通过加热和颗粒整形对再生粗骨料进行了复合改性处理,对比分析了未改性和改性再生粗骨料的性能,研究了再生粗骨料的掺量对混凝土工作性和抗压强度的影响,优选出了最佳再生粗骨料类型和掺量,并在此基础上,研究了粉煤灰掺量对再生混凝土耐久性能的影响。结果表明:经过复合改性处理后,再生粗骨料的性能得到了强化。随着再生粗骨料掺量的增加,混凝土的坍落度、扩展度和抗压强度基本呈减小趋势;掺改性再生粗骨料混凝土(MRAC)的工作性和抗压强度整体上比掺未改性再生粗骨料混凝土(RAC)的好;综合考虑工作性和抗压强度,改性再生粗骨料的最佳掺量为30%;随着粉煤灰掺量的增加,MRAC的氯离子迁移系数和碳化深度均先减小后增大,推荐粉煤灰掺量为20%~30%。

分别以NaOH和水玻璃为激发剂,制备了碱激发高炉镍渣混凝土,在碱激发高炉镍渣混凝土的7 d抗压强度与普通硅酸盐水泥混凝土的28 d抗压强度基本相等的条件下,对比了碱激发高炉镍渣混凝土和普通硅酸盐水泥混凝土的后期(90 d)力学性能、孔结构发展规律和抗氯离子渗透性能的差异。结果表明:碱激发高炉镍渣混凝土的早期(7 d前)强度发展迅速,其中,NaOH激发高炉镍渣混凝土28 d后的强度发展相对缓慢;等强度条件下,碱激发高炉镍渣混凝土的后期抗压强度和劈裂抗拉强度、孔结构和抗氯离子渗透性能均优于普通硅酸盐水泥混凝土,其中,水玻璃激发高炉镍渣混凝土的各项性能最好。

研究了玄武岩石粉的粒径和替代率0、10%、20%、30%(等质量替代水泥)对高性能混凝土(HPC)工作性和抗氯离子渗透性能的影响,并结合压汞分析技术从微观角度探讨了玄武岩石粉的作用机理。结果表明:随着玄武岩石粉粒径和替代率的增加,HPC的流动度和初凝时间均呈增大趋势;随着玄武岩石粉替代率的增加,HPC的电通量先减小后增大;随着玄武岩石粉粒径的增加,HPC的电通量呈增大趋势;玄武岩石粉的粒径对HPC抗氯离子渗透性能的影响与其替代率紧密相关,当替代率较低时,粒径越小,HPC的抗氯离子渗透性能越好,而当替代率较高时,减小粒径对HPC抗氯离子渗透性能的改善效果不大;玄武岩石粉的填充效应和潜在活性可以提高基体的密实度,从而提高HPC的抗氯离子渗透性能。

通过RCM试验、电通量试验和氯离子固化试验,研究了铁尾矿粉和磷渣粉分别单掺和复掺(等质量替代30%水泥)对再生混凝土抗氯离子渗透性能的影响。结果表明:单掺和复掺铁尾矿粉与磷渣粉均能提高再生混凝土的抗氯离子渗透性能,且复掺时铁尾矿粉掺量越大,抗氯离子渗透性能越好;随着铁尾矿粉掺量的增加,再生混凝土的氯离子结合能力提高;在氯离子浓度较低的环境下,再生混凝土中的氯离子主要以物理吸附和化学结合两种形式存在;在氯离子浓度较高的环境下,再生混凝土中的氯离子主要以化学结合形式存在,物理吸附作用相对较弱。

研究了不同掺量的锂渣粉和磷渣粉分别单掺和复掺对再生混凝土抗压强度和抗氯离子渗透性能的影响。结果表明:与空白组试件相比,单掺锂渣粉或磷渣粉试件的7 d、14 d和28 d抗压强度变化幅度最高不超过7.7%;与锂渣粉和磷渣粉分别单掺相比,二者复掺对再生混凝土的7 d抗压强度影响不大,但明显提高了14 d、28 d抗压强度;单掺和复掺锂渣粉和磷渣粉试件的抗氯离子渗透性能均较空白组试件好,其中,复掺锂渣粉和磷渣粉试件的抗氯离子渗透性能介于单掺锂渣粉试件和单掺磷渣粉试件之间,单掺锂渣粉试件的抗氯离子渗透性能最好;再生混凝土中的氯离子在环境氯离子浓度较低时以物理吸附和化学结合为主,而在环境氯离子浓度较高时以化学结合为主;氯离子总结合能力随着环境氯离子浓度的增加而下降;复掺20%锂渣粉与10%磷渣粉试件的氯离子总结合能力相对最好。

