选取钢纤维和玄武岩纤维进行试验,研究了两种纤维掺量以及硅灰掺量对超高强水泥基复合材料抗压抗折强度、疲劳性能以及体积收缩率的影响。结果表明,纤维和硅灰的加入能有效改善水泥基材料的力学及收缩性能,钢纤维对水泥基材料强度提升较大,但玄武岩纤维表现出与材料更好的相容性,1.5%钢纤维、0.1%玄武岩纤维改善效果最明显,抗折、抗压强度分别提高了12.6%、3.0%和21.2%、2.7%,体积收缩率降低了12.2%、5.4%,且1.5%钢纤维的疲劳寿命是不掺纤维的近4倍,最大跨中挠度曲线呈现明显的阶段性特征;8%硅灰改善效果最大,抗折、抗压强度分别提高了13.3%、10.4%,体积收缩率降低了28.8%。

通过响应面Box-Behnken实验设计,对玻化微珠增强秸秆灰/水泥复合材料的性能进行了优化研究。研究结果表明,所选模型具有显著性(P<0.05),模型优化得出的复合材料最优工艺参数为:掺入量为10%,粒径为600μm。在最优工艺下,玻化微珠增强秸秆灰/水泥基复合材料的导热系数为0.2919 W/(m·K),相比未优化处理的,导热系数降低了36%。

研究了在不同尾矿砂替代率、纤维掺量和纤维长度对尾矿砂水泥基复合材料的增强和增韧作用。试验验结果表明,尾矿砂替代PVA水泥基复合材料中的细骨料工作性能和基本力学性能稳定,制备工艺满足要求;在纤维长度和掺量一定时,尾矿砂替代率为50%效果较好;纤维长度为12mm,掺量为26kg/m3时,PVA可以使尾矿砂PVA水泥基复合材料的延性明显增强。

采用普通硅酸盐水泥、硅灰、粉煤灰、外加剂、微镀铜钢纤维以及PVA纤维进行水泥基复合材料配比试验,设计和制造了尺寸为150mm×l50mm×300mm的棱柱体轴心抗压试件,通过实验和分析得到了三种不同应力条件下的声发射特征参数。

利用铁尾矿砂替代天然砂制备尾矿砂水泥基复合材料．研究了铁尾矿砂替代比率对复合材料工作性和抗压强度的影响。试验结果表明，随着铁尾矿砂掺量的增加尾矿砂水泥基复合材料的坍落度减小，尾矿砂的替代比例在40％～60％围呙可获得较高的抗压强度。

研究了钢筋约束聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(Polyvinyl alcohol fiber reinforced cementitious composites,简称PVA-FRCCs)的单轴受压力学性能。通过抗压试验获得棱柱体试件的应力-应变全曲线,计算获得峰值应力、峰值应变、弹性模量等参数,并系统地分析了纤维体积掺量、掺合料(粉煤灰和硅灰)对上述参数的影响。此外,通过对试验数据和已存模型的比较,获得了一个能够描述其应力-应变全曲线的非线性本构模型。

分析了PVA纤维水泥基复合材料在盐冻环境下的损伤原理及特性,以快速盐冻试验下实测数据为基础,验证了基于损伤原理提出的混凝土冻融抛物损伤模型,并基于抛物模型对盐冻环境下PVA纤维水泥基复合材料进行了寿命预测。