主要研究铝酸盐水泥(AC)、普通硅酸盐水泥(OPC)对脱硫建筑石膏胶凝材料水化后微观结构与性能的影响。试验结果表明,单掺AC初、终凝时间最高分别延长至54.5min和64min,抗折强度和抗压强度最高可分别增加到15.3MPa和43.6MPa;单掺OPC初、终凝时间最短分别为4min和5.5min,抗折强度和抗压强度可分别最高增加到14.3MPa和36.3MPa;复合掺杂两种水泥的凝结时间,抗折强度和抗压强度介于单掺两者之间。XRD和SEM的研究结果表明,掺水泥后形成了钙矾石和团聚状C-S-H凝胶,钙矾石的填充作用和C-S-H凝胶的胶结作用是复合胶凝材料增强的原因。

以普通硅酸盐水泥砂浆作为研究对象,综合考虑了水泥细度、水灰比、外部荷载加压、预制裂缝龄期等因素,采用裂缝宽度恢复率和强度恢复率的表征方法,对砂浆试块裂缝自然自愈合性能进行了试验研究。试验结果表明:试块裂缝在加压条件下比自由条件下的自愈合能力明显更好,试块养护180 d后,前者裂缝宽度愈合率可达到90.8%,而后者只有55.4%;试块在养护14 d后预制裂缝比养护28 d后预制裂缝的自然自愈合效果更好;此外,随着水泥细度的增加以及水灰比的增大,试块裂缝的自愈合能力均逐渐降低。

以广东宏基集团管桩生产配合比为基本参照,分别掺入萘系、聚羧酸、氨基磺酸盐和磺化丙酮,通过测定混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和对混凝土耐久性的研究,分析了四种不同减水剂对PHC桩混凝土拉压比的影响。结果表明:随着减水剂掺量的增加,混凝土的抗压强度增大;随着出釜后放置时间的延长,劈裂抗拉强度增大,拉压比增大;不同减水剂作用下,掺磺化丙酮的抗压强度最高而掺聚羧酸的最低,掺聚羧酸的拉压比最大而掺磺化丙酮的最小。因此,掺聚羧酸的PHC桩混凝土脆性最小,抗裂耐打性最好;掺磺化丙酮的PHC桩混凝土脆性最大,抗裂耐打性最差。

通过短切玻璃纤维、玻璃纤维网格布和三维玻璃纤维间隔连体织物三种不同维度的玻璃纤维作为增强材料,对GRC试件的力学性能进行了研究。结果表明,当玻璃纤维配筋率基本相同时,采用玻璃纤维网格布作为增强材料相对于短切玻璃纤维,GRC试件的力学性能更优异。三维玻璃纤维间隔连体织物与短切玻璃纤维及玻璃纤维网格布相比,不仅可以提高GRC试件中玻璃纤维的配筋率,还可以显著提高GRC试件的力学性能,试件的LOP值、MOR值和抗冲击强度分别达到15.48 MPa、34.68 MPa和45.04k J/m2。

传统的隔震分析大都是基于一维和二维地震动进行的,很少考虑三维地震动的作用。且对于不同维数地震动输入下,拉压刚度比对隔震支座面压的影响也缺乏系统的研究。本文对8度区的某高层隔震结构进行了时程分析,首先在拉压刚度比不变的情况下,对比研究了地震动输入维数对隔震支座面压的影响。然后以地震动输入维数为定量,拉压刚度比为变量,对隔震支座面压的变化情况和变化规律进行了分析。研究发现,拉压刚度比不变时,随着地震动输入维数的增加,隔震支座的压应力和拉应力均呈现逐渐增大的趋势。相同维数地震动输入下,拉压刚度比对隔震支座的拉应力影响较大,但对压应力影响很小,且拉压刚度比相同时,隔震支座的拉应力远超过规范值。

参照砂浆棒快速法,调整试验温度,研究了温度对骨料碱-硅酸反应(ASR)膨胀的影响规律。采用化学反应速率常数描述温度对混凝土ASR膨胀的影响,探讨了ASR速率常数与养护温度之间的关系,验证了温度对碱-骨料反应的影响可以用Arrhenius方程来描述的设想。运用Arrhenius方程初步建立了ASR膨胀预测模型。

根据共存于体系中水泥、活性物质水化反应中间物Ca(OH)2产生和消耗,研究其水化反应动力学特征,以此为基础计算在不同养护温度、养护时间及体系中粉煤灰量对水泥、活性物质的水化程度大小,并以此配比进行抗压强度试验。研究结果发现当养护温度低于40℃时,体系的水化程度与抗压强度均随着温度升高、龄期延长、粉煤灰量增加而提高;养护温度高于40℃时,体系水化程度随着温度升高,龄期延长而升高,尤其是15%粉煤灰掺量时水泥能够完全水化。高于40℃体系抗压强度随着温度升高而降低,随着龄期延长而增大,高温时体系水化程度和抗压强度变化趋势不同。

选取玄武岩纤维和聚丙烯粗纤维制备活性粉末混凝土,研究了纤维种类和掺量对活性粉末混凝土流动性、抗压强度、劈拉强度、抗折强度的影响规律,并与钢纤维进行了对比分析。根据试验结果,给出了每种纤维的最佳掺量。

通过裂缝测宽仪分析讨论了Na Cl、Na_2CO_3和Na_2SO_4三种盐溶液环境对不同宽度的水泥砂浆裂缝自修复效果的影响,并研究了水泥砂浆试样在上述不同盐环境下的修复前后强度变化。结果表明,在Na Cl和Na_2SO_4溶液中,随着溶液浓度(0、0.5%、1.0%、2.0%)的升高,裂缝自修复能力呈现出先升高后降低的趋势,并且当溶液浓度为0.5%时,可以修复裂缝为0.02mm的宽度;在Na_2CO_3溶液中,随着溶液浓度的升高(0、0.5%、1.0%、2.0%),裂缝自修复效果有升高的趋势,并且当Na_2CO_3溶液浓度为2.0%时,可以修复裂缝为0.02mm的宽度;裂缝自修复的主要原因是未水化水泥颗粒的继续水化,同时溶液中不同离子与水泥水化产物反应的生成物也可以促进裂缝修复。

研究了三种不同养护方式(60℃蒸汽养护、饱和石灰水浸泡养护、早期水中-后期空气中养护)对掺入不同剂量的乙烯-醋酸乙烯共聚物可再分散乳胶粉(EVA乳胶粉)改性砂浆性能的影响规律。结果表明:随着EVA乳胶粉掺量的增加,砂浆的流动度先增大后减小,吸水率先减小后增大,且EVA掺量为4%时,砂浆流动性最好,掺量为6%时砂浆吸水率最小;砂浆抗折强度先增大后减小,且在4%掺量时取得最大值,而抗压强度一直减小,砂浆的压折比呈现出先减小后保持基本不变,并在4%乳胶粉掺量时有较低值;蒸汽养护最有利于聚合物砂浆结构的致密及强度的发展,而饱和石灰水浸泡养护对其致密性和强度最不利。