以粒径0.5~1.0 mm的膨胀珍珠岩作为成型核,电石渣、粉煤灰、水泥、石膏、膨胀珍珠岩细粉等为基材,经混合搅拌制成混合料。采用成球盘制作直径为5~10 mm的球型骨料,静置养护后送入蒸压釜,在温度为180℃、压力为1 MPa的蒸压养护条件下发生水热合成反应,研制出了水热合成硅酸盐骨料。结果表明:利用研制出的堆积密度为715 kg/m3、筒压强度为12.8 MPa的人造硅酸盐骨料可以生产出各项性能满足GB/T 15229—2011《轻集料混凝土小型空心砌块》MU5.0级要求的自保温砌块。

对表面粘贴一定厚度钢板的钢筋混凝土板(RC板)进行了抗爆性能研究。考虑到大尺寸钢板制作的难度和现场施工的可行性,对外贴钢板的方法进行了进一步研究,提出了外贴钢板预制RC板的方法,并对不同宽长比θ预制RC板的抗爆性能进行了分析。结果表明:外贴钢板预制RC板的破坏程度随着宽长比θ的减小而增加,宽长比θ=0.50,且单块预制RC板宽度为1000 mm时尺寸较为合理。

研究了不同掺量的废玻璃粉混凝土在1.5 m和2.0 m落锤高度下的动态力学性能,并提出了一种表征废玻璃粉混凝土动态力学响应的动态损伤本构方程。结果表明:废玻璃粉混凝土的抗压强度随着废玻璃粉掺量的增加而降低;利用MATLAB程序计算得到的分形维数来表征废玻璃粉混凝土的损伤因子是完全可行的;修正后的ZWT非线性率型本构方程的理论曲线与试验曲线吻合较好。

为解决目前混凝土早龄期变形试验方法存在的缺陷(试模及润滑油脂对混凝土收缩变形的约束、无法准确测得混凝土初凝前的变形),采用重液悬浮混凝土试件的方法来消除试模对试件的变形约束,研发了一种能准确测量混凝土早龄期变形的试验装置。结果表明:通过该试验装置测得的数据具有一定的准确性。

为研究竹节管桩的抗弯性能,以两种桩型的竹节管桩为例,按桩身外径计算得到了其开裂弯矩和极限弯矩,并进行了竹节管桩试件的开裂弯矩、极限弯矩、破坏特征及裂缝分布等抗弯性能试验研究,对比分析了计算值和试验值。结果表明:竹节管桩采用桩身直径计算抗弯性能较合理,试验值与理论计算值相比,极限弯矩的富余较大;竹节管桩的破坏形式为受拉区预应力钢筋首先发生屈服,然后受拉区预应力钢筋被拉断,最后受压区混凝土被压碎;竹节管桩跨中截面应变分布基本符合平截面假定,竖向裂缝出现后截面中性轴上移,受压区混凝土应变稳定增长。

对比研究了碱矿渣(AAS)混凝土和普通硅酸盐水泥(OPC)混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。以硫酸钠和硫酸镁溶液为侵蚀介质,研究了AAS混凝土和OPC混凝土的质量损失、抗压强度和线性体积膨胀率,并采用压汞孔隙率分析仪(MIP)和扫描电子显微镜(SEM)表征了混凝土的微观结构。结果表明:相较于OPC混凝土,经硫酸盐侵蚀的AAS混凝土抗压强度较高,且质量损失率和线性体积膨胀率较小;相较于OPC,AAS的孔结构更致密,有助于抑制孔溶液的运输和SO42-的侵蚀。因此,AAS混凝土表现出更优异的抗硫酸盐侵蚀性能。

以水胶比为0.2的活性粉末混凝土(RPC)为基体,研究了不同养护条件下掺不同硅灰粒径RPC试件的水化规律。分析了养护条件及硅灰粒径对RPC力学性能的影响,通过SEM及XRD分析了RPC基体物相和形貌变化。结果表明:不同养护条件下,掺不同硅灰粒径的RPC强度变化趋势不同;与标养相比,蒸养对RPC强度提升较大;与掺较大硅灰粒径相比,掺较小粒径硅灰的RPC在养护过程中存在两段强度上升期,强度提升潜力较大;标养28 d后的RPC存在较多片状Ca(OH)2,蒸养7 d的RPC中纤维状C-S-H相互搭接形成网状结构;粒径较小的硅灰虽“活性效应、微集料效应”较优,但不利于内部水化,受压破坏爆裂面均有未水化成分,养护过程中可适当延长养护时间以保证水化充分。

分析了聚丙烯(PP)纤维掺量和长度对拌和物流动性和流变性的影响,研究了不同打印喷头直径、打印层高下,PP纤维对拌和物挤出性和建造性的影响,探讨了PP纤维3D打印混凝土吸水率、抗压强度和抗折强度的性能特征。结果表明:掺入PP纤维对拌和物的流动性、流变性、挤出性有负面影响,但有利于建造性;当PP纤维掺量为0.6%、长度为9 mm时,试件的抗折强度提升了80.8%;综合可打印性、力学性能和实例验证,当打印喷头直径为20 mm、打印层高为8 mm、PP纤维掺量和长度分别为0.6%、9 mm时,PP纤维3D打印混凝土的各项性能最佳。

对浸泡在0.44%和5.00%硫酸钠溶液中水灰比为0.24、0.28和0.32的硬化水泥浆体不同龄期下的膨胀率、质量损失和抗压抗蚀系数等性能进行了研究,并采用差热分析仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对侵蚀产物物相和微结构进行了分析。结果表明:水泥浆体出现由边角向内部逐层侵蚀,导致水泥试件膨胀、开裂和剥落;增加水灰比和环境中硫酸根离子浓度都会加速侵蚀破坏;在高浓度侵蚀环境下,劣化过程包含慢速破坏阶段和快速破坏阶段,石膏的大量形成是引起试件快速破坏的主要原因。

利用工程渣土陶粒制备了多孔混凝土,研究了工程渣土陶粒掺量对多孔混凝土植生性能和抗压强度的影响。结果表明:随着工程渣土陶粒掺量的增加,多孔混凝土的植生性能逐渐增强,抗压强度有所降低。