概述了废弃玻璃的粒径、颗粒表面处理方法和掺量等因素对混凝土力学性能、碱硅酸盐反应、抗渗性、抗冻性和耐腐蚀性等性能的影响,分析了废弃玻璃在混凝土工程中推广应用的可行性,提出了废弃玻璃混凝土有待进一步研究的方向。

总结分析了水泥品种、掺合料及拌和物稠度对3D打印混凝土性能的影响。对比分析了不同水泥品种以及掺合料的3D打印混凝土性能的差异,提出了不同建造工况下水泥品种、掺合料的选择方法,综述了拌和物稠度在3D打印混凝土制备中的重要作用。此外,还提出了3D打印混凝土材料在研发中所面临的问题和挑战,并对未来3D打印混凝土的研究方向进行了展望。

基于搅拌站的实际生产原材料,通过水胶比、目标孔隙率和掺合料掺量进行了正交试验设计,分析了各因素对透水混凝土有效孔隙率、透水系数和抗压强度的影响。结果表明:各因素对透水混凝土性能的综合影响顺序为:目标孔隙率>水胶比>掺合料掺量,性能最优的组合为:水胶比0.25、目标孔隙率20%、掺合料(粉煤灰+矿粉)掺量12%+12%。可为搅拌站透水混凝土的生产研究提供参考。

以Fick第二定律为基础,综合考虑时变、氯离子结合作用、环境温度、混凝土劣化、相对湿度对氯离子扩散系数的影响,结合初始边界条件,建立了一维、二维、三维修正的氯离子扩散理论模型。通过模拟氯离子在混凝土中的多维扩散,对比分析了不同服役年限、水胶比、掺合料掺量等对氯离子扩散的影响,并通过工程实例和试验论证了模型的准确性。

通过正交试验研究了水灰比、HTFC掺合料、减水剂、发泡剂对泡沫混凝土性能的影响,改进了用于输送、生产和浇筑的施工设备。结果表明,各因素对泡沫混凝土流动度的影响顺序大小为:发泡剂掺量>水灰比>减水剂掺量>HTFC掺合料掺量。满足实际施工要求的自流平泡沫混凝土的配合比为:水灰比0.5~0.6、HTFC掺合料掺量35%~40%、减水剂掺量1.00%、发泡剂掺量3.0%~3.5%。

将矿粉、粉煤灰、垃圾焚烧飞灰、垃圾焚烧底渣以单掺或1:1二元复掺替代部分水泥后,配制掺合料混凝土,测定其力学强度和拉压比,并利用平板法研究比较各掺合料混凝土的早期抗开裂性能。研究表明,粉煤灰具有适当降低混凝土的脆性和抑制早期开裂的性能,而矿粉的作用与其相反;飞灰对混凝土的早期开裂性能极为不利,在飞灰中复合部分粉煤灰或矿粉,可大大改善混凝土的早期抗裂性能;底渣混凝土因强度太低早期未出现明显的开裂,但在底渣中引入部分矿粉或粉煤灰后,混凝土的抗压强度能比单掺底渣混凝土明显提高,同时该底渣基复合掺合料混凝土的抗裂性能优异。

基于北方寒冷地区海洋环境混凝土结构工程的技术要求,利用大掺量矿物掺合料(40%、50%)来改善混凝土内部的微观结构,提高其密实度,其中,硅灰的掺量为3%。分别制备了不同强度等级的海工混凝土,并研究了其抗Cl^-渗透性能、抗冻性指标及微观结构。结果表明,C45~C60海工混凝土的抗Cl^-渗透等级均在RCM-Ⅲ级及以上,性能优良;经300次冻融循环后,各系列海工混凝土的质量损失率最高为3.4%,相对动弹性模量最低为73%,完全满足了F300的海工混凝土抗冻性能要求。

利用钒钛磁铁尾矿经粉磨后制备的尾矿微粉,其活性指数低于粉煤灰和矿粉。使用比表面积约为450 m^2/kg的钒钛磁铁尾矿粉进行了C30强度等级混凝土试配及性能测试。试验结果表明,钒钛磁铁尾矿微粉的替代率在45 kg以下时,对混凝土的工作性、力学性能及体积稳定性影响不大,且长龄期混凝土强度增量较高。

采用紧密堆积理论优化出了超高性能混凝土(UHPC)胶凝材料体系各组分比例,通过掺加钢渣粉和复合膨胀剂配制出低水化热低收缩UHPC,并通过SEM分析了UHPC水化产物和界面黏结微观结构。结果表明,采用大掺量矿物掺合料优化胶材体系和骨料体系可制备出工作性良好、标养条件抗折强度达25.6 MPa、抗压强度达142 MPa的UHPC,绝热温升仅59.7℃,180 d干燥收缩率仅280×10-6。钢渣粉的掺入不仅能有效降低UHPC水化热,对抑制收缩也有一定作用。

选用合适的掺合料,采用正交法和最紧密堆积理论进行了超高性能混凝土(UHPC)基体的配合比实验,通过对力学性能检测,确定了UHPC基体的最优配合比,并在此基础上探究了钢纤维的掺量和掺入方式对UHPC性能的影响。试验结果表明,选用合适的掺合料,通过合适的配合比试验设计能配制出适于应用的UHPC。