通过在高铝水泥中掺入不同掺量(5%、10%、15%、20%)的石灰石、石膏、粉煤灰、矿渣四种矿物掺合料,研究其对高铝水泥的强度影响及水化作用机理。结果表明,四种掺合料均能不同程度抑制高铝水泥后期强度倒缩;石灰石、石膏、粉煤灰、矿渣的最佳掺量分别为10%、15%、5%、5%。掺入10%的石灰石、15%的石膏时,高铝水泥的3d强度分别提高6.80%、4.25%,28d强度分别提高11.63%、8.80%;掺入5%的粉煤灰时,28d强度提高9.91%;矿渣的掺入不能提高高铝水泥各龄期强度。

将矿物掺合料分别掺入钢渣混凝土中,与普通混凝土抗压强度及抗侵蚀性能进行比较,从而得出一种适用于钢渣轨枕混凝土的配合比。结果表明,标准养护210d时,钢渣混凝土强度均超过普通混凝土;在180d硫酸盐和镁盐侵蚀下,普通混凝土与钢渣混凝土抗侵蚀系数均大于0.8,抗侵蚀性能良好。当粉煤灰、矿渣粉和钢渣粉三者复掺时,钢渣混凝土的后期抗压强度和抗侵蚀能力均表现最佳。

负温套筒灌浆料可以满足冬季预制构件灌浆连接的施工要求,矿物掺合料对负温套筒灌浆料性能具有积极影响。为了改善负温套筒灌浆料的性能,在常温套筒灌浆料研究的基础上,确定了负温套筒灌浆料的基本配比,并研究了矿粉、粉煤灰、硅灰等矿物掺合料对负温套筒灌浆料初始流动度、30min流动度和1d、3d、28d抗压与抗折强度的影响。结果表明,三种矿物掺合料对负温套筒灌浆料性能的影响程度为硅灰>矿粉>粉煤灰。

采用物理发泡工艺制备了孔隙率大于90%的超轻泡沫混凝土,结合Image-pro plus、热分析及扫描电镜等手段对硬化超轻泡沫混凝土气孔结构及微观结构进行了表征,同时研究并对比了粉煤灰与矿粉对泡沫混凝土硬化性能的影响。研究表明:粉煤灰与矿粉取代水泥增大了试样气孔孔径,但对导热系数影响不明显;矿粉可改善试样抗压强度,当矿粉取代20%的水泥时,试样干密度为165.2 kg/m^3,孔隙率为93.0%,56 d抗压强度可提升至0.47 MPa。

研究了复掺情况下,矿物掺合料种类及掺量对C100高强混凝土早期收缩及干燥收缩的影响。结果表明,混凝土的早期收缩和干燥收缩随着粉煤灰掺量的增加逐渐减少,粉煤灰对早期收缩的抑制作用优于干燥收缩;随着矿粉掺量的增加,混凝土的早期收缩增大而干燥收缩减少;硅灰的掺入增大了混凝土的早期收缩与干燥收缩,且随着硅灰掺量的增加,这种作用更加明显。

通过正交试验考察了胶凝材料总量、水泥用量及超细粉煤灰用量对超高强混凝土抗压强度的影响,研究了硅灰、超细粉煤灰与复合硅材等矿物掺合料对C100~C120超高强混凝土基本性能的影响。结果表明,对超高强混凝土强度影响最主要的因素是水泥在胶凝材料中所占的比例;超细粉煤灰与硅灰复掺对超高强混凝土工作性能与强度改善效果较好;复合硅材对超高强混凝土的工作性能与强度均有一定的提高。

通过将矿山井下轨枕中的预埋铁件由原来的简单放置改进为螺栓式固定,使产品达到了设计要求,并提高了生产效率。

采用P·O 52.5R水泥、高性能掺合料、钢纤维等原材料和0.22、0.24两个水胶比制备了CF80、CF90高性能钢纤维混凝土,对其工作性、强度和断裂性能进行了试验研究。试验结果表明,制备的高性能钢纤维混凝土具有工作性好、强度高、断裂性能优良等特点,可以满足矿井工程的使用要求;掺入钢纤维会降低混凝土的工作性,提高混凝土的强度和断裂韧性,大幅提高断裂能。

模拟了混凝土受酸雨侵蚀的试验,从质量、抗压强度、吸水率、酸性化深度等方面研究了矿粉掺量(0~40%)对受酸雨侵蚀混凝土性能劣化规律的影响。结果表明:矿渣粉在酸雨侵蚀早期能发生活性效应,提高混凝土浆体致密性。在1~2个月后,酸雨侵蚀速率较侵蚀初期有所下降。当矿粉掺量在20%~30%时,混凝土的抵抗酸雨侵蚀性能最佳。

研究了矿粉掺量对混凝土力学性能、耐久性等相关性能的影响。试验结果表明,在相同水灰比条件下,掺入矿粉后混凝土7d及28d力学性能有所降低;抗渗性能得到了改善,但随着矿粉掺量的增加而有所降低;混凝土塑性收缩增大;抗氯离子渗透性能增强。