研究了玄武岩纤维掺量对全再生粗骨料混凝土抗压和抗折强度、破坏形态、单轴受压应力-应变曲线的影响。结果表明:掺入玄武岩纤维后,试件的抗压强度提高,受压破坏时的整体性更好;随着玄武岩纤维掺量的增加,试件的抗折强度逐渐增大,所有抗折试件均为峰值后脆性破坏;随着玄武岩纤维掺量的增加,试件的峰值应力先增大后减小,峰值应变、静压弹性模量和轴压韧性比总体均呈增大趋势。

针对混凝土细观损伤机理进行了研究,将混凝土看作由骨料、砂浆和孔隙组成的细观多相复合材料,通过CT技术对其单轴压缩损伤机制进行了分析,并对所得结果处理后通过MIMICS软件建立了相应三维细观模型,结合ABAQUS工具进行了数值模拟研究。结果表明:数值模拟得到的混凝土损伤图可以较好地反映混凝土试件单轴受压的整个损伤过程;混凝土试件在单轴压缩试验中发生的是张拉-剪切复合破坏,数值模拟得到的应力、应变云图与试验结果相符。

以Fick第二定律为基础,综合考虑时变、氯离子结合作用、环境温度、混凝土劣化、相对湿度对氯离子扩散系数的影响,结合初始边界条件,建立了一维、二维、三维修正的氯离子扩散理论模型。通过模拟氯离子在混凝土中的多维扩散,对比分析了不同服役年限、水胶比、掺合料掺量等对氯离子扩散的影响,并通过工程实例和试验论证了模型的准确性。

通过正交试验研究了引气剂(十二烷基磺酸钠)、短切玄武岩纤维(BF)和沙漠砂对混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响。结果表明,引气沙漠砂纤维混凝土的最优配合比为引气剂掺量0.003%、沙漠砂替代率40%、短切BF掺量0.1%。

研究了再生细骨料的掺量和颗粒级配对混凝土工作性、力学性能、抗冻性能和耐久性能的影响。结果表明:再生细骨料的最佳掺量为20%,此时,混凝土的工作性和力学性能较好;采用再生细骨料(Ⅱ区粗砂)等质量替代20%天然砂配制的混凝土工作性、力学性能较优,其28 d抗压强度相比于采用天然砂的基准组提高了9%,且其抗冻性能、耐久性能与采用天然砂配制的混凝土相近。

介绍了电厂炉底渣的性能及其在混凝土中的应用现状。电厂炉底渣的粒径范围与细砂相近,且其密度较低、吸水率较高,化学成分与粉煤灰相近。目前,电厂炉底渣主要应用在以下两个方面:一是取代部分细骨料用于制备混凝土,推荐掺量为10%~50%;二是磨细后用作水泥混合材或混凝土掺合料。通过掺加减水剂、采用活性激发技术等方式可有效缓解电厂炉底渣对混凝土的不利影响。

利用铁尾矿机制砂石完全替代天然砂石,制备了全铁尾矿骨料混凝土,研究了全铁尾矿骨料混凝土和天然骨料混凝土的工作性、力学性能和耐久性能差异。结果表明:在工作性方面,需通过调配外加剂的方法来保证全铁尾矿骨料混凝土良好的工作性;在力学性能方面,全铁尾矿骨料混凝土的抗压、抗折和劈裂抗拉强度与天然骨料混凝土相比差别不大;在耐久性能方面,全铁尾矿骨料混凝土的抗氯离子渗透性能、抗碳化性能、抗冻性能及抗硫酸盐侵蚀性能均与天然骨料混凝土接近。

电弧炉粉尘(EAFD)是电弧炉炼钢过程中产生的固体废物,采用水泥对EAFD进行吸收和消耗是理想的处理办法之一。介绍了EAFD的形成过程和化学组成,分析了EAFD在水泥混凝土中的作用机理,综述了EAFD在水泥混凝土领域的研究与应用进展,提出了目前研究中存在的问题,展望了水泥混凝土用EAFD未来的研究方向。

试验研究了不同机制砂取代率对PK-3型板用混凝土工作性、抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量的影响,并对实测弹性模量进行了拟合分析。结果表明:机制砂部分或全取代河砂,改善了混凝土的工作性,提高了混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量;通过回归分析拟合出的弹性模量函数表达式与实测数据拟合度较好;采用机制砂混凝土生产的PK-3型板施工方便、和易性较好,且强度满足要求,脱模后无开裂现象。

通过由常温降至给定低温(-40、-80、-120、-160、-190℃)、经历低温再直接或以1℃/min匀速回至常温3种工况下的混凝土劈裂抗拉试验,研究了不同低温作用下混凝土的受拉强度及其离散性。结果表明:随着低温温度的降低,混凝土受拉强度变化率呈先增大后减小的趋势,而经历低温再直接回至常温和以1℃/min匀速回至常温时的混凝土受拉强度变化率变化较稳定;经历低温再直接回至常温和以1℃/min匀速回至常温的混凝土受拉强度变化率的差别较小,故可不考虑回至常温的方式对混凝土受拉强度的影响;与常温对照组混凝土相比,经历低温时和经历低温再回至常温时的混凝土受拉强度的离散性均变小,但其减小程度与低温以及经历低温再回至常温的方式有关。