为了解高强钢筋页岩陶粒混凝土柱偏心受压性能及其损伤演变,对7个配置HRB500钢筋和1个配置HRB400钢筋的页岩陶粒混凝土柱试件进行了偏心受压试验,研究了钢筋强度、页岩陶粒混凝土强度、偏心距和长细比对其受压性能以及损伤演化的影响。结果表明:高强钢筋页岩陶粒混凝土柱偏心受压构件破坏分为大偏心受压破坏、小偏心受压破坏两种;随着页岩陶粒混凝土强度的提高、偏心距和长细比的减小,试件的跨中侧向挠度均减小;偏心距对试件损伤影响较大,偏心距越小,试件的损伤程度越小。

研究了大理石粉的细度(13μm、18μm、38μm)和掺量(0、5%、10%、15%、20%)对水泥基材料工作性、力学性能和碱活性的影响,采用XRD和SEM分析了水化产物和微观结构。结果表明:随着大理石粉掺量的增加,浆体的标准稠度用水量先增大后减小,流动度增大,且大理石粉的细度越大,标准稠度用水量和流动度越大;掺加适量(5%)的大理石粉可以有效提高水泥基材料的抗压、抗折强度,且大理石粉的细度越大,对抗压、抗折强度的提高效果相对越明显;大理石粉的细度越大,水泥基材料的28 d膨胀率越大;微观结果表明,大理石粉在水泥基材料中起到微集料填充作用,同时具有一定的活性。

以石墨和碳纤维为导电相材料,研究了石墨掺量(2%、4%)和养护方式(标准养护、直接电养护)对混凝土抗压强度和微观结构的影响,分析了直接电养护时间与试件内部温度和电阻率之间的关系。结果表明:掺入适量导电相材料可以改善混凝土的力学性能,提高混凝土的导电性能;直接电养护可以提高混凝土的内部温度,促进水化反应进程,提高混凝土的抗压强度,且对早期抗压强度的提高效果更大;随着直接电养护时间的增加,混凝土的电阻率不断增大,导电性能降低;直接电养护可以有效减小混凝土中凝胶孔的孔径,改善混凝土的孔结构。

研究了建筑垃圾(微粉、再生砂)和钢渣(粉、砂)单、双组分固废对建筑3D打印材料可打印性和力学性能的影响,并优选出了最佳配合比。结果表明:采用单组分固废较难实现固废的大掺量(>50%)利用;与同条件下的单组分固废相比,双组分固废基建筑3D打印材料的可打印性得到一定改善,其中,当m钢渣砂∶m再生砂=1∶1、m钢渣粉∶m微粉=7∶3时,JS4组打印材料的可打印性和可建造性总体上显著优于其他组;与浇筑试件相比,打印试件Y、Z方向的抗折强度相差较小,但X、Y、Z方向的抗压强度明显较低。

采用试验和数值模拟相结合的方法,对比研究了普通混凝土和钢纤维混凝土的力学性能、应力-应变响应、破坏特征和声发射规律。结果表明:随着钢纤维体积掺量的增加,试件的抗压和抗折强度均呈先增大后减小的趋势,适宜掺量范围为2.0%~2.5%,超过该掺量范围后,试件的抗压和抗折强度降低;掺入适量钢纤维可增大混凝土的弹性模量和残余强度,增强混凝土的峰后延性,改善混凝土的破坏形态。

研究了钢纤维体积掺量(2.5%、3.3%、4.1%)和粉煤灰掺量(10%、15%、20%)对桥梁内衬混凝土工作性及力学性能的影响,采用数字图像处理法量化分析了钢纤维在混凝土中的分布均匀度与饱和度。结果表明:随着钢纤维体积掺量的增加,混凝土的工作性基本呈降低趋势,但其抗压强度和劈裂抗拉强度增大;随着粉煤灰掺量的增加,混凝土的工作性和力学性能基本均呈下降趋势;钢纤维的分布均匀度和饱和度随着其体积掺量的增加而增大,并与混凝土的力学性能呈正相关关系。

研究了温度(20、170、220、270、320、500、750、1000℃)和加载率(0.5 kN/s、5.0 kN/s)对普通混凝土和钢纤维陶瓷骨料混凝土劈裂抗拉性能的影响。结果表明:高温下普通混凝土与钢纤维陶瓷骨料混凝土的劈裂抗拉强度均存在加载率强化效应;普通混凝土的劈裂抗拉强度在20~1000℃内总体表现为温度软化效应,其中,在170~220℃内以温度强化效应为主;钢纤维陶瓷骨料混凝土的劈裂抗拉强度表现出明显的温度软化效应;各温度下,钢纤维陶瓷骨料混凝土的的劈裂抗拉强度均高于普通混凝土,表现出良好的耐高温性能。

为提高钢纤维无筋盾构混凝土管片的力学性能,研究了钢纤维掺量(30 kg/m3、40 kg/m3、50 kg/m3)和长径比(0.8、0.7、0.6)对管片混凝土抗压强度、抗弯强度的影响。结果表明:在本文研究掺量范围内,管片混凝土抗压强度、抗弯强度均随钢纤维掺量的增加而提高;无筋盾构管片用C50混凝土的钢纤维推荐掺量为30~40 kg/m3,推荐长径比为0.8。

结合近几年超高性能混凝土(UHPC)项目的前期试验研究成果和现场施工技术要求,分析了UHPC施工配合比的影响因素,指出了UHPC施工质量通病,并提出了相应的防治措施,总结了UHPC低温和高温现场施工的关键技术要点,并对UHPC现场检测方法进行了展望,可为UHPC现场施工提供参考。

将蔗糖和柠檬酸按质量比1∶5配制成复合缓凝剂,通过L9(34)正交试验,研究了水胶比(0.30、033、0.36)、砂率(31%、35%、39%)、粉煤灰掺量(10%、20%、30%)、复合缓凝剂掺量(0.15%、0.20%、0.25%)对混凝土坍落度、终凝时间及抗压强度的影响。结果表明:随着水胶比的增大,混凝土的坍落度先增大后减小,终凝时间延长,抗压强度降低;砂率对混凝土坍落度和终凝时间的影响较小,但对混凝土抗压强度的影响较大;粉煤灰掺量对混凝土坍落度、终凝时间和抗压强度的影响均较小;随着复合缓凝剂掺量的增加,混凝土的坍落度增大,终凝时间延长,抗压强度变化较小;实际应用时,可根据工程要求选择合适的水胶比、砂率、粉煤灰掺量和复合缓凝剂掺量。