通过加速劣化试验方法研究了超高性能混凝土(UHPC)在模拟海洋侵蚀环境下的力学和耐久性能。结果表明:海水养护下UHPC的力学性能受开始浸泡时间的影响较小,长期力学性能发展比较稳定;UHPC具有良好的适应性和耐久性能,冻融循环对UHPC性能的影响相对较大,但介质类型对其性能的影响较小;随着硫酸盐干湿循环次数的增加,UHPC的相对动弹性模量和抗压强度耐蚀系数先增加后降低,质量损失增加;硫酸盐干湿循环会导致UHPC表面露出的钢纤维锈蚀,但内部结构无损伤,钢纤维与基体结合紧密。

在矿物掺合料总掺量35%~60%和水胶比0.42~0.29的情况下,采用粉煤灰、矿粉复掺,设计了系列大掺量矿物掺合料高性能混凝土(HPC)配合比,试验研究了矿物掺合料掺量、水胶比对HPC坍落度、抗压强度、抗碳化性能、抗氯离子渗透性能、早期收缩性能的影响。结果表明:矿物掺合料可显著改善HPC的性能,且随着水胶比的降低,矿物掺合料对HPC性能的改善效果更显著;所制备的大掺量矿物掺合料HPC具有良好的技术可行性,满足相关核电工程设计要求。

为了研究石粉含量对中低强度机制砂混凝土性能的影响,设计了4组不同石粉含量的C35机制砂混凝土,并进行了力学性能、耐久性能以及微观结构测试和分析。结果表明:适量的石粉可以优化混凝土的孔隙结构,有利于提高混凝土的早期抗裂性能、劈裂抗拉强度、抗压强度和抗氯离子渗透性能;过量的石粉会增加混凝土早期开裂风险,且对混凝土强度不利;建议在配制此类低强度等级混凝土时,机制砂的石粉含量应控制在20%以内。

研究了纳米纤维素(CNFs)对混凝土流变性能、水化热、力学性能、抗氯离子渗透性能和抗冻性能的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)观察了混凝土基体的微观结构。结果表明:CNFs的掺入增大了水泥浆体的屈服应力和塑性黏度,抑制了水泥的早期水化,促进了水泥的后期水化;随着CNFs掺量的增加,混凝土的抗压、抗折强度增大;CNFs的掺入改善了基体的微观结构,提高了混凝土的抗氯离子渗透性能和抗冻性能。

研究了凝灰岩粉的掺量和比表面积对水工混凝土耐久性能(抗渗性能、抗冻性能、抗硫酸盐侵蚀性能)的影响,并通过压汞法从微观层面对掺凝灰岩粉水工混凝土的孔结构进行了分析。结果表明:当凝灰岩粉的比表面积为352 m2/kg,且掺量控制在30%以下时,有利于改善水工混凝土的抗渗性能和抗硫酸盐侵蚀性能;凝灰岩粉的比表面积越大,对水工混凝土中小孔的填充作用越好,但对大孔的填充作用不明显。

研究了在低湿环境下,不同养护温度(-40、-20、0、20、40、60℃)对再生混凝土工作性、力学性能、耐久性能的影响。结果表明:当养护温度为40℃时,再生混凝土28 d的抗压强度最佳,相比于常温(20℃)养护下的抗压强度提高了17%;过低或过高的养护温度都会对再生混凝土的抗裂性能造成影响;温度为40℃时的养护效果最优,试件内部密实度高,再生混凝土的耐久性能好。

介绍了国内外有关橡胶混凝土力学性能与耐久性能的研究进展,得出了掺入橡胶颗粒后混凝土的力学性能降低,而耐久性能改善的结论,提出了橡胶混凝土的未来研究方向。

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。

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。

为研究聚丙烯纤维(PP纤维)、耐碱玻璃纤维(BX纤维)、钢纤维(GX纤维)对超高性能混凝土(UHPC)电杆力学性能和耐久性能的影响,在前期掺量优选试验基础上,采用卧式离心工艺成型了规格为φ190×12×M×BY的UHPC电杆,并进行了力学性能和耐久性能试验。结果表明:不同纤维种类对UHPC折压比的影响从高到底依次为:GX纤维、BX纤维、PP纤维;三种纤维均可提高UHPC的耐久性,但效果不显著;三种纤维对UHPC电杆力学性能的影响由高到低依次为:GX纤维、BX纤维、PP纤维;三种纤维UHPC电杆均满足相关标准要求,考虑电杆外观和经济性,可使用PP纤维和BX纤维生产UHPC电杆。