结合足尺抗弯性能试验,对比研究了高低预应力混凝土实心方桩在抗裂性能、抗弯承载力、变形能力、破坏形式等方面的差异。结果表明:减小张拉控制应力可以降低预应力混凝土实心方桩的抗裂性能,提高变形能力,而桩身极限抗弯承载力基本保持不变;低预应力混凝土实心方桩破坏形式为预应力钢棒被拉断,高预应力混凝土实心方桩破坏形式为预应力钢棒被拉断或受压区混凝土被压碎。

主要研究了水胶比、页岩陶粒密度等级、含水率三因素对页岩陶粒混凝土的抗压强度和导热系数的影响。结果表明:在一定范围内,水胶比与页岩陶粒混凝土的抗压强度、导热系数分别呈负相关和正相关;页岩陶粒的密度等级与抗压强度、导热系数分别呈正相关和负相关,含水率与抗压强度和导热系数均呈负相关。与普通C30混凝土相比,所制备的LC30页岩陶粒混凝土的干密度降低了25.5%,导热系数降低了50%。

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。

基于正交试验研究了粗骨料占比、浆膜厚度、水胶比及硅灰替代率四种因素对透水混凝土抗压强度及透水系数的影响。结果表明:浆膜厚度对透水混凝土抗压强度及透水系数的影响最大;随着粗骨料占比的增加,透水混凝土的抗压强度降低,透水系数先增后减;随着浆膜厚度的增加,透水混凝土的抗压强度增加,透水系数降低;随着水胶比的增加,透水混凝土的抗压强度先增后减,透水系数波动变化;随着硅灰替代率的增加,透水混凝土的抗压强度总体呈增大趋势,透水系数降低;通过优选得到抗压强度最优组的透水混凝土抗压强度为35.1 MPa、透水系数为1.8 mm/s,可应用于轻型荷载道路;透水系数最优组的透水混凝土抗压强度为26.7 MPa、透水系数为3.6 mm/s,可应用于人行道、非机动车道等。

以岩棉纤维为增强材料,有机硅为改性剂,采用物理发泡法制备了超轻泡沫混凝土,并研究了其性能和微观结构。结果表明:随着有机硅掺量的增加,试件的干密度、抗压强度、体积吸水率和导热系数均降低;随着岩棉纤维掺量的增加,试件的干密度变化不明显,抗压强度增大,体积吸水率和导热系数先降低后升高;当有机硅掺量为1.0%、岩棉纤维掺量为2.0%时,超轻泡沫混凝土的综合性能最优;超轻泡沫混凝土中的气孔多为近球形,孔径尺寸分布在50~1000μm之间,不同孔径气孔相互堆叠且分布均匀。

研究了钢渣粉替代部分水泥对超高性能混凝土(UHPC)性能的影响,验证了利用钢渣粉部分替代水泥制备生态型UHPC的可行性。结果表明:随着钢渣粉替代量的增加,UHPC的工作性得到改善;当钢渣粉替代量为200 kg/m3时,UHPC的密实度达到最大,且此时UHPC的抗压强度和抗氯离子渗透性能仍保持较好水平;随着钢渣粉替代量的增加,UHPC对生态环境的负面影响逐渐变小。

介绍了电厂炉底渣的性能及其在混凝土中的应用现状。电厂炉底渣的粒径范围与细砂相近,且其密度较低、吸水率较高,化学成分与粉煤灰相近。目前,电厂炉底渣主要应用在以下两个方面:一是取代部分细骨料用于制备混凝土,推荐掺量为10%~50%;二是磨细后用作水泥混合材或混凝土掺合料。通过掺加减水剂、采用活性激发技术等方式可有效缓解电厂炉底渣对混凝土的不利影响。

通过劈裂抗拉强度试验研究了普通混凝土(NC)强度等级和界面处理方式对混杂纤维活性粉末混凝土(HFRPC)与NC界面黏结性能的影响。结果表明:与凿毛、露骨料、切槽界面处理方式相比,植筋HFRPC-NC试件的劈裂抗拉强度最高,为NC试件破坏强度的1.15~1.22倍,且破坏模式为延性破坏;对于界面粗糙度不同的凿毛、露骨料、切槽三种界面处理方式,HFRPC-NC试件的劈裂抗拉强度可达NC试件破坏强度的70%~92%,且劈裂抗拉强度随界面粗糙度的增大而增大;HFRPC-NC试件的劈裂抗拉强度随NC强度等级的提高而增大。

通过正交试验研究了水胶比、砂胶比、粉煤灰掺量和剑麻纤维掺量对水泥基路面材料抗压性能和弯拉性能的影响。结果表明,高延性剑麻纤维水泥基路面材料的最佳配合比为:水胶比0.30、砂胶比0.4、粉煤灰掺量30%、剑麻纤维掺量0.5%,此时,试件的弯拉强度满足JTG D40—2011《公路水泥混凝土路面设计规范》的要求,且抗压强度较高,为66.62 MPa。

简述了预应力混凝土管桩产品出厂前后混凝土强度检测评定的几种方法,分析了“管桩生产用混凝土强度”和“桩身结构混凝土强度”的不同含义,并提出了在预应力混凝土管桩产品质量监管的不同阶段应关注混凝土质量评价的不同要求。