研究了石灰石尾矿粉等质量替代0、10%、20%、30%、40%的水泥对全再生骨料混凝土工作性、力学性能和耐久性能的影响。结果表明:10%掺量的石灰石尾矿粉可以改善全再生骨料混凝土的工作性;随着石灰石尾矿粉掺量的增加,试件的抗压强度呈先增大后减小的趋势,最佳掺量为10%;10%掺量的石灰石尾矿粉可以改善全再生骨料混凝土的抗冻性能和抗碳化性能。

研究了玄武岩纤维掺量、橡胶颗粒掺量、水灰比对机场道面混凝土力学及耐久性能的影响,采用功效系数法评价了玄武岩纤维-橡胶机场道面混凝土的综合性能,确定了最佳配合比。结果表明:机场道面混凝土的最佳配合比为玄武岩纤维掺量0.3%、橡胶颗粒掺量10%、水灰比0.32,此时,试件的抗压强度、抗折强度、300次冻融循环后的相对动弹性模量较对照组分别提高了27.5%、19.6%、11.1%,6 h电通量和300次冻融循环后的质量损失率分别降低了33.8%、72.2%。

测试了不同质量比的石墨烯-羧基化碳纳米管(G-CNT)水泥基复合材料在25、200、400、600℃下的质量损失、抗压强度和抗折强度。结果表明:400℃以内,添加G-CNT复合材料后水泥基复合材料的残余力学性能显著提高,对质量损失的影响较小,水泥基复合材料的耐高温性能提高;400℃时,掺入0.10%CNT和0.05%G的水泥基复合材料的抗压强度仅下降了21.43%;400~600℃时,结合XRD和SEM结果可知,水泥基复合材料的微观结构严重破坏,力学性能显著下降;G5C10组为最佳配比,25~400℃时,在最佳配比下,G、CNT复掺后可以延缓或抑制因为高温爆裂引起的微孔隙和裂缝的扩散,形成致密化结构,进而提高水泥基复合材料的耐高温性能。

将适量花岗岩锯泥分别与机制砂或河砂复配制成了混合砂,并等质量替代100%细骨料,研究了标准养护条件下花岗岩锯泥等质量替代100%粉煤灰对C30、C40混凝土工作性和力学性能的影响,对比分析了常压蒸汽养护和压蒸养护条件下,花岗岩锯泥等质量替代100%石英粉对C80管桩混凝土力学性能的影响,并进行了微观分析。结果表明:在标准养护条件下,花岗岩锯泥对C30、C40混凝土的坍落度和抗压强度影响较小;在常压蒸汽养护条件下,掺入花岗岩锯泥后,C80管桩混凝土的抗压强度变化不大,花岗岩锯泥呈惰性,主要起填充作用;与常压蒸汽养护条件相比,压蒸养护条件下C80管桩混凝土的抗压强度大幅提高,石英粉和花岗岩锯泥具有填充效应和一定的活性效应,其中的SiO2会与钙质材料发生水热合成反应,生成C-S-H(B)型水化硅酸钙和托贝莫来石。

分别设计了普通混凝土和超高性能混凝土(UHPC)的配合比,研究了振动搅拌和普通搅拌对混凝土性能的影响。结果表明:对于C30和C40普通混凝土,振动搅拌可以明显提高其工作性,而对于C50普通混凝土,振动搅拌对工作性的提高有限;振动搅拌能稳定提高普通混凝土的匀质性和抗压强度;振动搅拌能明显提高UHPC的工作性,改善纤维团聚现象,但不能保证纤维的乱向分布;振动搅拌可以提高UHPC的抗压强度,降低其抗折强度。

为提高预制地下综合管廊的整体抗震性能,研发了新型组合壳地下综合管廊,并对8个足尺节点试件(4个组合壳管廊节点和4个现浇管廊节点试件)进行了低周反复荷载试验。研究结果表明:组合壳管廊节点和现浇管廊节点的破坏现象相似,L型节点的破坏模式为节点的弯剪破坏,T型节点的破坏模式为节点的弯曲破坏;组合壳管廊节点和现浇管廊节点的滞回曲线形状相似,L型节点的滞回曲线呈“弓形”,T型节点的滞回曲线呈“梭形”,T型节点较L型节点抗震性能优良;现浇管廊底部节点的承载力略高于组合壳管廊底部节点,组合壳管廊顶部节点的承载力略高于现浇管廊顶部节点;各节点的延性系数在3.09~14.76之间,各节点延性良好;组合壳管廊节点的耗能能力强于现浇管廊节点,T型节点的耗能能力强于L型节点;各节点刚度退化规律相似,现浇管廊节点的刚度略高于组合壳管廊节...

研究了矿渣粉掺量、硅灰掺量、钢纤维掺量和水胶比对超高性能混凝土(UHPC)工作性和力学性能的影响,并通过显著性分析探讨了各因素对UHPC性能的影响程度。结果表明:随着矿渣粉掺量的增加,UHPC的扩展度和28 d抗压、抗折强度均先增大后减小;随着硅灰掺量的增加,UHPC的扩展度和28 d抗压、抗折强度基本呈先增大后减小的趋势;随着钢纤维掺量的增加,UHPC的扩展度降低,28 d抗压、抗折强度增大;随着水胶比的增加,UHPC的扩展度增大,28 d抗压、抗折强度先增大后减小;钢纤维掺量对UHPC力学性能的影响程度最大,水胶比对UHPC工作性的影响程度最大;综合考虑工作性和力学性能,自密实UHPC的最佳配合比为矿渣粉掺量20%、硅灰掺量12%、钢纤维掺量2.0%、水胶比0.18。

研究了偏高岭土(MK)对水泥基复合材料的氯离子固化能力和抗氯离子渗透性的影响。试验结果表明:掺入MK能够提高水泥基复合材料的氯离子固化能力,改善抗氯离子渗透性;当MK掺量为15%时,水泥基复合材料的氯离子固化率和抗氯离子渗透性最佳。XRD和DTG分析表明:MK能够通过参与水泥水化反应生成无机聚合物凝胶和Friedel盐,从而提高对氯离子的固化能力;孔结构分析验证了MK的填充效应可有效降低和延缓氯离子在水泥基复合材料中的迁移,优化了孔径分布,降低了孔隙率。

为提高地铁车站预制装配工业化生产水平,结合深圳地铁16号线项目技术要求,基于有限元软件对装配式地铁车站预制构件模具进行受力分析,确定了模具最优结构设计方案。工程应用表明,所设计的装配式地铁车站预制构件模具精度满足相关要求,可为类似装配式地铁车站的工业化生产提供参考。

将废弃混凝土破碎、筛分制成再生砂和再生粉,研究了再生砂、再生粉分别等质量替代机制砂、石粉对干粉砂浆工作性和力学性能的影响,并对微观结构和水化产物进行了分析。结果表明:再生砂的掺入会增大砂浆的需水量、稠度损失和保水率,降低砂浆的表观密度;再生粉掺入过多会导致砂浆的需水量、表观密度和保水率降低,稠度损失增大;随着再生砂替代率的增加,砂浆的3 d抗压强度降低,28 d抗压强度先增大后减小,这主要归因于再生砂的内养护作用;再生粉对砂浆的3 d和28 d抗压强度影响不大,这主要归因于再生粉的水化作用和晶核效应;综合考虑砂浆的工作性和力学性能,建议再生砂替代率不超过40%,再生粉替代率不超过60%。