研究了碳纳米管、钢纤维、碳纳米管+钢纤维对混凝土抗压强度和抗冲击性能的影响。结果表明:掺入碳纳米管和钢纤维均能提高混凝土的抗压强度;单掺钢纤维较单掺碳纳米管对混凝土抗冲击性能的提升效果更大;混掺碳纳米管与钢纤维混凝土的韧性和延性较单掺钢纤维混凝土得到再次提升;复掺1%钢纤维+0.30%碳纳米管对混凝土性能的增强效果最显著。

通过标准砝码重物加载方法,研究了耳板式空腹桁架免支撑叠合板未浇筑后浇混凝土层、浇筑后浇混凝土层之后且上部钢管未拆除和拆除上部钢管三个施工受力阶段的抗弯性能,明晰了叠合板在各施工受力阶段的工作机制与设计计算方法。结果表明:耳板式空腹桁架免支撑叠合板在施工受力各阶段均具有良好的抵抗开裂与变形的能力,上部钢管、后浇混凝土层均可显著提高混凝土叠合底板的抗弯刚度。研究成果可为减少或免除普通混凝土叠合底板竖向支撑的使用,提高其抗裂性能提供有效路径。

通过研究氯离子和硫酸根离子侵蚀下再生混凝土不同界面过渡区的显微结构以及显微硬度变化,揭示了离子侵蚀对再生混凝土结构和性能的影响机理。结果表明:再生混凝土经氯离子侵蚀后,骨料老界面、骨料新界面、砂浆新界面的显微硬度逐渐降低,过渡区宽度逐渐增加;氯离子侵蚀前后,同种界面过渡区显微硬度值随着新浇筑砂浆强度等级的增加而增大,且氯离子扩散系数与界面过渡区宽度成正相关性;硫酸根离子侵蚀再生混凝土的界面过渡区宽度有所增加,显微硬度降低,界面区的致密性下降。

通过18根外径分别为219 mm和273 mm试件的轴压试验及227根试件的有限元模拟分析,探讨了膨胀剂掺量及套箍系数对试件承载力的影响。结果表明:添加膨胀剂后,初始紧箍力增大,钢管和混凝土迅速进入协同工作状态,有效提高了钢管混凝土的承载力;膨胀剂掺量过大会导致钢管混凝土的横向应力增加,承载力降低;当膨胀剂掺量为5%时,屈服承载力和极限承载力的提高幅度最大,分别为11.9%和49.85%;添加膨胀剂的钢管混凝土柱承载力及延性随着套箍系数的增加而提高;提出的承载力计算公式可满足工程实际应用。

采用Ⅲ级粉煤灰和石粉双掺进行C50泵送混凝土配制,并研究其可泵性。采用三因素三水平正交试验和方差分析法进行了对比分析,并结合混凝土实际性能表现,得出本试验条件下的最优组合:25%Ⅲ级粉煤灰+16%石粉+1.6%外加剂。

以夹砂层地质为研究背景,结合工程实例,采用规范计算、现场载荷试验及ANSYS有限元分析方法,对预制混凝土劲性复合桩(PPRC劲性复合桩)地基进行了设计计算,并将结果进行了分析比较。结果表明,PPRC劲性复合桩单桩抗压承载力试验值与有限元分析结果较相近,且大于承载力设计值,PPRC劲性复合桩承载力特征值满足设计要求;通过与水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)对比可知,PPRC劲性复合桩经济优势明显,具有较好的推广前景。

分别研究了矿物掺合料(粉煤灰、矿渣)、养护方式对普通混凝土比强度的影响;陶粒、橡胶颗粒、聚苯颗粒对轻骨料混凝土比强度的影响以及陶砂、钢纤维对(超)高强混凝土比强度的影响。结果表明:适量掺入矿渣,普通混凝土28 d的比强度提高更大;轻骨料混凝土的比强度分别随陶粒、橡胶颗粒、聚苯颗粒取代率的增加而降低,其中,陶粒对轻骨料混凝土比强度的不利影响相对较小;当掺入1.5%的钢纤维和18%的陶砂时,(超)高强混凝土的比强度提升幅度最大。

选取两种不同来源的粉煤灰(FAⅠ、FAⅡ),研究了其品质差异和掺量(0、15%、30%、45%)及水胶比(0.5、0.4、0.3)对淡化海砂混凝土工作性、力学性能和耐久性能的影响。研究表明:相较于FAⅡ,FAⅠ型粉煤灰的需水量更小,采用较少的减水剂能使新拌混凝土具有良好的工作性;在水胶比相同的情况下,FAⅠ型粉煤灰对混凝土后期强度发展有更加积极的影响;随着粉煤灰掺量的增加,淡化海砂混凝土的电通量值均先减小后增大,且FAⅠ型粉煤灰对改善混凝土抗Cl^-渗透性能更优;随着龄期增长,三种水胶比下FAⅡ型粉煤灰掺量不宜高于15%,而水胶比为0.4和0.3时,FAⅠ型粉煤灰最大掺量可达30%~45%。

通过改变石粉(SP)含量(0、5%、10%、15%)和再生粗骨料(RCA)取代率(0、33%、66%、100%)进行了48个棱柱体受压应力-应变全曲线试验,研究了石粉、再生粗骨料对机制砂再生混凝土轴心抗压强度、峰值应变和弹性模量的影响。基于损伤力学原理,参考已有的普通混凝土应力-应变本构关系,建立了机制砂再生混凝土单轴受压应力-应变本构方程。结果表明:理论曲线与试验数据吻合度较好。

为了探究硅灰掺量对酸性环境下混凝土耐久性的影响,以一定浓度的硫酸溶液作为腐蚀介质,研究了硅灰掺量分别为0、5%、10%和15%的混凝土试样随腐蚀时间的变化规律。结果表明:随着腐蚀时间的延长,试样均经历从“返霜”到严重破坏的过程,但硅灰的掺入能较好地保持腐蚀过程中试样的完整性;硅灰的掺入可有效减小腐蚀过程中抗压强度的损失,但其掺量的改变对试样抗压强度损失的影响并不显著;随着腐蚀时间的增加,试样质量均呈先增加后减小的变化趋势,但硅灰的掺入提升了附着物的附着速率;硅灰能有效抑制混凝土强度退化深度的增加,硅灰掺量为10%时抑制效果最明显。