介绍了秸秆的预处理方式,总结了秸秆纤维混凝土的力学、热工、耐久和抗冲击性能的研究现状,指出了秸秆纤维混凝土在实际应用中存在的问题,并提出了相应的改进措施,最后对秸秆纤维混凝土在我国建筑材料领域的发展前景进行了展望。

采用石油焦气化渣作为硅质原料制备了蒸压加气混凝土砌块,研究了石油焦气化渣的掺量以及减水剂的类型、掺量和掺入顺序对蒸压加气混凝土砌块干密度和抗压强度的影响,并对掺石油焦气化渣蒸压加气混凝土砌块的生产线应用进行了分析介绍。结果表明:采用石油焦气化渣可制备出强度等级A3.5、密度等级B05或B06的蒸压加气混凝土砌块,且石油焦气化渣的掺量可高达50%;掺入适量减水剂可显著降低掺石油焦气化渣蒸压加气混凝土砌块的水料比,提高干密度和抗压强度;固体减水剂的减水效果比液体减水剂的减水效果好;将固体减水剂与水混合后掺入比直接掺入固体减水剂的效果好。

分别用三乙醇铝和三乙醇铁通过原位水解法制备了纳米Al2O3和纳米Fe2O3分散液,并用四臂聚乙二醇丙烯酰胺酯、丙烯酸、甲基丙烯酸乙二醇磷酸酯和乙烯基咪唑通过自由基聚合制备了两性聚合物分散剂(APD),再将纳米Al2O3、纳米Fe2O3分散液和氧化石墨烯(GO)分散液与APD复合制备了混凝土抗干缩剂(AFG),并对AFG的分子结构及性能进行了研究。结果表明:APD能够吸附纳米Al2O3、Fe2O3与GO在分子链上使其均匀分散在水相及水泥基体中;将AFG掺入混凝土中能够显著提高混凝土的强度、抗渗及抗干缩性能。

为研究预制桥面板钢板-UHPC湿接缝的抗弯性能,依托红坡桥实际工程,设计了湿接缝底部钢板错开布置和平接布置2个试件,采用桥面板足尺模型进行了抗弯试验,并用ABAQUS软件对车辆荷载作用下的实桥节段进行了有限元分析。结果表明:接缝底部钢板错开布置方案能有效提高预制UHPC桥面板的抗弯承载能力,且能够有效抑制接缝接合面裂缝的发展;在车辆荷载作用下,UHPC预制桥面板的最大拉应力计算值小于模型试验值,相比平接布置,底部钢板错开布置的接缝设计方案更优,能满足实际工程要求。

为了解决电解锰渣活性较差、利用率较低的问题,对电解锰渣进行了机械-化学耦合激发,研究了不同激发方式对掺电解锰渣水泥净浆抗折、抗压强度的影响,并进行了SEM、XRD、FTIR分析。结果表明:最佳球料比和球磨时间分别为15∶1、20 min;掺入适量经过球磨处理的电解锰渣可以显著提高试件的抗折、抗压强度;Ca(OH)2和无水Na2SO4激发剂的搭配使用对电解锰渣活性的激发效果比二者分别单独使用的好,最佳n(Ca(OH)2)∶n(Na2SO4)为2∶3,总掺量为1.5%,此时,试件内部结构致密、28 d水化程度较高,28 d抗折、抗压强度分别较基准组提高了43.2%、24.7%。

通过四点弯曲试验研究了钢纤维和PVA纤维混掺比例对超高性能混凝土(UHPC)弯曲性能的影响,利用数字图像相关(DIC)技术分析了UHPC的裂缝发展规律。结果表明:在混杂纤维总掺量(2.0%)不变的情况下,随着PVA纤维掺量的增加,UHPC的抗弯强度下降,峰值挠度基本先增大后减小,裂缝数量先增大后减小,裂缝分布均匀性先提升后降低;总体上,混杂纤维UHPC的弯曲性能比单掺钢纤维UHPC的弯曲性能好,钢纤维和PVA纤维混掺时的最佳掺量分别为1.6%和0.4%,此时,UHPC的抗弯强度降幅仅为1.99%,但峰值挠度、裂缝数量显著提高,裂缝分布均匀性明显提升。

研究了m粉煤灰∶m矿粉(1∶0、2∶1、1∶1、1∶2、0∶1)对普通硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥(OPC-SAC)基路面修补材料凝结时间、流动度、抗压强度、拉伸黏结强度和水化放热行为的影响。结果表明:掺入粉煤灰和矿粉会降低OPC-SAC基路面修补材料的水化放热量和水化放热速率,延长凝结时间,增大流动度,降低抗压强度,提高拉伸黏结强度;随着矿物掺合料中矿粉占比的增大,OPC-SAC基路面修补材料的凝结时间延长,流动度、抗压强度和拉伸黏结强度均先增大后减小,最佳m粉煤灰∶m矿粉为1∶2。

为提升船闸大体积混凝土的抗裂性能,探究抗裂剂对混凝土综合性能的影响,研究了复掺矿物掺合料和抗裂剂条件下砂浆的水化放热、混凝土的工作性、力学性能及收缩变形,结合微观试验分析了抗裂剂对混凝土水化的影响,并进行了工程现场试验室应用。结果表明:抗裂剂能够推迟砂浆的水化放热速率峰值,降低砂浆的早期放热量和混凝土的早期强度,但对混凝土后期强度影响不大;抗裂剂能够有效补偿混凝土的收缩,在粉煤灰和矿粉双掺体系中掺入抗裂剂后,混凝土的28 d干燥收缩降低了38%;抗裂剂有效降低了水泥净浆28 d的孔隙率;该抗裂剂在工程现场试验室中应用效果良好。

利用镍渣作为粗骨料制备了镍渣植生混凝土,研究了镍渣粒径、水灰比、骨灰比对镍渣植生混凝土抗压强度、孔隙率、透水系数和pH值的影响,分析了不同养护方式(自然养护、喷洒硫酸亚铁溶液并覆膜保湿养护)下,狗牙根和果岭草在镍渣植生混凝土中的生长情况。结果表明:随着水灰比的增加,试件的抗压强度先增大后减小,孔隙率和透水系数增大,pH值减小;随着镍渣粒径的减小,试件的抗压强度增大,孔隙率和透水系数减小,pH值基本不变;随着骨灰比的增大,试件的抗压强度减小,孔隙率和透水系数增大,pH值基本不变;与自然养护相比,喷洒硫酸亚铁溶液并覆膜保湿养护后,镍渣植生混凝土的碱度降低,狗牙根和果岭草的生长情况较好,其中,狗牙根的发芽情况和生长高度比果岭草更好。

研究了不同养护方式(标准养护、80℃蒸汽养护)下,高钛矿渣砂和高钛矿渣粉分别全部取代河砂和粉煤灰对UHPC浆体工作性、力学性能、自收缩性能和抗冻性能的影响,并进行了微观分析。结果表明:与对照组UHPC浆体相比,高钛矿渣UHPC浆体的工作性、力学性能、自收缩性能和抗冻性能基本均有所提高;与标准养护相比,蒸汽养护可以有效促进胶凝材料水化,提升高钛矿渣UHPC浆体的力学性能;在高钛矿渣砂全部取代河砂的基础上,进一步用高钛矿渣粉全部取代粉煤灰后,UHPC浆体的各项性能总体上略有下降。