度增加31.8%；石膏粉磨至比表面积为350~450m2/kg比较适宜，不磨或粉磨时间过长对力学强度均有不利影响；水泥熟料粒径对力学强度影响相对较小，粉磨至比表面积高于350m2/kg就可以满足SSC的配制强度要求。

骨料种类、级配、最大粒径、粒形及砂率均能影响超高强混凝土的工作性能和抗压强度。试验结果表明，选用最大粒径为16mm且10-16mm碎石占70%的卵碎石为骨料，采取40%的砂率配制的自密实混凝土标准试块90d抗压强度能达到145.8MPa。

通过设计不同水胶比、钢纤维掺量下超高性能混凝土(UHPC)配合比,比较了T200与min-v漏出时间和流动度的关系,发现T200能较好反映UHPC黏度的变化,与流动度共同表征UHPC的流变性能。采用较短纤维替代长纤维,其质量比小于0.75时,随着短纤维的加入能降低UHPC的黏度;当超过0.75后,长短钢纤维的"墙体效应"作用对流动度的贡献作用降低明显。长短纤维搭配能提高UHPC的综合性能。随着纤维影响因素(k)的增加,流动度先增加后降低;k值的变化与抗压强度和抗折强度呈良好的线性关系。

本研究着力于超硫酸盐水泥在大体积混凝土中的应用,通过研究其物理性能、力学性能,分析在混凝土中应用的可行性;通过测试水化温升,分析在大体积混凝土中的应用优势;通过扫描电镜(SEM)分析水化产物形貌。试验结果表明,超硫酸盐水泥混凝土流动性能较好,且其工作性能优于普硅水泥配制的混凝土。对于超硫酸盐水泥体系的混凝土强度,标准养护条件下稍高于在常温条件下养护的试块。随着龄期增长,混凝土抗压强度都在增长,且增长速率逐渐降低。超硫酸盐水泥体系的强度低于普硅水泥体系,但是后期强度增长速率明显高于普硅水泥体系。超硫酸盐水泥体系的水化温升低于普硅水泥。超硫酸盐水泥体系的主要水化产物为"鱼鳞片"状的水化硅酸钙和钙矾石。

钢管混凝土的设计应满足自密实填充要求的同时,具有合适的膨胀性能。试验在保证C60混凝土工作性能的基础上,研究了膨胀剂掺量对混凝土工作性能、强度和膨胀性能的影响,配制出C60自密实膨胀钢管混凝土。当膨胀剂掺量为10%时,混凝土自由膨胀率范围在0.07%-0.09%,限制膨胀率范围为0.02%-0.035%,同时由混凝土工作性和强度变化规律,得出膨胀剂掺量不宜超过10%,并通过混凝土膨胀性能的分析研究单向限制膨胀率与自由膨胀率的相关性规律,两者具有较好的相关性,但膨胀剂掺量会影响这二个膨胀指标的相关性规律。

研究了白云石的易磨性,并研究了粉磨30min的白云石粉等质量替代不同胶材组分对净浆和混凝土工作性能、抗压强度及砂浆体积稳定性的影响。结果表明,球磨30min时,白云石粉中位粒径为2.84μm,继续延长粉磨时间,白云石粉易团聚；在0~15%范围内,用磨细白云石粉替代水泥、矿粉和粉煤灰可提高浆体的工作性能,但会降低抗压强度；对于C60混凝土,掺10%磨细白云石粉可降低5kg/m3用水量,28d抗压强度损失小于10%；白云石粉对砂浆体积收缩有一定的补偿作用。

用磨细白云石、白云石-水淬矿渣共磨物料作为混凝土矿物掺合料,研究了单掺白云石粉、白云石-水淬矿渣复合矿物掺合料对混凝土耐久性的影响。研究结果表明,单掺白云石粉使C30混凝土的电通量值增加15%,同时使碳化深度增加,并使100次冻融循环后的动弹模量损失率最大达到37.6%,弱化了混凝土的抗氯离子侵蚀性和抗碳化和抗冻性能;而单掺白云石粉使混凝土的抗硫酸盐侵蚀系数提高1.7%,抗硫酸盐侵蚀性能改善。白云石-水渣复合矿物掺合料与单掺白云石粉相比,改善了混凝土的抗氯离子渗透性、抗碳化、抗冻融性能:当水淬矿渣与白云石比例为3.5:6.5时,混凝土的耐久性包括抗氟离子侵蚀性、抗碳化、抗冻性能最好。