研究了水胶比、粉煤灰和硅灰掺量、钢纤维对新拌超高性能混凝土(UHPC)工作性的影响,并对UHPC流变性进行了研究。结果表明:UHPC的流动性与流变性呈反比;增大水胶比和粉煤灰掺量,UHPC的流动性增大、黏度系数减小,而硅灰掺量对UHPC流动性的影响较小;掺入钢纤维会降低UHPC的流动性,而较短、较细的钢纤维对UHPC流动性的影响较大;UHPC的工作性随着成型后静置时间的延长而不断降低,每静置约1 h,其黏度系数增大约12.0~17.3 Pa·s。

研究了矿渣粉掺量、硅灰掺量、钢纤维掺量和水胶比对超高性能混凝土(UHPC)工作性和力学性能的影响,并通过显著性分析探讨了各因素对UHPC性能的影响程度。结果表明:随着矿渣粉掺量的增加,UHPC的扩展度和28 d抗压、抗折强度均先增大后减小;随着硅灰掺量的增加,UHPC的扩展度和28 d抗压、抗折强度基本呈先增大后减小的趋势;随着钢纤维掺量的增加,UHPC的扩展度降低,28 d抗压、抗折强度增大;随着水胶比的增加,UHPC的扩展度增大,28 d抗压、抗折强度先增大后减小;钢纤维掺量对UHPC力学性能的影响程度最大,水胶比对UHPC工作性的影响程度最大;综合考虑工作性和力学性能,自密实UHPC的最佳配合比为矿渣粉掺量20%、硅灰掺量12%、钢纤维掺量2.0%、水胶比0.18。

采用拟水平法研究了脱硫灰掺量、粗骨料掺量和水胶比对脱硫灰混凝土抗压强度的影响。结果表明:水胶比对试件抗压强度的影响最显著,脱硫灰掺量次之,粗骨料掺量影响最小;随着水胶比的增加,试件的抗压强度下降;粗骨料掺量为0的试件抗压强度较粗骨料掺量为64%的试件低;随着脱硫灰掺量的增加,试件的抗压强度先增大后减小。脱硫灰混凝土的最佳配合比为:水胶比0.34、脱硫灰掺量20%、粗骨料掺量64%。

为了探究主要原材料对适用于预应力预制道面板的活性粉末混凝土(RPC)强度的影响,针对适用于预应力预制道面板的RPC配合比,以水胶比、钢纤维掺量、减水剂掺量为变量,在标准养护和70℃水中养护的条件下,制作了不同配合比RPC试件,进行了抗压强度和抗折强度试验研究。研究结果表明:在一定范围内,RPC试件的强度随着水胶比的增大而降低,随着钢纤维掺量的增加而提高,当减水剂掺量为1.7%~1.9%时存在最大值;综合考虑和易性和强度的要求,建议预应力预制道面板用RPC的最佳配合比为水胶比0.19、钢纤维掺量6%、减水剂掺量1.8%。

研究了钢渣微粉替代石英粉对超高性能混凝土(UHPC)性能的影响。结果表明:水胶比分别为0.18、0.19的UHPC试件的28 d抗压强度均在120 MPa以上,且水胶比为0.19的UHPC的工作性更好,流动度为195 mm;钢渣微粉替代石英粉对UHPC试件的抗压强度无明显影响;在钢渣微粉掺量为100%的情况下,控制水胶比为0.20、水灰比为0.35、胶砂比为1.63时,可配制28 d抗压强度为147.5 MPa的UHPC。

为研究盐渍土腐蚀环境下混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能,根据兰州市地下水及地下土壤侵蚀离子浓度,制备了4500 mg/L的MgSO4侵蚀溶液,对不同水胶比(0.25、0.35、0.45)及不同粉煤灰掺量(15%、30%、45%)的普通混凝土进行室内长期浸泡侵蚀试验,采用相对质量评价参数ω1与相对动弹性模量评价参数ω2来评价混凝土试件被侵蚀的情况。结果表明:随着浸泡时间的延长,所有试件的ω1与ω2均呈先增大后波动式下降趋势;水胶比为0.35、粉煤灰掺量为30%时,混凝土的抗MgSO4侵蚀性能较好。

利用铁尾矿粉合成骨料取代天然骨料制备了新型透水混凝土,通过正交试验研究了合成骨料取代率对透水混凝土抗压强度和透水性能的影响。结果表明:随着合成骨料取代率的增加,混合骨料的表观密度增大、堆积密度降低、吸水率提高、空隙率增大;当水胶比为0.28~0.32时,透水混凝土的28 d抗压强度为20.0~33.6 MPa,透水系数为1.8~6.0 mm/s,符合路面面层和基层铺装的要求。

研究了超轻泡沫混凝土结构断层成因及抑制措施。结果表明:水胶比、浆体温度、速凝剂和纤维掺量对超轻泡沫混凝土中结构断层的形成有重要影响;通过改善发泡浆体的性能、优化水温及速凝剂掺量来平衡料浆的发泡速率和凝结硬化速率、添加纤维来提高多孔结构抵抗内应力的能力,均能有效解决超轻泡沫混凝土结构断层问题;适宜的技术参数为:水胶比控制在0.885~0.965之间,水温设定为30℃,速凝剂掺量为6.0%,纤维掺量不低于0.75%。

采用正交试验法研究了水胶比、矿粉掺量、纤维掺量和种类对不同配合比纤维增强水泥基复合材料抗折强度、抗压强度和稠度的影响。结果表明:当水胶比为0.25,矿粉掺量为胶凝材料的15%,PVA纤维体积分数为1.5%时,所制备的纤维增强水泥基复合材料的综合性能最优,28 d抗折强度为13.84 MPa,28 d抗压强度为100.10 MPa,稠度为75 mm。

通过制备不同水胶比的RPC120级活性粉末混凝土,研究了不同水胶比的RPC试件在200~1000℃内抗高温爆裂性能及强度和质量损失率随温度的变化规律。对高温后试件进行了断面结构观察,并结合热重分析(TG)及差示扫描量热分析(DSC),研究了RPC高温作用后的性能变化机理。结果表明,水胶比在0.18~0.21范围内,0.18组的RPC抗高温爆裂能力及力学性能是最优的;不同水胶比的RPC强度随着受热温度的升高,都呈现出先增大再减小的趋势,抗压强度的临界温度为300℃,抗折强度的临界温度为200℃。在20~300℃,RPC高温性能的变化是由水化产物中自由水和结合水的失去所致,300~1000℃是水化产物的分解和钢纤维的氧化造成的。