研究了减缩剂(SRA)掺量对超高性能混凝土(UHPC)抗压强度、抗折强度、自收缩和干燥收缩的影响。结果表明:随着减缩剂掺量的增加,UHPC的自收缩和干燥收缩显著降低,特别是早期自收缩减小效果更为明显,但同时会降低试件的抗压强度、抗折强度,且随着减缩剂掺量的增加,抗压强度不断降低。

结合重庆瑞安超高层项目对C60钢板剪力墙混凝土性能的要求,通过采用重庆当地机制砂与天然河砂混合的方式,并对胶凝材料进行优选,制备出满足工程设计要求的C60钢板剪力墙混凝土。结果表明,机制砂与河砂比例为5∶5时,混凝土的各项性能良好且经济合理;胶凝材料体系采用水泥、粉煤灰与硅灰组合较合理;掺入6%HCSA膨胀剂可以有效抑制混凝土的自收缩。

以苏州滨湖新城地下空间工程中所用的C35、C40、C45三种强度等级的混凝土为研究对象,系统研究了新型CaO类膨胀抗裂剂对不同强度等级混凝土自收缩的补偿效果。结果表明,新型HME誖-Ⅴ混凝土高效抗裂剂对不同强度等级混凝土的自收缩均有明显的补偿作用,强度等级越低,补偿效果越好。

为综合评价水灰比对橡胶砂浆性能的调控特性,以橡胶等体积替代40%砂,研究不同水灰比对橡胶砂浆力学和收缩性能的影响。研究表明,随着水灰比的减小,橡胶砂浆各龄期的抗压、抗折强度均呈现逐渐提高的趋势;橡胶砂浆的早期收缩特性较为显著,且随着水灰比的减小,橡胶砂浆的自收缩及干缩幅度均呈逐渐提升的趋势。

利用菱镁矿尾矿煅烧制备轻烧氧化镁补偿蒸养水泥浆体的自收缩。通过测定水泥胶砂流动度和3d强度来确定氧化镁的合适掺量。通过XRD和TG-DTA表征水泥浆体中氧化镁的水化进程,并结合压汞法(MIP)和场发射扫描电镜二次电子成像(FESEM)分别对浆体的孔结构和氧化镁水化产物的微观形貌进行分析。结果表明,氧化镁在蒸养过程中迅速水化,使得浆体的孔隙率略微增大。蒸养后,浆体中氧化镁在原位继续水化,有效地补偿了浆体的自收缩。掺有4%氧化镁的水泥和粉煤灰水泥浆体14d的自收缩值分别减少了33%、17%。

研究了高吸水性树脂(SAP)对硅酸盐水泥浆体的凝结时间、抗压强度、自收缩和电阻率的影响规律。结果表明:高吸水性树脂能延长水泥浆体的凝结;当SAP掺量增大时,水泥浆体的抗压强度减小,SAP掺量为0.6%的硬化水泥浆体在28d龄期时的抗压强度为空白组的80%;水泥浆体在7d内的自收缩随着高吸水性树脂掺量的增加而减小,SAP掺量为0.6%的硬化水泥浆体的自收缩减缩率达31.6%;水泥浆体电阻率在3d内随着SAP掺量的增加而减小;早龄期水泥浆体的自收缩与电阻率呈正相关关系,根据水泥浆体的电阻率变化曲线可以预测自收缩的发展趋势。

采用电石渣对Ⅲ级粉煤灰进行增钙煅烧改性,利用XRD对改性Ⅲ级粉煤灰的矿物组成进行分析,测定了掺入改性Ⅲ级粉煤灰的C30混凝土的抗压强度和自收缩,并采用BSEM和纳米压痕仪分析了改性Ⅲ级粉煤灰与水泥浆体的微界面结构及微界面力学性能。结果表明:Ⅲ级粉煤灰经增钙煅烧改性后生成了水硬性矿物β-C2S,水化可生成C-S-H凝胶,改善了Ⅲ级粉煤灰颗粒与水泥浆体的微界面区结构,提高了微界面区的弹性模量和硬度,从而提高了掺Ⅲ级粉煤灰混凝土的强度,并降低了其自收缩。

研究了不同钢纤维体积分数(0、2%、3.5%)的超高性能混凝土(UHPC)在密封养护条件下的线性收缩量、温度变化以及水化放热速率随时间的变化规律。结果表明,超高性能混凝土的自收缩过程可以分为四个阶段,分别由温度和湿度控制,且与温度变化以及水化放热数据匹配良好;钢纤维的掺入不改变收缩发展阶段也不改变各阶段的持续时间,但随着钢纤维掺量的提高,有效抑制了UHPC收缩发展程度;通过MANGAT&AZARI纤维收缩抑制模型模拟UHPC自收缩变化,与实测数据的匹配度良好。

针对超高强混凝土水胶比小、自收缩大等特点,研究了不同膨胀源膨胀剂和多孔掺合料对超高强混凝土工作性能、力学性能和自收缩性能的影响。结果表明,膨胀源为Mg O的BTMG膨胀剂水化较慢,反应耗水少,晶体膨胀能大,掺BTMG超高强混凝土早期(3d)膨胀效果不明显,后期具有持续膨胀效果。预吸水的稻壳灰(RHA)和沸石粉(NZ)均能在养护后期释放水分,缓解混凝土内部湿度的降低,一定程度上弥补了混凝土自收缩,但RHA活性较NZ高,孔结构更为丰富,配制的超高强混凝土工作性能和强度损失小;BTMG与RHA复合后使用可将二者优势互补,提高混凝土体积稳定性和后期强度。

采用自行研制的波纹管测试系统,测试超低水胶比水泥净浆的早期自收缩;并通过测试毛细管负压和水化程度,对自收缩结果进行分析,定性阐述超低水胶比水泥净浆的自收缩机理及规律。结果表明,当水胶比低于0.18时,水泥净浆的自收缩随水胶比的减小而降低;反之则增加;当水胶比为0.18(临界水胶比)时,水泥净浆的自收缩最大。硅灰可以很好地抑制超低水胶比水泥净浆的自收缩,当水胶比为0.15,硅灰掺量为5%和10%时,水泥基材料48h的自收缩分别降低了25.8%和56.3%。