通过塑性强度、静态屈服应力和跳桌流动度的经时变化试验,研究了纳米黏土与减水剂协同作用对3D打印水泥基材料(3DPC)建造性的影响,并以流变性能为参考依据,建立了3DPC建造性的评价指标。结果表明,复掺纳米黏土和增黏型聚羧酸减水剂的3DPC经时塑性强度和经时静态屈服应力均随纳米黏土掺量增加而提高,纳米黏土的适宜掺量为0.8%;当静态屈服应力时变速率为2.0~4.2 Pa/s时,可实现3DPC的挤出性与建造性的协同;在可打印、可建造窗口时间内,3DPC的跳桌流动度为170~190 mm。掺用纳米黏土和增黏型聚羧酸减水剂对3DPC的流变参数进行调控是提高3DPC建造性的有效途径。

通过抗压强度、劈裂抗拉强度、质量腐蚀系数和强度腐蚀系数试验,研究了硅粉/混杂纤维水泥基材料的力学性能和耐硫酸盐腐蚀性能。结果表明:硅粉/混杂纤维水泥基材料的强度均高于空白组和单掺纤维水泥基材料强度;当硅粉掺量为8%、玄武岩纤维掺量为0.15%、聚丙烯纤维掺量为0.50%时,硅粉/混杂纤维水泥基材料的质量腐蚀系数和强度腐蚀系数最小,即耐腐蚀能力最好。

介绍了再生砖粉的物理化学特性和水化活性潜质,综述了再生砖粉对水泥基材料的水化、工作性、力学性能和耐久性等方面的影响,分析了其作用机理,并指出了有待进一步研究的问题。

研究了掺与不掺膨胀剂HME的水泥净浆、砂浆和混凝土在直接干空养护条件下的收缩变形,分析了膨胀剂HME对水泥净浆、砂浆以及混凝土的干燥收缩影响规律,并探讨了膨胀剂HME在干空养护条件下的减缩作用机理。结果表明,膨胀剂HME在干空养护条件下仍然具有水化反应能力,产生有效膨胀,可以完全消除水泥净浆、砂浆以及混凝土的早期干燥收缩,并对其中后期干燥收缩也有较好的补偿作用。

在水泥砂浆中掺入聚丙烯纤维制备应变硬化水泥基材料(PVA-SHCC),同时向其中掺入不同比例的硅烷乳液制备水泥基整体防水材料试件,通过四点弯曲试验和氯离子侵蚀试验,测定了不同试件在不同养护龄期、不同应力的多缝开裂环境下抗氯离子侵蚀性能。试验结果表明,氯离子含量随着养护龄期的增加而减小、应变的提高而增加,不同应力环境下,掺入硅烷乳液的试件有较好的抵抗氯离子侵入的能力,可提高试件的抗渗透性,从而延长其耐久性能。

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。

对石碴等质量取代40%河砂、电厂生物质燃料余灰取代部分水泥,通过压制成型的方法制备水泥基材料进行了研究,探索了在石碴掺量固定的前提下,同时掺加电厂生物质燃料余灰对水泥基材料强度、吸水率、抗冻融性能的影响规律。研究结果表明,在石碴取代40%天然河砂的前提下,水泥基材料的强度随水泥被电厂生物质燃料余灰取代量的逐渐增加而先增加后降低,吸水率则呈逐渐增大的变化趋势;在抗冻融性方面,一定掺量范围内,石碴、电厂生物质燃料余灰复掺制备的水泥基材料满足GB/T 50082-2009中D25抗冻等级指标要求,并对其机理进行了分析。

阐述了渗透结晶型表面处理剂的作用机理。渗透结晶型表面处理剂渗透进入水泥基内部后,与水泥的水化产物发生反应可以生成新的晶体来填补水泥缝隙,使基体更加密实,研究发现,这是通过与水泥基的化学反应增强机制来实现强化的。本文主要介绍了氟硅酸盐与水泥基材料的作用机理,并初步研究了氟硅酸盐表面硬化的处理方法。

综述了国内外废旧橡胶改性水泥基材料的现有研究成果。分析了废旧橡胶改性水泥基材料未能得到广泛应用的原因,并指出了今后研究的方向。现有研究成果表明,掺入橡胶颗粒取代部分集料可以有效提高水泥基材料的抗冻性和抗渗性,成倍提高混凝土的弯曲疲劳寿命,同时使抗裂性、抗冲击性能也得到改善。此外,橡胶混凝土应用到结构构件中能提高结构的延性及耗能能力。