由无机纳米材料、有机高分子材料等多种外加剂制备了一种新型悬浮稳定剂,通过单因素试验研究了该悬浮稳定剂对水泥基自流平砂浆的工作性、强度、收缩性能、稳定性的影响,并得到了最佳掺量。此外,还对比了悬浮稳定剂和纤维素醚在自流平砂浆中的使用效果。结果表明:所制备的悬浮稳定剂可以取代纤维素醚,降低了自流平砂浆的用水量敏感度,提高了自流平砂浆的后期强度,硬化后收缩率稳定,减小了开裂风险,使用效果比纤维素醚更优。

试验研究了钢纤维掺量(0、1%、2%)对超高性能混凝土(UHPC)收缩性能的影响,对比分析了5种常用的混凝土收缩预测模型对UHPC的适用性,并基于试验数据建立了适用于UHPC的收缩预测模型。结果表明:掺钢纤维UHPC的收缩应变低于未掺钢纤维的对比组,且钢纤维掺量越大,对UHPC的减缩效果越显著;5种常用的混凝土收缩预测模型对UHPC的适用性较低,其中,ACI 209(92)模型高估了UHPC的40 d后收缩应变,B3模型、CEB-FIP 90模型和中国建科院模型低估了UHPC的收缩应变,GL2000模型对90 d龄期时的收缩应变预测值与试验值相对较为接近;建立的指数函数形式的UHPC收缩应变计算模型的精度较高。

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。

采用三级配河砂设计优化了高强灌浆材料的配合比,研究了水胶比、胶砂比和不同材料组成对灌浆材料工作性和力学性能的影响,分析了钙矾石型复合膨胀剂和塑性膨胀剂对灌浆材料收缩性能的影响。结果表明:当水胶比为0.20、胶砂比为1.0、硅灰掺量为10%、降黏剂掺量为10%、减水剂掺量为1.0%、钙矾石型复合膨胀剂掺量为10%、塑性膨胀剂掺量为0.01%、钢纤维体积掺量为1.5%时,可制备出性能优异的高强灌浆材料,有效缓解灌浆材料的收缩问题。

研究了锂渣粉(含水率10%)对超高性能混凝土(UHPC)工作性、强度、收缩性能和孔结构的影响,并采用XRD和SEM分析了掺锂渣粉UHPC的水化产物和微观结构。结果表明:随着锂渣粉掺量的增加,UHPC的流动度降低,28 d抗压、抗折强度均呈先增大后减小的趋势,且当锂渣粉掺量为10%时强度达到最大;锂渣粉掺量越大,UHPC的收缩越小,这主要归因于锂渣粉中的水分在基体中起到了较好的内养护作用;随着锂渣粉掺量的增加,UHPC的孔隙率先减小后增大,其中,掺10%锂渣粉UHPC的孔结构较为致密。

以扬州某快速通道改扩建项目为依托,对于原"白加黑"复合式道路铣刨、破碎产生的旧沥青混凝土(RAP)和旧水泥混凝土(RA)进行再生水泥稳定碎石基层材料的适用性研究,将天然骨料(NA)、RA、RAP分别以不同比例掺配设计了9组不同的再生水泥稳定碎石,通过水泥稳定碎石干缩试验、温缩试验和弯拉疲劳试验,分析其收缩机理和抗疲劳性能。研究表明,RA材料的掺入会降低材料的收缩性能,在水泥稳定碎石中混入RAP材料后能够降低材料对水和温度的敏感性,提升材料的收缩性能。RAP材料中沥青的有效成分能够增强水泥稳定碎石材料间的嵌挤作用,提高材料的均匀性和整体性,提高水泥稳定碎石的抗疲劳性能。

为了探究钢纤维和聚丙烯纤维对流动性再生混凝土强度和收缩性能的影响,以流动性普通混凝土为基准,研究和分析了再生骨料、钢纤维和聚丙烯纤维掺量的改变对其强度和收缩性能的影响变化。结果表明:随着再生骨料掺量的增加,不同混凝土强度均有所降低,且随着龄期增加收缩率均呈上升趋势;钢纤维可以增强再生混凝土的强度,聚丙烯纤维可以改善再生混凝土韧性;两种纤维对抑制流动性再生混凝土收缩都同样显著,合理的纤维掺量可使再生骨料掺量小于40%的混凝土的收缩率达到普通混凝土水平。

对夏季高温日晒、风吹的施工环境进行了模拟,考察了采取两种养护措施和掺加三种特殊材料对混凝土在此模拟环境下早期收缩性能的影响。通过复掺聚丙烯纤维和膨胀剂,研制了一种在夏季施工环境下10d内几乎不产生收缩的混凝土,并对在夏季环境下混凝土的养护提出了具体的建议。