研究了纳米SiO2掺量对掺膨胀剂碱矿渣砂浆抗压强度、自收缩、干燥收缩和孔隙率的影响。结果表明:膨胀剂的掺入有助于减少碱激发矿渣砂浆的自收缩和干燥收缩,但会显著降低早期强度;掺入2%纳米SiO2可基本补偿由于掺入膨胀剂造成的强度损失,且对碱矿渣砂浆自收缩和干燥收缩的影响较小;适量纳米SiO2的掺入可显著降低掺膨胀剂碱矿渣砂浆的孔隙率。

对比研究了不同掺量的高吸水树脂(SAP)与钙质膨胀剂(UEA)复合作用对低水灰比玻璃纤维增强水泥基材料(GRC)力学性能、收缩性能和抗裂性能的影响,并对抑制收缩机理进行了讨论。结果表明:预吸水的SAP释水具有内养护的效果,能够促进水泥水化;掺入0.2%的SAP能够提高水泥砂浆的力学性能,但是SAP含量进一步增加时,释水留下的孔隙会导致力学性能降低;SAP释放的水分能够补偿混凝土的内部湿度,从而降低毛细管张力,同时释放的水分能够提供给UEA进行膨胀反应,从而协同抑制水泥砂浆的收缩,细化裂缝,降低开裂指数,提高抗裂性能。

通过18根外径分别为219 mm和273 mm试件的轴压试验及227根试件的有限元模拟分析,探讨了膨胀剂掺量及套箍系数对试件承载力的影响。结果表明:添加膨胀剂后,初始紧箍力增大,钢管和混凝土迅速进入协同工作状态,有效提高了钢管混凝土的承载力;膨胀剂掺量过大会导致钢管混凝土的横向应力增加,承载力降低;当膨胀剂掺量为5%时,屈服承载力和极限承载力的提高幅度最大,分别为11.9%和49.85%;添加膨胀剂的钢管混凝土柱承载力及延性随着套箍系数的增加而提高;提出的承载力计算公式可满足工程实际应用。

研究了细骨料种类和级配、膨胀剂掺量对高性能水泥基灌浆料性能的影响,并对比分析了缓凝剂掺量及掺入方式对其实际应用效果的影响。结果表明:采用河砂作为细骨料制备的灌浆料能够保持较好的流动性,但其强度低于采用石英砂或机制砂作为细骨料的灌浆料;当膨胀剂掺量为2%时,灌浆料的竖向膨胀率能够满足GB/T 50448—2015《水泥基灌浆材料应用技术规范》的要求;两种缓凝剂复掺的效果优于单掺,复掺0.8‰缓凝剂RA+0.8‰缓凝剂RB可明显延长Ⅳ类灌浆料的凝结时间,且30 min经时扩展度损失较小,对强度的影响也较小,能够满足实际工程要求。

通过试验研究了陶粒、PP纤维、膨胀剂、胶凝材料用量以及环境条件对EPS轻混凝土干燥收缩性能的影响,探讨了不同密度等级EPS轻混凝土干燥收缩性能的变化规律。结果表明:EPS轻混凝土的收缩值在90 d内增长较快,180 d后收缩值增速减小;EPS轻混凝土的收缩值随着胶凝材料掺量的增加而增大;掺加膨胀剂、PP纤维以及采用覆膜养护能降低EPS轻混凝土的收缩值,掺入适量陶粒能有效降低EPS轻混凝土的收缩值;低温环境会使EPS轻混凝土的收缩值显著增大;EPS轻混凝土的干燥收缩性能与EPS轻混凝土的组分和各组分材料配比密切相关;采用对数型收缩值计算模型可对EPS轻混凝土的收缩值进行预测。

在混凝土中通过掺入膨胀剂能够产生自应力,具有增强和阻裂的作用。水泥浆体的强度随钢纤维掺量的增加明显提高,但随膨胀剂掺量的增加而降低。钢纤维和膨胀剂复合增强,养护3d时基本上没有体现出复合增强效果,养护28d时复合增强效果比较明显;而且端钩型钢纤维复合增强效果优于波浪型钢纤维。在适度膨胀性能条件下,最大自应力理论计算值能够达到15MPa。

以9根方钢管微膨胀再生混凝土构件为研究对象,进行推出滑移试验,主要研究再生混凝土强度、再生骨料替代率和膨胀剂掺量等因素对微膨胀再生混凝土钢管柱粘结滑移性能的影响。研究结果表明,再生混凝土强度对粘结滑移性能的影响较大,再生骨料替代率对其影响不明显,掺入合理比例的膨胀剂可以有效提高混凝土与钢管之间的粘结力。利用试验研究数据拟合得到钢管与微膨胀再生混凝土界面粘结强度计算公式,为微膨胀再生混凝土工程应用提供一定的理论基础。

采用新型双膨胀源膨胀剂以及不同密度等级、不同类型的轻骨料配制轻质自防水混凝土,并对其工作性、物理力学、变形等性能进行了研究。研究结果表明,轻质自防水混凝土的工作性与轻骨料吸水率、形貌、级配、密度等性质密切相关;相同水胶比下,抗压强度取决于轻骨料的筒压强度;轻骨料的吸水特性对膨胀剂有增益作用,在膨胀剂与轻骨料的相互作用下,轻质自防水混凝土限制膨胀率大幅提高,干燥收缩得到明显抑制。

为了研究钢纤维掺量对混凝土力学性能的影响,对钢纤维体积掺量分别为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的混凝土进行了强度(抗压强度、劈裂抗拉强度与抗弯强度)、静弹性模量以及抗冲击性能测试,分析了混凝土拉压比和弹强比,同时研究了聚丙烯纤维和MgO膨胀剂对钢纤维混凝土力学性能的影响。结果表明:钢纤维掺量对混凝土抗压强度、静弹性模量和弹强比无明显影响,但随着钢纤维掺量增加,混凝土劈裂抗拉强度、抗弯强度以及拉压比逐渐增大,抗冲击性能显著提高。掺入聚丙烯纤维及膨胀剂均可显著提高钢纤维混凝土抗冲击性能,并且膨胀剂可以有效改善钢纤维混凝土抗压强度和弹强比。

与普通房建材料相比,地下综合管廊混凝土不仅要求强度高,且对抗裂、工作性能等也有很高要求。本文研究了粗骨料类型、膨胀剂、混凝土内养护材料、砂率等因素对混凝土强度、抗裂、收缩、工作性的影响。结果表明,碎石混凝土强度高、能有效改善混凝土表面裂纹和收缩;膨胀剂和混凝土内养护材料可以避免混凝土表面生成裂纹,大大降低混凝土收缩率;45%砂率混凝土具有良好的黏聚性、流动性和保水性。