提出了再生聚苯乙烯(EPS)泡沫级配理论,研究了EPS颗粒级配对再生EPS保温砂浆抗压强度、抗折强度、粘结强度、吸水率、导热系数等性能的影响。试验结果表明,中粒径、2区的EPS制作的保温砂浆的综合性能最好,并提出用人工适配的方法配置出中粒径、2区的EPS,对控制再生EPS泡沫颗粒级配有重要的技术及经济意义。

试验研究了不同掺量的玄武岩纤维对高性能混凝土和易性、抗压强度、抗折强度和抗拉强度的影响。结果发现,掺入玄武岩纤维后,混凝土的坍落度略有降低,但粘聚性能和保水性大大提高,且7d抗压强度和28d抗折强度明显提高。试验结果还表明,在水泥砂浆中掺入乱向短切玄武岩纤维后,其强度及抗裂性能均得到改善。此外,在低掺量情况下,玄武岩纤维与聚丙烯纤维对混凝土增强、增韧性能的影响基本一致。

基于正交试验,以陶瓷再生粗砂、特细砂、普通水泥和粉煤灰制备再生砂浆,研究了陶瓷再生粗砂取代率、水胶比和粉煤灰取代率对砂浆抗折强度的影响,通过极差和方差分析得出了各因素的影响主次顺序和优选方案,并进行了机理分析。

用机制砂代替天然砂配制干混砂浆,可利用矿山尾矿作原料让尾矿石变废为宝,有效解决了尾矿环境污染问题;用机制砂中的石粉部分代替水泥不仅可以改善砂浆的性能,而且石粉部分替代水泥可以减少成本、节约资源。因此,研究石粉部分替代水泥对机制砂干混砂浆力学性能的影响具有重要的理论和经济价值。本文通过室内试验,研究了在不同替代率下石粉代替水泥对不同强度等级(M5,M10,M15,M30)的砌筑干混砂浆的7d和28d的抗压强度和抗折强度等力学性能的影响。试验结果表明,各强度等级的机制砂干混砂浆的7d和28d的抗压强度和抗折强度随石粉替代率的增加而降低,当替代率达到30%时,其抗压强度和抗折强度降低的最为明显。

针对石碴在压制成型水泥基材料中的应用进行研究，探索了不同掺量的石碴（等量取代河砂）对水泥基材料抗折强度、吸水率和抗冻融等性能的影响规律。研究结果表明，随石碴掺量的增加，水泥基材料抗折强度先增大后减小，吸水率则呈减小趋势，抗冻融性能变差；当石碴掺量为0-40％时，水泥基材料满足GB／T50082-2009中D25抗冻等级指标要求。并对其机理进行了分析。

通过在水泥砂浆试件中掺入矿物质,测定矿物质对混凝土抗折强度的影响。在矿物质最佳掺量条件下,加入修复液,测其强度恢复率。通过试验对比,可以得出修复液的添加对混凝土微裂纹的修补起到了很好的作用,利用矿物与修复液的共同作用可以修复微裂纹,有利于混凝土抗折强度的恢复。

高强高韧的纤维活性粉末混凝土(RPC)作为核废料固化桶的原材料具有很好的发展前景。为改善RPC韧性较差的缺点,研究了钢纤维掺量对RPC力学性能及弯曲韧性性能的影响。试验结果表明,钢纤维的加入能够大大提高RPC的力学性能及弯曲韧性,使RPC能更好地满足核废料固化桶材料的要求。

研究了不同水胶比、不同再生骨料替代率的高性能再生混凝土抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度、弹性模量等力学性能。结果显示,再生混凝土的强度等级在C30~C60之间,抗折强度大于4MPa,劈裂抗拉强度大于2MPa,弹性模量在20~40GPa之间,力学性能满足应用技术要求。再生骨料替代率在60%以内时,不影响混凝土各项强度指标;100%再生骨料替代率的混凝土根据水胶比不同,抗压强度降低5%~25%;再生混凝土弹性模量随再生骨料替代率的增加而逐步降低。

在混凝土中同时加入钢纤维和纳米矿粉,对比研究了钢纤维和纳米矿粉掺量以及基体强度对钢纤维纳米混凝土劈拉性能和抗折性能的影响规律。结果表明,钢纤维的加入及增大掺量,改善了试件的破坏特征,劈拉和抗折强度均显著增长;基体强度提高的同时,拉压强度比和折压强度比降低;纳米Si O2和纳米Ca CO3掺量的增大,可小幅度提高劈拉和抗折强度,但脆性也相应提高。钢纤维增强增韧作用、纳米矿粉微填充及促进水化作用共同改善了混凝土的力学性能。

采用粉煤灰和钢纤维复合的技术路线,研究了粉煤灰等量取代、超量取代、水泥量不变的条件下对钢纤维混凝土性能的影响。结果表明,粉煤灰和钢纤维的掺入可提高道面混凝土的力学性能,改善混凝土的内部结构,并可降低道面混凝土的投资。