研究了石灰石粉的掺量(0、12%、18%、24%、28%、32%)对混凝土工作性、力学性能和抗碳化性能的影响。结果表明:石灰石粉的掺入对混凝土的7 d抗压强度不利,但复掺适量粉煤灰和石灰石粉可提高混凝土的14 d、28 d和130 d抗压强度;混凝土的碳化深度随着碳化时间的增加而增大,复掺适量的粉煤灰和石灰石粉,同时适当延长养护龄期,可保证混凝土的抗碳化性能基本不变,甚至提高,建议石灰石粉的掺量不超过18%。

采用硬脂酸和乙醇改性铁尾矿石,制备了超疏水铁尾矿石,研究了硬脂酸的掺量(2%、4%、6%、8%、10%、12%)对超疏水铁尾矿石疏水性的影响,分析了超疏水铁尾矿石的掺量(0、10%、20%、30%)对混凝土疏水性、工作性和吸水率的影响。结果表明:随着硬脂酸掺量的增加,超疏水铁尾矿石的水接触角先增大后减小,当硬脂酸掺量为8%时,超疏水铁尾矿石的水接触角为153°,达到超疏水状态;随着超疏水铁尾矿石掺量的增加,混凝土的疏水性提高,稠度增大,吸水率降低。

介绍了再生混凝土粉(RCP)和再生砖粉(RBP)的基本特性,分析了机械活化、热活化、碳化活化、碱激发等活化方式对RCP和RBP活性的影响,并探讨了相关活化机理,总结了各活化方式的优点与不足,可为再生微粉活化方式的优选提供参考。

制备了锂渣粉-钛矿渣粉、锂渣粉-花岗岩粉2种复合掺合料,测试了其活性和流动性,研究了其对混凝土工作性和力学性能的影响,确定了合适的m锂渣粉∶m钛矿渣粉、m锂渣粉∶m花岗岩粉。基于此,为了便于实际工程应用,制备了2种锂渣基辅助胶凝材料Z1、Z2。结果表明:综合考虑复合掺合料的活性、流动性及其对混凝土工作性和力学性能的影响,推荐m锂渣粉∶m钛矿渣粉、m锂渣粉∶m花岗岩粉均为6∶4;Z1、Z2分别满足相关标准中Ⅱ级、Ⅲ级复合掺合料的要求,且其等质量取代100%矿粉对混凝土的工作性和力学性能影响不大,同时能提高混凝土的耐久性能。

通过加热和颗粒整形对再生粗骨料进行了复合改性处理,对比分析了未改性和改性再生粗骨料的性能,研究了再生粗骨料的掺量对混凝土工作性和抗压强度的影响,优选出了最佳再生粗骨料类型和掺量,并在此基础上,研究了粉煤灰掺量对再生混凝土耐久性能的影响。结果表明:经过复合改性处理后,再生粗骨料的性能得到了强化。随着再生粗骨料掺量的增加,混凝土的坍落度、扩展度和抗压强度基本呈减小趋势;掺改性再生粗骨料混凝土(MRAC)的工作性和抗压强度整体上比掺未改性再生粗骨料混凝土(RAC)的好;综合考虑工作性和抗压强度,改性再生粗骨料的最佳掺量为30%;随着粉煤灰掺量的增加,MRAC的氯离子迁移系数和碳化深度均先减小后增大,推荐粉煤灰掺量为20%~30%。

分别以NaOH和水玻璃为激发剂,制备了碱激发高炉镍渣混凝土,在碱激发高炉镍渣混凝土的7 d抗压强度与普通硅酸盐水泥混凝土的28 d抗压强度基本相等的条件下,对比了碱激发高炉镍渣混凝土和普通硅酸盐水泥混凝土的后期(90 d)力学性能、孔结构发展规律和抗氯离子渗透性能的差异。结果表明:碱激发高炉镍渣混凝土的早期(7 d前)强度发展迅速,其中,NaOH激发高炉镍渣混凝土28 d后的强度发展相对缓慢;等强度条件下,碱激发高炉镍渣混凝土的后期抗压强度和劈裂抗拉强度、孔结构和抗氯离子渗透性能均优于普通硅酸盐水泥混凝土,其中,水玻璃激发高炉镍渣混凝土的各项性能最好。

基于新建郑州至济南铁路郑州至濮阳段工程中的濮阳特大桥预应力混凝土连续梁桥用高性能混凝土的要求,配制了5种矿物掺合料混凝土,研究了单掺和复掺粉煤灰与矿粉对混凝土抗压强度、弹性模量、线膨胀系数和收缩率的影响,得出了最佳配合比,并建立了反映施工荷载的预应力混凝土连续梁桥有限元模型。结果表明:复掺15%粉煤灰与15%矿粉的混凝土各项性能相对最好;模拟预测和实际监测的竖向累计位移变化趋势大致相同,说明建立的有限元模型的精度较高,可为预应力混凝土连续梁桥的施工技术控制提供参考。

基于理论、试验和有限元分析三种方法,阐述了交通荷载作用下城市地下综合管廊疲劳损伤的研究现状,并针对现有研究不足提出了相应的研究思路与解决措施。

固定疏浚底泥的掺量为50%,通过调整m水泥∶m石膏∶m矿渣设计制备了免烧陶粒,对比了改性前后免烧陶粒的筒压强度、吸水率和软化系数。此外,为了提高免烧陶粒的软化系数并降低水泥掺量,采用单纯形重心混料设计方法优化了免烧陶粒的配合比。结果表明:当底泥掺量固定为50%时,随着水泥掺量的增加,未改性和改性免烧陶粒的筒压强度和软化系数基本呈增大趋势,吸水率基本呈降低趋势;与未改性免烧陶粒相比,改性免烧陶粒的筒压强度和软化系数增大,吸水率降低;优化后的最佳m水泥∶m石膏∶m矿渣为0.60∶0.10∶0.30,此时,制备的改性免烧陶粒的软化系数为0.88,满足相关标准要求,且筒压强度较高,吸水率较低。

为研究CFRP加固再生混凝土柱的复合受扭性能,以再生混凝土强度、CFRP粘贴方式和箍筋间距为研究参数,设计并制作了4根CFRP加固再生混凝土柱,通过压弯剪扭复合受力状态下的单调加载试验,研究其破坏形态、扭矩-扭率曲线特征、延性系数,并进行了损伤演变分析。结果表明:在达到极限承载力后,CFRP布被拉断、混凝土压溃,试件破坏;采用纵贴+横贴粘贴方式加固可以更显著提升试件的复合受扭性能;提高再生混凝土强度等级可较大幅度提升试件的极限扭矩;减小箍筋间距可提高开裂扭矩和极限扭矩;粘贴方式为纵贴+横贴试件的扭转延性系数相比仅纵贴试件大幅提高;提高再生混凝土强度等级和减小箍筋间距可有效减小损伤程度,CFRP粘贴方式为纵贴+横贴的试件比仅纵贴试件的损伤程度更小。