研究了高强硅酸盐墙板的抗压性能及破坏形态,提出了标准试块受压应力-应变本构方程,通过ABAQUS有限元软件进行了数值模拟,并与试验结果进行了对比。结果表明:标准试块受压应力-应变全过程曲线的形状和普通混凝土相似,峰值应力前曲线接近直线,达到峰值应力后,应力迅速跌落;可采用二段式曲线拟合高强硅酸盐墙板标准试块的单轴受压应力-应变关系,得出其本构模型;试件的破坏形态为脆性破坏,延性较差,抗压试件破坏时两板面出现竖向裂缝,两孔间肋出现竖向裂缝和斜裂缝;试件承载力较高,满足现有规范对建筑用隔墙条板的强度要求。

研究了纳米SiO2掺量对掺膨胀剂碱矿渣砂浆抗压强度、自收缩、干燥收缩和孔隙率的影响。结果表明:膨胀剂的掺入有助于减少碱激发矿渣砂浆的自收缩和干燥收缩,但会显著降低早期强度;掺入2%纳米SiO2可基本补偿由于掺入膨胀剂造成的强度损失,且对碱矿渣砂浆自收缩和干燥收缩的影响较小;适量纳米SiO2的掺入可显著降低掺膨胀剂碱矿渣砂浆的孔隙率。

针对天山胜利隧道TBM压注式超高性能混凝土(UHPC)的性能要求,基于紧密堆积理论,优化了混凝土中胶凝材料各组分的比例。通过掺入钢渣粉、纳米早强剂和塑性膨胀剂配制出了大流动度、超长保坍、超早强、低收缩的UHPC,并研究了胶凝材料体系紧密堆积孔隙率、钢纤维掺量、混凝土流动性三者之间的关系。结果表明:采用复合掺合料、钢渣粉优化胶凝体系、骨料体系可制备出工作性良好、各项性能指标均能满足要求的UHPC,初始流动度大于700 mm,4 h流动度经时损失小于5%,1 d拆模且抗压强度大于设计要求51.6 MPa,28 d干燥收缩仅为200×10-6。纳米早强剂的掺入不但保证了混凝土早期强度的增长,而且不影响混凝土流动性的长时间保持和后期强度的增长。

对近年来国内外有关混凝土断裂能尺寸效应的研究成果进行了总结与讨论,介绍了混凝土断裂能的试验方法,并针对三点弯曲梁法和楔入劈拉法获得的数据分别进行了分析,讨论了试件高度、宽度、缝高比、跨高比、韧带高度、韧带面积对混凝土断裂能的影响。此外,针对现有研究中存在的不足,提出了下一步研究的方向。

通过自腐蚀电位、电化学阻抗谱和线性极化曲线测试研究了模拟混凝土孔隙溶液pH值(13.5、12.5、11.5)对钢筋表面钝化膜的影响。结果表明:三种测试方法得出的结论基本一致,相同Cl-含量的模拟混凝土孔隙溶液pH值越高,钢筋表面钝化膜腐蚀破坏越小;提高孔隙溶液的pH值,能显著提高钢筋表面钝化膜的耐腐蚀性能;通过预钝化处理钢筋和提高混凝土孔隙溶液的碱性,可显著提高混凝土工程中钢筋的抗腐蚀性能。

制备了一种以高性能纤维增强水泥基复合材料为壳体、泡沫混凝土为芯体的新型复合墙板,并对其力学性能、热工性能进行了研究。结果表明:随着纤维掺量的增加,复合墙板的3 d、7 d和28 d抗折强度明显增加,7 d和28 d抗折强度均能达到20 MPa以上,极限抗弯荷载系数为9.0;空心墙板的力学性能与复合墙板基本一致;空心墙板的传热系数较高,为3.20 W/(m2·K),复合墙板的传热系数最低,为0.82 W/(m2·K)。

研究了振动搅拌过程中振动加速度(0、1.0g、2.0g、3.4g、4.0g、6.0g)对钢纤维高性能混凝土含气量和力学性能的影响。结果表明:随着振动加速度的增大,混凝土的含气量、抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度均呈先增加后降低的趋势,且当振动加速度为4g时,性能达到最佳。

通过分析混凝土中各原材料的氯离子含量,研究了不同氯离子含量的砂样和水样、不同养护龄期以及不同强度等级对新拌混凝土及硬化混凝土中氯离子总量的影响。结果表明:随着砂、水中氯离子含量的增加,混凝土拌合物及硬化混凝土中氯离子含量显著增加;混凝土硬化后随着龄期的增长,其氯离子含量呈下降趋势;当砂中氯离子含量超出规定时,混凝土中的氯离子总量容易超标,即使混凝土其他原材料氯离子含量都达标,硬化后的氯离子含量也仍可能超标;随着混凝土强度等级的提高,混凝土中的氯离子总量明显降低;各原材料的氯离子含量计算总量接近且略高于新拌混凝土实测氯离子含量,可采用计算混凝土各原材料中氯离子含量的方法预测硬化混凝土中氯离子总量是否超标。

为了探究CFRP布加固钢筋混凝土梁(RC梁)在交变荷载作用下的耐久性,对8根CFRP布加固RC梁进行了恒载和交变荷载作用下的15 d、30 d老化试验,并通过三点弯曲试验得到了试验梁在不同荷载作用下的破坏模式、极限荷载、极限应变、弯曲性能、裂缝数量以及裂缝宽度。结果表明:经交变荷载作用15 d、30 d后,CFRP布加固RC梁的力学性能下降显著,试验梁的极限荷载、剥离荷载与极限应变均呈下降趋势;与相同龄期下的恒载(24 kN)相比,交变荷载作用15 d、30 d后,试验梁的极限应变平均降低了11.44%、15.23%;交变载荷作用下CFRP布加固RC梁的抗裂性能与弯曲性能减弱程度比恒载作用更显著。

研究了纳米SiO2对污泥焚烧灰-水泥复合胶凝体系性能的影响,并对其水化程度进行了分析。结果表明:随着污泥焚烧灰掺量的增加,复合胶凝体系的标准稠度用水量增加、凝结时间延长,水泥胶砂流动度降低、抗压和抗折强度降低;纳米SiO2的掺入在一定程度上缩短了复合胶凝体系的凝结时间,提高了水泥胶砂的强度,但对工作性不利;掺入纳米SiO2后,复合胶凝体系7 d内的化学结合水生成量和生成速率较高,纳米SiO2对复合胶凝体系早期水化影响较大。