研究了羟丙基甲基纤维素(HPMC)溶液浓度与黏度的关系和HPMC溶液黏度与其透水混凝土性能的关系,得出了满足力学性能及透水性能要求的HPMC透水混凝土施工温度条件。结果表明:HPMC溶液黏度随浓度增大而增加;HPMC透水混凝土的抗压强度随溶液黏度增加先增后减,在满足抗压强度要求的黏度区间内,其抗折强度及透水性均满足要求;在一定条件下,HPMC黏度随温度升高而减小,对具有较高黏度的HPMC透水混凝土,可通过控制其拌合物的出机温度以满足和易性要求。

对6个带端柱高强混凝土剪力墙试件(DHPCW)和6个矩形截面型钢高强混凝土剪力墙试件(SHPCW)进行了拟静力试验,分析研究了二者的破坏形态、承载能力、变形能力和耗能能力。结果表明:带端柱高强混凝土剪力墙与矩形截面型钢高强混凝土剪力墙相比,前者的开裂荷载、屈服荷载、峰值荷载和极限荷载分别是后者的1.25~1.36倍、1.44~1.65倍、1.30~1.40倍和1.22~1.25倍,带端柱高强混凝土剪力墙具有较高的承载能力;带端柱高强混凝土剪力墙的位移延性系数是相同剪跨比矩形截面型钢高强混凝土剪力墙的1.31~1.60倍,总耗能值前者是后者的3.7~4.8倍,端柱作为约束边缘构件可以对剪力墙提供有效约束,显著提高剪力墙的变形能力和耗能能力。

研究了不同制备工艺及掺量的石墨相氮化碳(g-C3N4)对混凝土的力学性能及对NO气体光催化降解性能的影响及变化规律。通过TEM、SEM、XRD分别对材料的物相及微观结构进行了表征,利用微机控制全自动压力试验机和氮氧化物分析仪分别研究了掺g-C3N4后混凝土的抗压强度及对NO的降解性能。结果表明,四种不同种类的g-C3N4掺入后混凝土都具有对NO的降解作用,其中,少层g-C3N4的降解率最高,且在紫外线等照射24 h后其仍能保持较高的降解率;g-C3N4掺量不超过0.8%时混凝土的抗压强度不会有太大影响,在此范围内尽可能提高g-C3N4的掺量来提高其对NO的降解作用。

以表观填隙系数为主要控制指标制备了不同强度等级的透水混凝土,分析了透水指标与连通孔隙率的关系。采用黄泛区粉土饱和泥浆作为堵塞介质,测定了预定次数堵塞(淋泥-晾干)循环后的各项透水指标,评价了饱和泥浆对透水混凝土抗堵塞性能的影响。结果表明:透水混凝土各项透水指标与连通孔隙率密切相关;当体系水灰(胶)比为0.24、表观填隙系数为0.70、高性能减水剂掺量适当时,透水混凝土抗压强度达到最高(28.3 MPa)且不积浆;经过堵塞循环后,透水混凝土的透水性下降明显,与掺减水剂试样相比,未掺减水剂试样的透水性损失速度快;初始连通孔隙率为10.5%的透水混凝土,经受近30次饱和泥浆的堵塞循环后,透水系数基本衰减到相关规程规定的下限值以下。

制备了一种复合式防腐路缘石,其内部为C40混凝土,外包裹层分别为环氧砂浆与自乳化砂浆,并建立了相应复合结构的数值模拟模型,研究了外包裹层对复合式路缘石强度和耐久性的影响,并模拟了内外层结构线膨胀系数对体系应力的影响。结果表明:与环氧砂浆相比,自乳化砂浆的抗压、抗折强度值较低,且在经受盐冻破坏后,其抗压、抗折强度下降幅度较大;环氧砂浆复合式路缘石在降温荷载作用下,除约束处外,路缘石截面突变处达到最大拉应力9.41 MPa,易开裂;自乳化砂浆复合式路缘石在降温荷载作用下的拉应力为2.99 MPa,未开裂;基于研究结果,提出了复合式路缘石结构尺寸的优化设计方案。

通过对云母粉进行疏水改性处理制备出一种改性粉体,采用该改性粉体制备出具有疏水性能的砂浆,对该砂浆的吸水率、失水率、干湿循环硫酸盐侵蚀条件下的外观、抗压强度、水溶性SO42-的分布进行了研究,并进行了机理分析。结果表明:所制备的改性粉体能降低砂浆的吸水率和失水率,改善硫酸盐侵蚀条件下砂浆试件的表面剥落、开裂和强度损失。

通过四点弯曲试验和拉伸试验研究了灰砂比、增强材料种类及布置方式对水泥砂浆薄板力学性能的影响。结果表明:增大灰砂比能提高试件的弯曲开裂荷载;缩小BFRP筋的筋网尺寸能提高试件的极限荷载;增大BFRP网格厚度能改善试件的拉伸能力;掺短切玄武岩纤维的BFRP网格增强试件的抗弯和抗拉能力较好,是FRP永久模板的优选方案。

依托实际工程,以坍落扩展度、V型漏斗流出时间、L型仪比例、坍落扩展度经时损失以及压力泌水率作为混凝土的泵送性能评价指标,通过不同配合比参数和机制砂特性的自密实混凝土配合比试验,研究了各参数对混凝土泵送性能的影响。结果表明:水粉比和砂率对混凝土的泵送性能影响较大,粗骨料掺量影响较小;当粉煤灰掺量在30%以下时能够改善泵送性能;且当机制砂砂率为45%、石粉含量在10%左右时,其各项泵送性能较好。实际工程中配制满足泵送要求的机制砂自密实混凝土时,须严格控制各参数取值。

为研究盐渍土腐蚀环境下混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能,根据兰州市地下水及地下土壤侵蚀离子浓度,制备了4500 mg/L的MgSO4侵蚀溶液,对不同水胶比(0.25、0.35、0.45)及不同粉煤灰掺量(15%、30%、45%)的普通混凝土进行室内长期浸泡侵蚀试验,采用相对质量评价参数ω1与相对动弹性模量评价参数ω2来评价混凝土试件被侵蚀的情况。结果表明:随着浸泡时间的延长,所有试件的ω1与ω2均呈先增大后波动式下降趋势;水胶比为0.35、粉煤灰掺量为30%时,混凝土的抗MgSO4侵蚀性能较好。

为了深入探讨碳纳米管水泥砂浆的电导特性,在细观力学的基础上提出了预测碳纳米管水泥基复合材料压阻效应的数学模型。该模型基于Mori-Tanaka方法,考虑碳纳米管之间的隧穿电导,可求出碳纳米管复合水泥基体的有效电导;此外,还考虑了应变作用下孔隙水离子电导随空隙连通性变化对碳纳米管水泥基复合材料压阻效应的影响,根据试验结果拟合出相关预测参数。结果表明:考虑离子电导的影响,根据提出的预测模型求出的压阻效应预测值与试验结果符合较好。