通过配制pH=2.0的模拟酸雨溶液,采用浸泡加速腐蚀的方法,研究了不同压应力水平(28 d抗压强度的15%、20%、25%、30%)作用下混凝土不同腐蚀龄期内的力学性能变化规律。结果表明:在腐蚀初期,试件的质量与抗压强度呈现增加的趋势,而到腐蚀中后期,其质量和抗压强度均逐渐减小;随着应力水平的增加,试件的强度损失和峰值应变增大,而质量损失、峰值应力和吸能能力均减小;应力作用会加速酸雨对混凝土的腐蚀,且应力水平越高,加速腐蚀作用越显著。

自主研发合成了一种减缩型聚羧酸减水剂(SRPCE),研究了掺SRPCE的胶砂和混凝土的性能,并通过表面张力分析,阐述了SRPCE影响混凝土收缩性能的作用机理。结果表明:SRPCE可以有效地降低胶砂和混凝土的收缩,提高混凝土的减水率和强度。

研究了玄武岩石粉的粒径和替代率0、10%、20%、30%(等质量替代水泥)对高性能混凝土(HPC)工作性和抗氯离子渗透性能的影响,并结合压汞分析技术从微观角度探讨了玄武岩石粉的作用机理。结果表明:随着玄武岩石粉粒径和替代率的增加,HPC的流动度和初凝时间均呈增大趋势;随着玄武岩石粉替代率的增加,HPC的电通量先减小后增大;随着玄武岩石粉粒径的增加,HPC的电通量呈增大趋势;玄武岩石粉的粒径对HPC抗氯离子渗透性能的影响与其替代率紧密相关,当替代率较低时,粒径越小,HPC的抗氯离子渗透性能越好,而当替代率较高时,减小粒径对HPC抗氯离子渗透性能的改善效果不大;玄武岩石粉的填充效应和潜在活性可以提高基体的密实度,从而提高HPC的抗氯离子渗透性能。

针对UHPC收缩大、抗裂性差等问题,将经预湿水处理的高吸水性树脂SAP掺入UHPC中,对比研究了SAP掺量对UHPC性能的影响,并分析其作用机理。结果表明:SAP能有效缓解UHPC的扩展度经时损失;随着SAP掺量的增加,UHPC的扩展度逐渐增加,而抗压强度逐渐降低,且SAP对UHPC早期抗压强度的影响更大;SAP可改善UHPC的自收缩,且掺量越大,改善效果越明显;掺量为0.1%、0.2%的SAP均能改善UHPC的抗氯离子渗透性能,但当掺量超过0.2%时,SAP会降低UHPC的抗氯离子渗透性能和抗冻性能。

基于聚羧酸减水剂的作用机理,从原材料(大单体的分子量和封端基团、小单体的亲疏水性、单体的官能团活性)、制备方法(合成工艺、复配方式)方面总结了近年来国内外关于降黏型聚羧酸减水剂制备技术的研究进展,分析了降黏机理,并对降黏型聚羧酸减水剂的可行性研究进行了展望。

研究了相同和易性和强度等级条件下,天然砂混凝土和机制砂混凝土配合比的差异。结果表明:在坍落度40~200 mm、强度等级C20~C45范围内时,通过同时提高2%~4%的砂率和0.037~0.082的浆骨比,可以使机制砂混凝土具有与天然砂混凝土相同的和易性;当水灰比相同时,砂率和浆骨比的调整并不影响机制砂混凝土的28 d抗压强度,水灰比定则对机制砂混凝土仍然适用;当坍落度相同时,随着强度等级的提高,机制砂混凝土较天然砂混凝土的浆骨比增量增加;在低坍落度(40 mm)条件下,对于不同强度等级的混凝土,掺加减水剂均可减少机制砂对混凝土砂率和浆骨比的影响。

通过图像处理技术研究了影响机制砂颗粒形貌的主要因素及其与机制砂性能的相关性,分析了机制砂颗粒形貌对混凝土性能的影响。结果表明:用经过修正后的球形度指标评价机制砂颗粒形貌比圆形度更合理;使用立轴冲击破制备的机制砂颗粒形貌最好;母岩强度与颗粒形貌呈负相关关系;机制砂的球形度增加,其抵抗压碎的能力较高,且具有较低的空隙率;当球形度由53%提高至72%时,对中低强度等级机制砂混凝土的工作性改善效果显著,而对高强度等级机制砂混凝土的抗压强度改善效果显著。

通过给暗柱配置预应力钢绞线,墙身配置普通钢筋的复合配筋方式设计了3面复合配筋预应力钢绞线剪力墙,并设计了1面普通钢筋混凝土剪力墙进行对比。基于Diana有限元分析软件对两种墙体进行了拟静力分析,对比研究了暗柱不同配筋形式及轴压比对剪力墙滞回性能、承载性能、变形性能、刚度退化、耗能能力及裂缝开展的影响。结果表明:与普通钢筋混凝土剪力墙相比,复合配筋预应力钢绞线剪力墙可以有效地提高构件的承载性能,并抑制裂缝的开展;随着轴压比的增大,构件承载力有所提升,但延性显著下降。

基于水灰比对硫铝酸盐水泥(SAC)修补砂浆界面弯拉强度的影响,确定了SAC修补砂浆最佳配合比,并研究了增大粗糙度、不同溶液浸润的界面处理方式对SAC修补砂浆新旧界面弯拉强度的影响。结果表明:SAC修补砂浆的3 d界面弯拉强度随着水灰比的减小逐渐增大,当水灰比为0.35时,SAC修补砂浆界面弯拉强度达到最高,为3.82 MPa;对界面进行粗糙处理可显著提高SAC修补砂浆1、3、28 d新旧界面弯拉强度,相较于界面未进行处理组分别提高了1.03、1.08、0.64 MPa;与粗糙处理方式相比,对界面进行水浸润或碱溶液浸润处理均对SAC修补砂浆的新旧界面弯拉强度不利。

研究了不同环境温度(-5、-10、-15℃)下防冻剂对混凝土受冻临界强度的影响,分析了保温材料(毛毡)热阻对混凝土预养时间的影响,并建立了保温材料热阻和覆盖厚度分别与混凝土预养时间的关系模型。结果表明:掺入适量防冻剂有效降低了混凝土的受冻临界强度;在相同环境温度下,混凝土表面温度每升高10℃,预养时间减少12%~20%;在相同混凝土表面温度下,环境温度每升高5℃,预养时间减少10%~16%;保温材料热阻与混凝土预养时间符合Origin软件中的YldFert模型,且拟合精度较高;结合YldFert模型和保温材料热阻计算公式,可以得到不同环境温度下,保温材料覆盖厚度的计算方法。