为研究冻融作用对混凝土断裂性能的影响,测试了不同水胶比(0.4、0.5、0.6),含气量(1.6%、6%),以及粉煤灰掺量(0、30%)三因素下混凝土的断裂能。研究结果表明,随着冻融循环次数的增加,混凝土的断裂能逐渐降低。低水胶比和合理的引气能够提高冻融作用下混凝土的抗开裂性能,掺入30%的粉煤灰降低了混凝土的抗冻性。

在聚羧酸系高效减水剂中复配消泡剂,探讨了消泡剂掺量对砂浆性能的影响。结果表明:当基准砂浆加入消泡剂时,基准砂浆的含气量大幅度降低;砂浆处于高流动度状态时,增加消泡剂掺量,砂浆的流动度逐渐增大、含气量逐渐降低且最终趋于稳定、黏度逐渐降低、屈服应力呈现先减后增的趋势,当消泡剂掺量为0.5g时,屈服应力达到最小;固定配比时,增加水胶比,砂浆含气量呈现升高的趋势。

以工程常见几类典型水洗劣质砂为研究对象,分别探讨了干涸河床水洗砂、骆马湖砂(含蒙脱土泥质)、页岩及片麻岩水洗机制砂对混凝土的工作性能及力学性能的影响。结果表明,含泥量最低的骆马湖砂对减水剂的需求量最高,混凝土拌合物的流动性损失最大;水洗河砂少量的含泥量对混凝土的泌水及力学性能影响较小;两类水洗机制砂所配制的混凝土泌水率明显高于河砂,且含气量较低;片麻岩机制砂混凝土的抗压强度最低,随着混凝土强度等级的提升其泌水现象有所减轻,但是抗压强度与河砂的差距愈加显著。

为提高结构自保温混凝土的强度、改善保温隔热性能,本文采用引气技术,对结构用砂轻混凝土进行引气,使砂轻混凝土中的砂浆具有多孔结构,与轻骨料形成微孔砂轻结构。研究结果表明,当含气量在10%～15%时,砂轻混凝土的强度可在20MPa以上,导热系数小于0.36W/(m.K)。用于240厚混凝土墙梁柱时,其平均传热系数Km<1.5,满足JGJ 134—2010《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》的要求。

通过在石灰石粉与低品质粉煤灰双掺绿色混凝土中掺加引气剂,使新拌混凝土的含气量在3%-5%之间,研究了含气量对此类混凝土的长期抗压强度、抗冻性能和抗氯离子渗透性能的影响。结果表明,引气剂的掺入使得石灰石粉与低品质粉煤灰双掺绿色混凝土的长期抗压强度有所降低,但可以明显提高此类混凝土的抗冻性能,而对此类混凝土的抗氯离子渗透性能影响不大。

对比了不同气压下混凝土引气剂的引气性能,研究了掺加不同减水组分、引气组分、生物胶和缓凝组分的混凝土在低压和常压下的可泵性。结果表明,高海拔下,大气压降低,混凝土引气效果变差,含气量降低,可泵性劣化。适当的引气剂引气可以改善混凝土的可泵性,但要考虑引气剂在低气压下的作用效果。结合共玉高速高海拔情况开发的高原型泵送剂,可泵性良好,力学性能优良,保证了高海拔下泵送混凝土的施工质量。

试验选用40目、80目、120目三种废旧轮胎橡胶粉按5%、10%、15%、20%以体积代砂掺入到基准碾压混凝土中,测定了橡胶混凝土密度、含气量、不同龄期的立方体抗压强度和28d轴心抗压强度。结果表明,掺入橡胶粉后,混凝土密度随掺入量增加而减小;含气量随橡胶粉掺量增加而增加;基准混凝土强度会降低,且随着橡胶粉掺入量的增加,强度降低明显;在相同橡胶粉掺量下,80目橡胶混凝土强度最大,120目橡胶混凝土强度次之,40目橡胶混凝土强度最低。

从新拌混凝土的含气量、凝结时间以及硬化混凝土强度等角度评价了改性油茶皂甙引气剂掺量对混凝土性能的影响。结果表明,引气剂掺量小于0.15‰时,含气量1h经时变化量均介于-1.5%～1.5%;掺量小于0.25‰时,改性油茶皂甙引气剂对凝结时间的延迟小于2h;引气剂的掺入对早期强度有所提高,掺量小于0.15‰时,所有龄期的抗压强度比均大于0.95。综合考虑,改性油茶皂甙混凝土引气剂的适宜掺量为0.05‰~0.15‰。

针对C30水下钢管桩混凝土胶材使用量少,水胶比较大,自密实性能差的缺点,本文利用研制出的具有较好增粘、减水、保塑功能的专用外加剂,进行了C30自密实微膨胀水下钢管桩基混凝土优化配合比设计和性能研究。结果表明,制备出的混凝土初始坍落度230mm,2h坍落度215mm,含气量1.8%,28d抗压强度42.6MPa,28d密闭环境下自由膨胀率1.25×10-4,满足工程设计要求,并将其成功应用于武汉阳逻港深水薄壁大直径钢管桩中。

在承台海工混凝土中掺入新型复合氨基醇阻锈剂后出现"滞后泌水"现象,导致砂线的外观缺陷,就此进行了试验研究与成因分析表明,含气量过大是造成"滞后泌水"的根本原因。