研究了一种多壁羧基化碳纳米管(CNT-COOH)对水泥砂浆抗氯离子渗透性能的影响。为了得到均匀的悬浮液,将CNT-COOH分散在蒸馏水中,再进行超声波处理。分别按水泥质量的0.01%、0.05%和0.10%的CNT-COOH进行配合设计,制备了水泥砂浆试件,并根据RCM法测定了氯离子扩散系数。结果表明:当CNT-COOH掺量从0.01%增加至0.05%,氯离子扩散深度和扩散系数均增加;但CNT-COOH掺量继续增加至0.10%时,氯离子扩散深度和扩散系数大幅下降。此外,压汞试验结果表明,当CNT-COOH掺量为0.10%时,CNT-COOH通过消除大孔和降低孔隙率细化了孔径,使得水泥砂浆的微观结构更加密实。

研究了凝胶型和颗粒型纳米SiO2的分散性和掺量对混凝土的抗压强度、抗碳化性能和抗氯离子渗透性能的影响。结果表明:同条件下,凝胶型比颗粒型纳米SiO2的分散性好;经过超声处理的比未超声处理的纳米SiO2的分散性要好,可以有效改善混凝土的后期抗压强度、抗碳化性能和抗氯离子渗透性能;在一定范围内,纳米SiO2的掺量越大,对混凝土的性能改善效果越明显。

分析了两类超高性能混凝土(UHPC)在装配式建筑中的应用前景与相应的质量指标体系。结果表明:结构类超高性能混凝土可用于装配式浆锚搭接与装配式预制构件中,建议其抗压强度不低于120 MPa、抗弯强度不低于14 MPa、抗拉强度不低于7 MPa;装饰类超高性能混凝土可用于装配式建筑外墙装饰,建议其抗压强度不低于100 MPa、抗弯强度不低于10 MPa、抗拉强度不低于5 MPa;装配式建筑用超高性能混凝土的28 d干缩不宜大于300με,3 d自收缩不大于800με,28 d氯离子扩散系数不宜大于0.30×10^-12 m^2/s。

研制了一种新型的建筑钢筋用聚合物防腐砂浆,并在实际工程中进行了应用。通过研究防腐砂浆的力学性能、抗氯离子渗透性能、抗渗性能以及其与钢筋的黏接强度等指标,来探究其在实际工程应用的实用性和可靠性。研究结果表明,该防腐砂浆不仅和易性好,操作简便,而且凝结硬化快,强度增长迅速,28d龄期的抗压强度为92.0MPa;同时其微观结构致密,具有很好的抗渗、抗氯离子渗透性能,且其与钢筋之间黏结能力较强。所研制的聚合物防腐砂浆在实际工程中得到了应用,其施工性能优异,有着较大的应用价值。

为了研究改性纳米SiO2有机成膜涂层对混凝土抗氯离子渗透性能的影响。选择氯化橡胶(CR)、丙烯酸(AA)、醇酸磁漆(AR)三种有机成膜涂料,制备出了6种改性和未改性纳米SiO2有机成膜复合涂层混凝土,并采用电通量方法对涂层混凝土进行抗氯离子渗透能力测试。试验结果表明:在不同涂层材料中掺入未改性纳米SiO2的掺量为1%、2%以及改性纳米SiO2的掺量为2%、3%时,成膜复合涂层混凝土的抗氯离子渗透性能最好,且改性比未改性纳米SiO2的改善效果要好。接触角测试结果表明:涂层混凝土的抗氯离子渗透能力与涂层的疏水能力之间存在正相关关系,即表面涂层的疏水性能越强,涂层混凝土的抗氯离子渗透性能越好。