研究了不同再生骨料替代率下,不锈钢管与钢纤维增强再生混凝土组合柱的轴压性能,获得了试件的破坏形态、荷载-位移曲线和轴压刚度。结果表明:根据荷载-位移曲线的变化特征,可将试件按承载力稳定性分为不稳定和稳定两类;不稳定试件峰值荷载后的荷载-位移曲线快速探底,此后荷载开始缓慢提升,轴向变形快速增大;稳定试件峰值荷载后的荷载-位移曲线沿水平方向发展,试件的持荷能力突出;试件的轴压刚度在0.3~0.9倍的峰值荷载时达到最大,此时钢与混凝土的材料损伤相对较小,钢管对混凝土的约束效应相对有效;随着再生骨料替代率的增大,试件的轴压刚度逐渐降低;钢纤维抑制了裂缝的发展,维护了混凝土的整体性,从而提高了试件的轴压刚度。

对3D打印混凝土材料的流变性及可打印性、层间性能及各向异性、3D打印混凝土的纤维增韧方法及协同增韧技术等关键问题进行了总结和讨论,并对3D打印混凝土的工程应用进行了分析及展望。

基于LS-DYNA显示动力分析程序,对3种不同配筋梁的冲击试验进行了数值模拟,通过参数分析探究了不同落锤高度下系统总能和各部件能量在整个冲击过程中的变化规律以及不同时间下剪应力沿梁长的分布情况。结果表明:随着落锤高度增加,落锤动能与梁体内能交换会出现滞后现象,落锤高度对梁体内各部件的耗能比例没有显著影响,冲击过程中惯性效应不明显;通过分析梁体内的剪应力分布情况,揭示了梁体在冲击过程中剪应力的传播规律和落锤高度对梁体抗剪性能的影响。

为了解石粉含量对机制砂混凝土的性能影响,制备了2%、5%、7%、10%四种石粉含量的机制砂混凝土,分别研究了其力学性能、工作性及耐久性,探究了不同石粉含量机制砂在预制构件混凝土中的应用,进行了装配式构件的试生产。结果表明:在合适掺量下,石粉在一定程度上能改善机制砂的堆积密度,从而提高混凝土强度;石粉含量过大会降低混凝土密实性,从而影响混凝土力学性能;采用机制砂配制的混凝土力学性能、抗渗性能和抗冻性能可以达到与天然砂混凝土的同等水平。

研究了不同成型方式和水灰比对植生混凝土性能的影响。结果表明:振动成型的植生混凝土的连续孔隙率最小,插捣成型的植生混凝土的抗压强度最高,压捣成型的植生混凝土的连续孔隙率和抗压强度均满足相关设计要求;植生混凝土的抗压强度随着水灰比的增大而降低,连续孔隙率随着水灰比的增大而增大;当水灰比为0.27时,采用压捣成型方式制备得到的植生混凝土的性能满足相关设计要求,并已成功应用于济南赵庄险工48#坝坝坡防护工程。

在高性能纤维增强混凝土(HPFRC)耗能墙-钢筋混凝土(RC)框架结构抗震性能试验研究的基础上,考虑了RC框架混凝土强度等级、框架柱配筋率、框架柱截面尺寸三个因素,进行了有限元模拟分析。结果表明:建立的HPFRC耗能墙-RC框架结构有限元模型较为准确,有限元计算结果与试验结果吻合较好;随着RC框架混凝土强度等级的提升,试件各个荷载特征点的水平承载力均有所提高,但变形能力变化不大;随着框架柱配筋率和框架柱截面尺寸的增大,试件各个荷载特征点的水平承载力均明显提高,极限位移也有所增加;为了保证此类结构的抗震性能,针对RC框架混凝土强度等级、框架柱配筋率和框架柱截面尺寸,提出了可供设计参考的相关建议值。

为提高预制混凝土衬砌管片外弧面的密实度和平整度,针对生产过程中传统抹面工艺存在的生产效率低、工人配置多、劳动强度大、产品质量不稳定等问题,结合实际生产需要,研发了自动抹面设备,并着重介绍了粗收抹面、精收抹面设备的抹平机构,可为实现管片生产线的完全自动化提供参考。

选用了粉煤灰纤维、超细粉煤灰纤维作为空间架构材料,采用阴离子表面活性剂发泡,以纯熟料水泥凝胶硬化定型,辅以真空抽吸破泡,通过充分干燥及表面防水处理工艺制得了粉煤灰纤维架构弹性保温隔热材料。结果表明:当超细粉煤灰纤维掺量为5%~15%、粉煤灰纤维与纯熟料水泥质量比为0.25、纯熟料水泥掺量为5%~20%时,材料的导热系数普遍在0.04~0.06 W/(m·K)之间,表观密度集中在80~150 kg/m^3,抗压强度普遍低于0.20 MPa,所制得的保温隔热材料具有一定的弹性,永久变形量在0.050~0.090 mm之间。

研究了不同掺量PVA纤维水泥胶砂经浓度为10000 mg/L和30000 mg/L的硫酸钠溶液侵蚀后的抗压强度和抗折强度变化规律,并以抗折抗蚀系数为指标评价了碱环境下PVA纤维对水泥胶砂抗侵蚀性能的影响。结果表明:随PVA纤维体积掺量的增加,水泥胶砂拌和物的流动度逐渐减小;经硫酸钠溶液侵蚀后,各组试件的力学性能和抗折抗蚀系数均有不同程度降低,高浓度和长侵蚀龄期对水泥胶砂的抗侵蚀性能影响较显著;对比基准组,掺入PVA纤维可有效提高水泥胶砂的力学性能和抗折抗蚀系数,且PVA纤维体积掺量为0.2%时效果最好。

利用碱性电解水制备矿粉砂浆,研究了不同取代率矿粉对砂浆工作性和力学性能的影响,结合XRD分析,评价了利用碱性电解水激发矿粉的活性和改善矿粉砂浆性能的可行性。结果表明:碱性电解水矿粉砂浆的工作性和力学性能均优于自来水矿粉砂浆;当矿粉取代率为20%时,碱性电解水矿粉砂浆的28 d抗折强度和抗压强度较自来水矿粉砂浆分别提高了11.9%和23.5%;碱性电解水矿粉砂浆中存在多钙钾石膏和钾长石,且水化硅酸钙和铝酸钙矿物的衍射峰显著强于自来水矿粉砂浆。