以煤矸石为粗骨料,掺入不同掺量的聚丙烯纤维配制路面水泥混凝土,对混凝土的路用性能和微观结构进行了试验研究,分析了纤维的增强机理。结果表明,聚丙烯纤维可以减少混凝土中微裂缝的产生,抑制连通裂缝的发展,在一定掺量范围内能够有效提高煤矸石轻骨料混凝土的抗折强度和耐磨性,随着掺量的增加显著提高混凝土的抗渗性和抗冻性。煤矸石轻骨料混凝土中掺入聚丙烯纤维,可获得良好的路用性能。

利用珊瑚砂取代天然河砂进行混凝土的配合比设计,系统研究了珊瑚砂混凝土的抗折强度、抗压强度、劈裂抗拉强度、干燥收缩以及早期抗开裂性能,同时用相同配合比参数的河砂混凝土进行对比。此外,还对珊瑚砂混凝土的抗氯离子渗透性、抗碳化性等耐久性以及水化产物的微观结构进行了分析。试验结果表明,珊瑚砂混凝土的抗压强度要低于河砂混凝土,而抗折强度、劈裂抗拉强度则相差不大;珊瑚砂混凝土的干燥收缩性能、早期抗开裂性能、抗氯离子渗透性以及抗碳化性均要好于河砂混凝土。珊瑚砂混凝土和河砂混凝土的28d水化产物基本相同,都含有Ca(OH)_2,钙矾石AFt,CaCO_3和C-S-H凝胶。珊瑚砂由于其凸凹多孔,使得其界面过渡区的黏结力要大于河砂混凝土,这极大改善了其界面的结构性能。

利用珊瑚骨料取代传统骨料进行混凝土配合比设计,系统研究了水胶比、砂率和胶凝材料用量三个因素对珊瑚骨料混凝土性能的影响,并通过XRD、SEM等测试手段对珊瑚骨料混凝土的微观结构进行了分析。试验结果表明,珊瑚骨料混凝土的抗压强度随着水胶比的增大先增大后减小,随着砂率的增大先增大后减小,随着胶凝材料用量的增加先增大后减小,胶材用量为440kg/m^3时,抗压强度达到最大值;珊瑚骨料混凝土和普通混凝土的28d水化产物基本相同,都含有Ca(OH)_2、Aft、CaCO_3和C-S-H凝胶。珊瑚骨料内部多孔的微观结构使珊瑚骨料-水泥浆体的界面黏结力较普通骨料-水泥浆体的界面黏结力大,改善了混凝土界面结构性能。

以工农业废料矿渣、稻壳灰为主要原料,制成一种新型胶凝材料,并对此胶凝材料的强度进行探讨,就不同种类的碱激发剂等因素进行探究。同时,用X射线衍射分析不同龄期此体系碱激发胶凝材料的矿物组成,并用扫描电镜观察不同龄期材料的微观形貌。结果表明,稻壳灰的活化可采用"两段煅烧法",碱组分含量为10%、激发剂为水玻璃时激发效果最好,胶凝材料水化产物为低钙硅比的C-S-H凝胶。

研究了水胶比、再生粗骨料取代率及超细掺合料(粉煤灰、矿粉)掺量对再生混凝土性能的影响。试验结果表明,水胶比W/C为0.35、再生粗骨料取代率在50%时,再生混凝土性能较好;而粉煤灰和矿粉双掺可以充分发挥"微骨料效应"和后期"火山灰效应",细化孔隙结构,提高密实度,改善再生混凝土界面过渡区的微观结构。

通过力学性能试验和HITACHIS-3400N系列电子扫描设备（SEM）的微观结构表征,对聚丙烯纤维在EPS混凝土中的作用机理进行了初步研究。试验结果表明,聚丙烯纤维能够增强EPS-水泥基体过渡层的强度。聚丙烯纤维掺量为1.3~2.0kg/m3时,能够显著提高EPS混凝土的抗压强度,同时获得较好的工作性能。

通过测试不同花岗岩粉取代率的RPC在标准养护制度下力学性能的变化规律及微观结构的变化,研究了不同花岗岩粉取代率对RPC力学性能及微观结构的影响。结果表明,在标准养护条件下,随着花岗岩粉取代率的增加,与未取代的对比组相比较,RPC的力学性能能够满足取代前的要求;花岗岩粉完全取代石英粉标准养护28d后,只掺花岗岩粉的RPC组与只掺石英粉的基准组RPC,水化产物的微观形貌均以长度约3μm的针棒状CS-H为主,两者的水化产物Ca/Si相差很小;标准养护RPC的孔结构以无害孔、少害孔为主。

为了研究不同活性掺合料的活性粉末混凝土(RPC)在不同养护温度条件下的抗氯离子渗透性能,利用NEL试验法,分别对4组不同温度、不同活性掺合料的RPC试件进行氯离子扩散系数测定。结果表明,RPC优异的微观结构使其具有良好的抗氯离子渗透性能;在相同养护温度下,不同活性掺合料替代硅灰比例相同时,RPC试件抗氯离子渗透能力的大小依次为:粉煤灰>石英砂>微硅粉;同一种活性掺合料替代相同比例硅灰时,高温养护的RPC试件,其抗氯离子渗透性能明显优于常温养护的RPC试件。

采用加速碳化试验,研究了不同强度等级、不同矿物掺合料的混凝土碳化规律,并采用扫描电镜(SEM)、综合热分析法(TG-DSC)、压汞法(MIP)对浆体中的微观形貌、水化产物和孔结构进行了研究。结果表明,水灰比对混凝土的碳化深度影响较大,14d龄期时0.35水灰比混凝土的碳化深度仅为0.57水灰比混凝土碳化深度的25%;掺加30%粉煤灰混凝土抗碳化能力最小,不掺加矿物掺合料混凝土抗碳化能力最大;碳化后浆体密实度增加,孔径细化,孔隙率分别降低21.8%和40.1%。

主要研究铝酸盐水泥(AC)、普通硅酸盐水泥(OPC)对脱硫建筑石膏胶凝材料水化后微观结构与性能的影响。试验结果表明,单掺AC初、终凝时间最高分别延长至54.5min和64min,抗折强度和抗压强度最高可分别增加到15.3MPa和43.6MPa;单掺OPC初、终凝时间最短分别为4min和5.5min,抗折强度和抗压强度可分别最高增加到14.3MPa和36.3MPa;复合掺杂两种水泥的凝结时间,抗折强度和抗压强度介于单掺两者之间。XRD和SEM的研究结果表明,掺水泥后形成了钙矾石和团聚状C-S-H凝胶,钙矾石的填充作用和C-S-H凝胶的胶结作用是复合胶凝材料增强的原因。