为了提高铝土尾矿泥(以下简称尾泥)的资源化利用率,根据含水量对广西某岩溶洼地型排泥库的尾泥状态进行了分类,研究了不同状态尾泥对W4密度等级泡沫混凝土工作性、力学性能、体积吸水率和孔结构的影响,并进行了微观分析。结果表明:尾泥状态大致分为可塑态、软塑态、流塑态和高流塑态;采用软塑态尾泥制备的泡沫混凝土性能不满足相关标准要求;采用流塑态和高流塑态尾泥制备的泡沫混凝土性能基本一致,且满足相关标准要求。

研究了碳纳米管、纳米SiO2和纳米CaCO3的分散液浓度和浸泡时间对再生粗骨料吸水率、压碎值、堆积密度和表观密度的影响,并通过SEM分析了纳米材料的改性机理。结果表明:经纳米材料改性后,再生粗骨料的堆积密度、表观密度分别稳定在1260 kg/m3、2650 kg/m3左右,且能够显著提高再生混凝土的抗压强度;当碳纳米管浓度为0.20%、浸泡时间为24 h时,能使再生粗骨料的吸水率最大降低4.24%,压碎值最大降低18.75%;当纳米SiO2浓度为7%、浸泡时间为72 h时,能使再生粗骨料的吸水率最大降低15.70%,压碎值最大降低19.53%;当纳米CaCO3浓度为7%、浸泡时间为72 h时,能使再生粗骨料的吸水率最大降低9.62%,压碎值最大降低26.56%;SEM分析结果表明,经纳米材料改性后,再生粗骨料的表面变得均匀,内部结构变得更加密实。

采用料浆容重法进行配合比设计,分别制备了表观密度为600、800、1000、1200 kg/m3的微孔混凝土,并研究了表观密度与孔结构对微孔混凝土性能的影响。结果表明,所制备的微孔混凝土抗压强度在1.68~10.57 MPa之间,导热系数在0.081~0.140 W/(m·K)之间,吸水率在29.76%~48.16%之间,且微孔混凝土的表观密度对上述性能的影响具有明显的规律性。孔结构测试结果表明,孔隙率、孔分布均匀性、平均孔径大小等因素对微孔混凝土性能也有一定的规律性影响。

研究了不同掺量(0、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%和1.1%)的竹叶纤维对混凝土工作性和力学性能的影响。结果表明:随着竹叶纤维掺量的增加,混凝土的坍落度逐渐降低;混凝土吸水率随着竹叶纤维掺量增加而增加;竹叶纤维的掺入对混凝土抗压强度不利,但有利于提高混凝土的劈裂抗拉强度和抗折强度;综合考虑各种因素,建议竹叶纤维的最佳掺量取0.7%。

测试了闪长玢岩的吸水特性,研究了闪长玢岩作为粗骨料对混凝土施工性能的影响。结果表明:闪长玢岩碎石内部的裂隙、孔隙较发达,吸水率高,但吸水速率慢;闪长玢岩的掺入使得混凝土拌合物的流动性损失显著增加,泌水率降低;采用骨料预湿工艺和掺减水剂的方法可以解决闪长玢岩混凝土的施工性能问题。

以磷石膏、粉煤灰、矿渣微粉、生石灰为主要原料制备了磷石膏基复合材料,研究了磷石膏基复合材料性能的影响因素,并通过多变量数值分析得到了最优配合比。结果表明:当磷石膏、粉煤灰、矿渣微粉、生石灰的质量比为1∶0.4∶0.06∶0.03时,制备的磷石膏基复合材料的抗压、抗折强度均较高;掺入6‰防水剂对磷石膏基复合材料的抗压强度提升较大,复掺3‰减水剂+3‰防水剂对抗折强度提升较大;当水胶比为0.38~0.40时,磷石膏基复合材料的强度较高;21℃蒸汽养护14 d可使磷石膏基复合材料的强度达到最佳,但蒸汽养护会导致磷石膏基复合材料的吸水率增大、软化系数降低;通过数值分析建立的多变量磷石膏基复合材料的强度计算公式,可以得出单一变量下磷石膏基复合材料的强度值和多变量下磷石膏基复合材料的强度值与对应原材料掺量之间的关系。

利用电石渣对磷石膏进行改性,得到了改性磷石膏,将改性磷石膏、水泥、矿渣粉按一定比例混合,采用造粒成球工艺制成改性磷石膏轻骨料,研究了改性磷石膏掺量和养护龄期对改性磷石膏轻骨料性能的影响,分析了改性磷石膏轻骨料替代部分碎石在磷石膏基路基材料中应用的可行性。结果表明:随着改性磷石膏掺量的增加,改性磷石膏轻骨料的筒压强度和软化系数降低,吸水率增大;当改性磷石膏掺量为88%、养护龄期为60 d时,改性磷石膏轻骨料的筒压强度为5.8 MPa、吸水率为9.8%、软化系数为0.75,符合GB/T 17431.1—2010《轻集料及其试验方法第1部分:轻集料》的要求。研制的改性磷石膏轻骨料已成功应用于道路工程中。

制备了漂浮植生混凝土,研究了有机硅憎水剂掺量(0、1%、2%、3%、4%)对漂浮植生混凝土性能的影响,分析了其作用机理。结果表明:随着憎水剂掺量的增加,保证浆体流动度满足要求(150~160 mm)的减水剂用量增大,试件的吸水率降低,表面水接触角增大;随着憎水剂掺量的增加,漂浮植生混凝土的抗压强度呈先增大后减小的趋势,软化系数增大,内部环境pH值降低;采用3%憎水剂制备的漂浮植生混凝土的植生性能良好。

路桥过渡段用泡沫混凝土代替传统的填料进行浇筑,为缓解桥头跳车问题提供了一种新的途径。本文进行正交设计试验,对泡沫混凝土的抗压强度、吸水率和流动度等指标进行了分析研究;通过验证试验确定了最终的推荐最佳组合,并提出了标准化施工工艺流程与相应的施工要求。

利用长英岩类石粉代替粉煤灰制备蒸压加气混凝土,研究了蒸压养护温度和铝粉掺量对加气混凝土强度、干表观密度及吸水性等性能的影响。试验结果表明,当铝粉为最佳掺量时,试块强度达到3.6 MPa,干表观密度为620 kg/m^3,符合蒸压加气混凝土B06级要求,完全可以用长英岩类石粉代替粉煤灰生产蒸压加气混凝土。在蒸压养护过程中,长英岩中石英和长石均不同程度地参与了水热反应。