为了探究风积沙自密实混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能,研究了不同侵蚀龄期下风积沙掺量对自密实混凝土的工作性、质量损失率、相对动弹性模量和耐蚀系数的影响。结果表明:随着风积沙取代率的增大,风积沙自密实混凝土拌和物的坍落扩展度呈先增大后减小的趋势;随着侵蚀龄期的延长,风积沙自密实混凝土的质量、相对动弹性模量和耐蚀系数均呈先增加后降低的趋势;适量掺入风积沙能有效改善自密实混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能,当侵蚀龄期为120 d时,60%风积沙取代率下的风积沙自密实混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能最佳;风积沙自密实混凝土的耐蚀系数与相对动弹性模量和质量损失率均存在良好的线性关系。

为了解决混凝土耐久性评价指标较多且评价结果不统一的问题,设计了碱式硫酸镁水泥混凝土(BMSCC)耐水性试验。经过与传统耐水性评价参数的对比,验证了相对质量评价参数、相对动弹性模量评价参数和双指标耐水性评价参数作为BMSCC耐水性评价指标的合理性,并对其进行了修正。基于修正后的评价参数,提出了一种综合耐水性评价参数。结果表明:修正前BMSCC相对质量评价参数、相对动弹性模量评价参数和双指标耐水性评价参数等评价结果与传统耐水性评价参数评价结果存在偏差,修正后各评价参数可以作为BMSCC耐水性评价参数。综合耐水性评价参数能够较准确地评价BMSCC的耐水性,为BMSCC及新型混凝土耐久性评价提供了理论参考和研究方法。

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。

研究了冻融循环、干湿循环、冻融循环+干湿循环、冻融-干湿耦合循环对不同替代率废玻璃骨料混凝土耐久性能的影响。结果表明:与未冻融、未干湿试件相比,经历冻融循环、冻融循环+干湿循环、冻融-干湿耦合循环试件的抗压强度降低、质量损失率增大,而经历干湿循环试件的抗压强度提高、质量损失率减小;不同损伤机制对废玻璃混凝土耐久性能的影响程度由小到大顺序为干湿循环<冻融循环+干湿循环<冻融循环<冻融-干湿耦合循环。

系统研究了不同引气剂掺量及类型对机制砂海工混凝土抗冻性能的影响,并通过气孔间距试验、电镜扫描等试验方法,分析了冻融环境下不同引气剂对机制砂海工混凝土的作用机理。试验结果表明,当ML类引气剂掺量为0.4%时,机制砂海工混凝土有较好的抗冻性能;醚类引气剂可进一步改善混凝土的工作性,其引入的微小气泡可以改善混凝土的包裹性,同时不影响混凝土的抗压强度;混凝土气泡间距系数、平均气孔弦长越小,其抗冻性能越好。

分析了纳米CaCO3掺入量、盐碱浓度等因素对混凝土在盐碱-干湿循环后的强度及耐久性的影响,通过150次的干湿循环,研究了混凝土抗压强度耐蚀系数、质量损失率、相对动弹性模量等耐久性指标随干湿循环的变化规律。试验结果表明,掺入1%的纳米CaCO3可以使28 d混凝土试件获得较高的抗压强度,盐碱-干湿循环条件下2%掺量的纳米CaCO3混凝土试件强度下降最低。纳米CaCO3对混凝土干湿循环中后期的耐久性有明显的提高作用,其最佳掺量为2%,掺量超过2%后则会造成耐久性指标的下降。盐碱浓度对纳米混凝土耐久性的影响随干湿循环次数的增加而增大,且相对动弹模量较质量损失率指标更易受盐碱浓度的影响。

研究将破碎后的固体工业镍渣作为细骨料来制备干混普通砌筑砂浆。结果表明,与天然石英砂相比,镍渣具有坚固性能好、压碎指标值低、吸水率高、有害物质含量少、碱骨料反应膨胀率低、表面硬度高、耐磨性能好、压缩程度高、具有火山灰活性等特点,用其作为细骨料制备干混普通砌筑砂浆,其各项性能均满足GB 14684—2011《建设用砂》标准要求。与M30天然石英砂干混普通砌筑砂浆相比,M30镍渣干混普通砌筑砂浆7 d及28 d抗压强度分别提高了7.7%和9.3%,冻融循环质量损失率和强度损失率分别降低了1.1%和4.3%,保水率提高了2.6%,14 d及28 d收缩率分别降低了0.004%和0.023%。且用镍渣作骨料制备的干混砌筑砂浆还具有生产成本低、节约资源、保护环境等多重作用。

对比分析了不同冻融循环次数下,钢纤维-石墨导电混凝土与素混凝土的力学性能。结果表明,经过200次冻融循环后,素混凝土的质量损失达到5.1%,相对动弹性模量为58.1%;导电混凝土的平均质量损失仅为2.1%,平均相对动弹性模量为88.0%;经过300次冻融循环后,素混凝土抗压强度下降39.9%,导电混凝土抗压强度下降23.6%,即导电混凝土的抗冻融循环的能力优于素混凝土,并且,可根据相应的拟合曲线预测导电混凝土的使用寿命。

研究了3种聚对苯撑苯并双噁唑(PBO)纤维经不同高温处理不同时间后力学性能的变化。纤维表面颜色与结构的变化,以及强度保持率、伸长保持率、质量损失率等重要指标能反映出不同品种的PBO纤维力学性能的差异。结果表明:温度是影响PBO纤维力学性能的主要因素;热处理温度越高、时间越长,纤维颜色、表面结构、力学性能变化越明显;经高温处理的PBO-HM纤维的力学性能较稳定,可以优先考虑作为密封感压膜片的耐高温增强材料。

分别参照国标GB/T 13477.19—2017《建筑密封材料试验方法第19部分:质量与体积变化的测定》规定的金属环法和企业简易铝箔纸法对市场上40种建筑用硅酮耐候密封胶进行质量损失率测试,对两种方法试验结果进行了比对分析,探讨两种测试方法间数据的关联性以及铝箔纸法替代金属环法的可行性。