研究了不同粒径、掺量的石灰石粉对水泥胶砂工作性和力学性能的影响以及石灰石粉掺量对清水混凝土力学性能和耐久性能的影响,对比优选了清水混凝土施工脱模剂和模板。结果表明:水泥胶砂早期强度受石灰石粉细度和掺量的影响较大,在相同掺量时,粒径小的石灰石粉制备的胶砂流动性小、抗压、抗折强度大;清水混凝土的抗压强度随着石灰石粉掺量的增加而增大,电通量和氯离子扩散系数则随着石灰石粉掺量的增加而减小;当石灰石粉掺量为15%时,清水混凝土的力学性能和耐久性能最优;水性脱模剂的脱模效果优于油性脱模剂和模板漆,不锈钢模板的脱模效果优于普通钢模板。

为提高钢纤维无筋盾构混凝土管片的力学性能,研究了钢纤维掺量(30 kg/m3、40 kg/m3、50 kg/m3)和长径比(0.8、0.7、0.6)对管片混凝土抗压强度、抗弯强度的影响。结果表明:在本文研究掺量范围内,管片混凝土抗压强度、抗弯强度均随钢纤维掺量的增加而提高;无筋盾构管片用C50混凝土的钢纤维推荐掺量为30~40 kg/m3,推荐长径比为0.8。

通过混凝土非接触式电阻率测量技术,研究了钙铝石(C12A7)掺量(0、2.5%、5.0%、7.5%)对普通硅酸盐水泥浆体电阻率及电阻率特性的影响,并计算了水泥浆体完全水化时的极限电阻率值。结果表明:C12A7能够促进离子沉淀和水化产物的生成,加快AFt向AFm的转变,使浆体较早进入硬化期和离子扩散阶段;当C12A7掺量不超过5.0%时,浆体的电阻率随C12A7掺量的增加而增大;当C12A7掺量从5.0%增加到7.5%时,浆体的电阻率反而减小。

采用两种再生粗骨料(RAⅠ、RAⅡ)分别替代30%、50%、70%、100%的天然粗骨料,以及将两种再生粗骨料以不同质量比(mRAⅠ∶mRAⅡ=1∶3、1∶1、3∶1)混合后替代30%、50%、70%、100%的天然粗骨料制备了再生混凝土,研究了不同再生粗骨料的品质和掺量对再生混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和轴心抗压强度的影响。结果表明:再生混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和轴心抗压强度均随着再生粗骨料掺量的增加而降低;当再生粗骨料掺量一定时,再生混凝土的力学强度随着mRAⅠ∶mRAⅡ的增大而增大;参考GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》建立的再生混凝土轴心抗压强度与立方体抗压强度关系式的拟合效果较好。

按普通混凝土配合比设计的方法配制强度等级为C30、C40、C50的混凝土,通过对天然细砂、人工粗砂、铁尾矿砂进行级配优化后,研究了不同掺量的铁尾矿砂对不同强度等级混凝土基本性质的影响。结果表明,掺入铁尾矿砂后混凝土拌合物的和易性下降,且掺量越大,混凝土坍落度及扩展度越小;用铁尾矿砂配制的C30、C40混凝土,其强度略高于普通混凝土,且随铁尾矿砂掺量增加而略有增加,但用铁尾矿砂配制的C50混凝土,其强度略低于普通混凝土。

为了研究橡胶粉和纤维不同掺量协同作用对路用混凝土的抗折强度和延性等力学性能的影响,进行了22组试验,分别对基准混凝土、橡胶粉混凝土和橡胶粉纤维混凝土进行了抗压强度、抗折强度和劈裂强度试验。试验结果表明,橡胶粉-纤维可改善路用混凝土的韧性,对于60目橡胶粉+10mm纤维混凝土,橡胶粉掺量控制在6%以内,纤维掺量控制在0.5%以内为佳;对于60目橡胶粉+20mm纤维混凝土,橡胶掺量控制在2%以内,纤维掺量控制在0.5%以内为佳。

通过掺剑麻纤维、聚丙烯纤维自密实轻骨料混凝土的快速碳化试验,研究了不同纤维对自密实轻骨料混凝土碳化性能的影响。试验结果表明,随着碳化时间的增加,碳化深度逐渐增加;相同碳化时间内,掺聚丙烯纤维、剑麻纤维试块的抗碳化性能优于空白试样,抗碳化性最优的是掺聚丙烯纤维自密实轻骨料混凝土。

研究了改性聚丙烯纤维(MPPF)、玄武岩纤维(BF)、仿钢纤维(ISF)以及MPPF的掺量、长度对高强透水混凝土孔隙率、透水系数、抗压强度和抗折强度的影响规律,并与空白组进行了对比。结果表明,掺入不同种类的短切纤维,对高强透水混凝土抗压强度影响不明显,对抗折强度改善效果更为明显,且MPPF改善效果最优;随着MPPF掺入长度的增加,抗压强度先增大后减小,与空白组相比,掺入短切纤维均使得孔隙率和透水系数下降,且透水系数更为敏感;当MPPF掺量为1kg/m3,长度为18mm时,透水混凝土可以满足主要机动车路面的应用要求。

为研究废玻璃粉混凝土的抗碳化性能,将中位粒径为9.45μm、16.38μm和25.15μm的三种废玻璃粉分别等质量取代10%、20%和30%的水泥制成混凝土试块,在标准条件下养护3d、28d、56d后,测得各龄期下各试块的抗压强度以及加速碳化至3d、7d、14d、28d和56d的碳化值,并通过压汞法和扫描电镜(SEM)测得试块内部孔径分布和微观形貌。结果表明,标养3d时,中位径16.38μm的废玻璃粉更有利对大孔细化,混凝土早期密实度高,抗碳化能力更佳;标养56d后,中位径为9.45μm废玻璃粉掺量≤10%时,试块强度和碳化深度与基准组相当。

对粉煤灰填充树脂基摩擦材料进行了硬度和抗冲击强度实验,分析了不同等级、不同掺量的粉煤灰对摩擦材料硬度及冲击强度的影响,观察了其晶相组织,结果表明：在同等级不同掺量情况下,摩擦材料的硬度随粉煤灰掺量的增加而增加,在粉煤灰掺量为50%时摩擦材料的硬度达到极大值;摩擦材料的抗冲击强度随粉煤灰掺量的增加而下降。