研究了着色剂、外加剂掺量、配合比参数等对混凝土力学性能、水化产物形成、收缩变形性能、耐磨损能力的影响规律,再通过对既有混凝土界面进行不同的预处理方式,研究了界面粗糙度、干燥状态等对新旧混凝土界面黏结性能的影响。结果表明:高掺量铁黑降低混凝土力学性能,碳黑与铁黑复配有助于提升力学性能;着色剂粒子的加入有助于氢氧化钙的结晶形成,但对于钙矾石影响较小;混凝土的耐磨损性能与水胶比、含气量等试验参数相关,降低浆体含气量、选取合适的水胶比来获得较高的基体强度,可提升混凝土的耐磨损性能。采用胶材水化温升抑制和收缩补偿复合技术,可实现混凝土分阶段全过程收缩变形调控。较高的界面混凝土强度等级、较大的表面粗糙度以及表面预湿处理,有助于提高新旧混凝土界面黏结性能。

为了满足结构工程对修复材料提出的施工方式与开放时间、增韧、体积变形及抗冻融的实际需求,研究了高延性水泥基复合材料(HDCC)的凝结时间、拉伸-位移、劈裂抗拉、收缩及冻融性能的影响。结果表明,在保证早期强度发展的前提下,缓凝剂有效地延长了凝结时间从而保证其相应的施工时间,纤维的合理使用可提高HDCC的拉伸韧性与劈裂抗拉强度,而减缩剂与膨胀剂可将HDCC的收缩应变减小至200με以内,同时,新型HDCC还表现出良好的抗冻融特性。

考查了不同消泡剂在各掺量时对灌浆料表观质量的影响规律,并从消泡速率、流变性能、硬化后气泡参数等方面对其作用机理进行了分析。结果表明,消泡剂品种对灌浆料表观气泡状态影响明显,相同掺量时,试验中掺消泡剂PX-1灌浆料的表观质量最优,PX-2其次,PX-3最差;优选合适消泡剂可提升灌浆料表观质量的机理在于其消泡速率更快,同时还能改善浆体黏度,并降低了总气泡及100μm以下气泡的数量。

从外加剂、脱模材料及配合比等方面分析了各因素对聚羧酸混凝土表观气泡的影响规律及改性方法。研究结果表明,聚羧酸减水剂种类及含气量控制方式对混凝土外观质量影响较大;水溶性脱模剂对聚羧酸混凝土外观的改善效果优于油类脱模剂;在脱模剂中掺入一定量的缓凝剂对混凝土外观质量有一定的改善作用;降低用水量或提高胶材用量能有效提高混凝土的外观质量。

从需水量比、细度、烧失量、颗粒形貌及吸附性能等方面分析了粉煤灰对水泥基材料流动性能的影响规律。结果表明,粉煤灰需水量比与水泥净浆流动性能相关性较差,目前采用需水量比来评价其在水泥基材料中流动性能的方法可靠性较低;粉煤灰颗粒形貌对其水泥净浆流动性能影响显著,当疏松多孔、层状结构颗粒较多时,其对减水剂吸附量较高且对水泥净浆流动性能降低明显;在分析初始流动度、减水剂种类等实验参数对水泥基材料流动性能影响的基础上,提出了粉煤灰性能检测的有效方法。

采用净浆流动度方法,较为系统地研究了普通低钙灰、高钙灰、粉磨灰、脱硫灰、脱硝灰与萘系、聚羧酸减水剂的适应性,并通过SEM微观形貌、表观吸附及Zeta电位测试,初步分析了不同粉煤灰与外加剂适应性差异的原因。结果显示,粉煤灰对不同外加剂具有明显的选择性和适应性,外加剂掺量与粉煤灰需水量比正相关但无正比例关系;与普通低钙灰相比,脱硝灰具有同等的减水、保塑作用甚至更优,与外加剂适应性良好,粉磨灰、脱硫灰对初始掺量和经时流动性均有显著负效应,与外加剂适应性差;高钙灰与外加剂适应性不佳主要表现为增大经时损失;微观结构特性及未燃碳含量影响粉煤灰对外加剂的吸附和Zeta电位,从而影响不同粉煤灰与外加剂的适应性,高钙灰、脱硝灰具有与普通粉煤灰相似的微观形貌,对外加剂饱和吸附量小,因而适应性良好;粉磨灰、脱硫灰的粗...