为了解决装配式结构在村镇建筑应用中存在预制构件自重较大、运输和安装要求较高等问题,用轻质陶粒混凝土替代普通混凝土生产预制构件,以减轻预制构件的重量。开展轻质陶粒混凝土的配合比优化及性能试验研究。结果表明:轻质陶粒混凝土中的水泥、砂、陶粒、水用量分别为400、540、450、170 kg/m3时,试件的干表观密度为1816.7 kg/m3,满足轻质混凝土相关要求;28 d抗压强度为35.5 MPa,满足承重构件强度要求;坍落度为78 mm,和易性满足30~80 mm要求。

为研究纳米SiO2改性陶粒混凝土在不同溶液冻融环境下的抗冻性能,设计了四种溶液(水、硫酸盐、碳酸盐、复合盐)冻融环境,采用快速冻融法,以质量损失率及相对动弹性模量为指标对其冻融损伤规律进行了研究,并基于试验数据建立了抗冻性能退化模型。结果表明:在盐溶液冻融环境下,陶粒混凝土质量损失及相对动弹性模量高于水冻环境;当盐溶液浓度相同时,硫酸盐溶液冻融环境对混凝土的质量及动弹性模量的损伤较碳酸盐溶液强,复合盐类溶液冻融损伤居中;基于试验数据建立的抗冻性能模型可较好地反映纳米SiO2改性陶粒混凝土在不同冻融溶液环境下的冻融损伤规律。

对掺加聚丙烯-玄武岩混杂纤维的陶粒混凝土进行了抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度试验,得到了混杂纤维对陶粒混凝土力学性能的影响规律。结果表明:混杂纤维掺量为0.2%时,陶粒混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度提升幅度最大,分别较基准组提高了11.21%、30.73%、15.26%,但掺量过大时陶粒混凝土的力学性能会下降,甚至出现负效应;聚丙烯纤维与玄武岩纤维的混杂比为2∶1时,其对陶粒混凝土的增强效果较好;混杂纤维能增强陶粒混凝土的韧性,对抗折强度和抗拉强度提升效果明显,对抗压强度提升效果较小。

为了解决小宽度预制装配陶粒混凝土墙板的开裂问题,研制了高3500 mm、长5000 mm、厚200 mm的超长陶粒混凝土墙板,对该墙板进行了抗弯、抗冲击和吊挂力试验,分析了墙板在均布荷载下的受弯荷载-应变(挠度)曲线、破坏现象以及抗冲击和吊挂试验现象。结果表明:墙板的抗弯性能、抗冲击性能和吊挂性能均达到相关规范要求;依据现有混凝土受弯理论计算得到的墙板受弯承载力和挠度与试验值吻合良好;推导出的墙板最大冲击力远小于其冲击承载力,与试验现象相符。

为研究陶粒饱水程度对陶粒混凝土力学性能及热工性能的影响,设置了六组不同预湿时间的试验组进行探究。结果表明,陶粒预湿时间越长,陶粒混凝土7 d强度越低,28 d强度越高;陶粒混凝土导热系数与蓄热系数随陶粒骨料饱水程度的增加而有所提升;陶粒预湿后期存在释水现象,释出水分补充到陶粒骨料与浆体连接面,供给胶凝材料持续硬化。

为研究玄武岩纤维掺量对轻质陶粒混凝土性能的影响,制备了4种不同纤维掺量的陶粒混凝土试件,测试了不同龄期试件的抗压强度、抗折强度和表观密度。结果表明:陶粒混凝土立方体试件抗压强度随着玄武岩纤维掺量的增大先增加后降低;陶粒混凝土表观密度随着纤维掺量的增大而逐渐降低,但不显著;陶粒混凝试件抗折强度随纤维掺量增大不断提高。

现提倡绿色材料,节能环保新型建材,采用粉煤灰、陶粒等材料配制的陶粒混凝土,可以降低结构自重,提高抗震性能。本文进行了正交试验研究,得出对陶粒混凝土抗压强度影响程度的因素由大到小分别为水灰比、砂率、粉煤灰掺量,并进而得出最优配合比;对陶粒混凝土受压破坏形态进行了分析,结果表明,水泥砂浆与陶粒的界面破坏和陶粒全截面断裂破坏是陶粒混凝土受压破坏的主要形态。

通过四片不同配筋形式的轻骨料陶粒混凝土剪力墙的低周往复水平荷载试验,研究了钢筋的布置形式和钢筋的级别对轻骨料陶粒混凝土剪力墙抗震性能的影响,包括承载力、刚度、延性、耗能能力等抗震指标。研究结果表明:采用斜向配筋形式的轻骨料陶粒混凝土剪力墙比提高钢筋强度更能有效的提高结构的承载力、变形能力、耗能能力,延缓刚度退化,提高结构的安全储备。

在陶粒混凝土中掺入膨胀珍珠岩,配制出了密度低于1400kg/m3的轻质混凝土。结果表明,掺入适量的膨胀珍珠岩不仅能够降低轻质混凝土的密度,同时其强度、可泵送性能均可达到规范要求。

通过对某旧拱桥作细致的技术状况调查,查明缺陷(或潜在缺陷)、损伤位置及其严重程度和发展趋势,评价桥梁的使用功能。分析了主拱圈、横系梁、腹拱、伸缩缝、桥台等的病害情况。结合病害情况及检测结果,阐述该桥的维修加固设计方案,对加固施工中的锚喷混凝土施工、植筋专项施工、环氧砂浆修补裂缝施工、伸缩缝处理施工方法等进行了详细介绍。