对基准混凝土(JZ)、聚丙烯细纤维混凝土(PPF)、粗纤维混凝土(PPM)以及混掺纤维混凝土(PPC)进行了抗压试验,并结合其内部损伤发展情况,研究了多尺度聚丙烯纤维混凝土的力学性能、破坏后的外貌形态以及损伤演化过程的差异。根据混凝土受力状态、声发射参数与损伤程度之间的关系,得出了纤维混凝土应力-时间-振铃计数率曲线与损伤变量D-时间曲线,探究了纤维在混凝土受压状态下的工作原理。结果表明,聚丙烯纤维的掺入可以改善混凝土破坏后的完整度,提高混凝土的抗压强度、残余强度及延性等力学性能,有效抑制了混凝土裂缝的产生与发展。

为了探究改善超高性能混凝土(UHPC)高温性能的措施,从力学性能、质量损失、超声检测等方面研究了纤维(不掺纤维、单掺钢纤维、混掺钢纤维与合成纤维)对UHPC高温性能的影响。结果表明:当纤维掺量增加时,UHPC的工作性与抗压强度均随之下降,抗折强度则先升后降;随着目标温度的升高,UHPC的残余抗压强度先升后降,损伤逐步加重;纤维的加入可以延缓裂缝的发展,混掺钢纤维与合成纤维可以有效改善UHPC高温爆裂行为。

研究了超轻泡沫混凝土结构断层成因及抑制措施。结果表明:水胶比、浆体温度、速凝剂和纤维掺量对超轻泡沫混凝土中结构断层的形成有重要影响;通过改善发泡浆体的性能、优化水温及速凝剂掺量来平衡料浆的发泡速率和凝结硬化速率、添加纤维来提高多孔结构抵抗内应力的能力,均能有效解决超轻泡沫混凝土结构断层问题;适宜的技术参数为:水胶比控制在0.885~0.965之间,水温设定为30℃,速凝剂掺量为6.0%,纤维掺量不低于0.75%。

通过力学性能、化学结合水、水化程度、Ca(OH)2含量、浆体密实度和孔结构等试验,研究了阳离子乳化沥青对水泥水化的影响。结果表明:随着乳化沥青与水泥的质量比(A/C)从0增加到0.45,水泥-乳化沥青(CA)砂浆的力学性能逐渐下降;化学结合水、水化程度和Ca(OH)2含量也随之降低;超声波速逐渐下降,浆体的孔径和累积孔体积逐渐增加,CA砂浆的水化产物减少。总之,阳离子乳化沥青抑制了水泥水化和微结构的形成。

研究了不同石粉含量对超高性能混凝土工作性、力学性能以及抗冻性能的影响。结果表明,随着石粉含量的增加,超高性能混凝土的流动性、抗压、抗折强度均呈现出先上升后下降的趋势;石粉含量对超声波速和动弹性模量变化趋势与强度变化趋势一致;随着石粉含量的增加,抗冻性能先增加后减小;UHPC的最优石粉含量为3%~5%。

选用5种再生骨料掺量方案(0、25%、50%、75%、100%)研究再生透水混凝土中的再生骨料合理掺量,每一种掺量方案都按照三因素三水平正交试验进行。控制碎石级配、设计孔隙率和水灰比这三个因素,考察抗压强度、有效孔隙率和透水系数这三个评价指标,比较不同再生骨料掺量下各评价指标的变化规律。结果表明,再生透水混凝土中再生骨料的合理掺量为30%。

在对国内预制混凝土衬砌管片生产进行调研的基础上,介绍了我国管片的生产技术及质量标准现状,结合预制混凝土衬砌管片生产过程控制对管片国家标准及管片生产工艺技术规程行业标准具体内容进行了叙述。

回弹法检测废弃混凝土构件并快速分级生产不同质量等级再生骨料及再生粉状颗粒,添加石灰及粉煤灰配制二灰碎石。设计正交实验,通过重型击实、无侧限抗压强度等试验分析再生骨料质量、二灰掺量、再生粉状颗粒等因素对其性能影响规律并得出最佳配比范围。试验表明,再生骨料及再生粉状颗粒可以不同程度替代天然骨料及粉煤灰,配置力学性能满足承载基层要求的半刚性基层材料。

对硫酸盐和氯盐复合溶液浸泡下的钢筋锈蚀规律进行了试验研究,探讨了弯曲荷载对钢筋锈蚀的影响。采用电化学方法评价钢筋的腐蚀状况,用钢筋锈蚀电位和钢筋锈蚀速率反映钢筋的锈蚀程度。根据钢筋锈蚀产物在混凝土最外边缘拉裂处所产生的环向拉应力定义混凝土受钢筋锈蚀影响的损伤度Ds,建立了损伤度与锈蚀电流密度、锈蚀时间的方程,并进行了模型验证。

研究了水胶比、再生粗骨料取代率及超细掺合料(粉煤灰、矿粉)掺量对再生混凝土性能的影响。试验结果表明,水胶比W/C为0.35、再生粗骨料取代率在50%时,再生混凝土性能较好;而粉煤灰和矿粉双掺可以充分发挥"微骨料效应"和后期"火山灰效应",细化孔隙结构,提高密实度,改善再生混凝土界面过渡区的微观结构。