以中国核工业物理研究所太赫兹实验室重晶石防辐射混凝土项目为研究对象,生产了强度、表观密度达标,和易性优良的重晶石防辐射混凝土;同时,找到了该种混凝土泵送施工困难的关键因素,提出了实际生产中必须注意的技术问题。

通过正交试验,研究了胶凝材料用量、钢铁渣粉掺量、外加剂掺量和砂率对混凝土性能的影响。结果表明,钢铁渣粉的掺入会延长混凝土凝结时间和降低早期强度,但对后期强度影响不大,可通过适当提高胶凝材料用量、外加剂掺量和砂率进行优化,当胶凝材料用量为340kg/m3、370kg/m3,钢铁渣粉掺量为20%,外加剂掺量为0.6%,砂率为40%时,混凝土工作性能和力学性能均满足PC构件生产要求,可为预制构件中钢铁渣粉的大规模推广应用提供技术支撑。

选取碳纤维、石墨为导电相材料制备用于接地工程的导电混凝土,对石墨碳纤维导电混凝土的拌合工艺、配合比和接地特性进行了试验研究。结果表明,当碳纤维掺量0.6%、石墨掺量2%、单位用水量240 kg、砂率32%并采用半干拌法拌合工艺时,导电混凝土具有良好的导电性能和力学性能;混凝土电阻率随龄期增长趋于稳定,稳定值为1.62Ω·m左右,电阻率在-10～60℃范围内的变化幅度小于0.52Ω·m,随环境湿度变化电阻率的变化幅度小于0.28Ω·m,导电性能稳定;导电混凝土28 d抗压强度达到37.3 MPa,抗折强度达到5.0 MPa,满足接地材料的力学性能要求。

结合内掺法,研究了不同胶砂比(B/S)(1∶4、1∶5、1∶6)、不同稠度[(70±10) mm、(90±10) mm、(100～115)mm)情况下,粉煤灰(FA)与再生砖粉(RBP)(掺量20%、30%、40%)对改性再生砂浆(RBFM)28 d抗压强度的影响,探讨了RBP取代水泥的可行性。结果表明,相比FA体系,RBFM的28 d抗压强度均出现不同程度的下降,当B/S为1∶5,RBP掺量为30%,稠度为70 mm时,28 d抗压强度下降幅度最大,达到32.74%,但依然可达M5级砂浆要求,可满足大多数砌筑工程需要。

利用特种硅酸盐水泥FACC制备了免压蒸PHC管桩混凝土,研究了水泥掺量、水灰比、砂率、静停时间、升温速率、恒温时间、温度等因素对PHC管桩混凝土蒸养强度的影响,并采用XRD和SEM等表征方法对水化产物进行了矿物成分和形貌分析。结果表明,免压蒸PHC管桩最佳混凝土配合比为FACC 480 kg/m3、水灰比0.26~0.28、砂率32%~37%、养护制度为20℃静停2 h、升温速率0.3℃/min、恒温温度90℃、恒温时间4~6 h,开盖自然冷却脱模。在此基础上制备的免压蒸PHC管桩混凝土能减少延迟钙矾石的形成,强度达到C80以上,满足PHC管桩的使用要求。

对一种粉砂土水泥土进行配合比设计,该水泥土仅以当地滩涂粉砂土作为骨料,不使用砂石等粗骨料。采用三因素三水平的正交试验法对其配合比进行试验,通过极差和方差分析,得到土胶比、水胶比、水泥量对水泥土坍落度和28d抗压强度的影响程度;进行了回归分析,建立了线性回归方程;结合相应曲线,得到相应情况下的最优配合比。

以花岗岩石粉完全取代粉煤灰作为生产加气混凝土砌块的硅质材料,选出石灰用量、铝粉用量和水泥用量3种主要因素,通过对比试验,研究了各因素对加气块抗压强度和干密度的影响,获得了最优配合比,并以此配合比制备了加气混凝土砌块,确定了砌块的强度等级和干密度等级,并对其进行了抗冻性试验,结果表明,其耐久性符合规范规定。

通过调节配合比设计制备了多种粉煤灰混凝土,系统研究了粉煤灰掺量、种类、水胶比和养护龄期对混凝土抗碳化性能的影响。结果表明:混凝土碳化深度值和碳化速率均随粉煤灰掺量增加而增加,碳化120 d后W35F60的碳化深度值约为W35F0的7倍;混凝土碳化深度值随水胶比增加而增大,当粉煤灰掺量为40%时,混凝土最佳水胶比为0.30,其120 d碳化深度值仅11.28 mm;混凝土抗碳化性能:Ⅱ级粉煤灰>Ⅰ级粉煤灰;养护龄期越长,混凝土抗碳化性能越强,当养护龄期为90 d时,混凝土碳化深度值是养护龄期28 d的79.47%。

为研究短切玄武岩纤维对混凝土流动性及力学性能的影响,以混凝土浆骨比、砂率及纤维掺量为参数,通过15组试验,探讨玄武岩纤维混凝土的组成设计。试验结果表明,短切玄武岩纤维掺入混凝土后会降低混凝土流动性,提高浆骨比或改变砂率能有效提高混凝土的流动性,改善混凝土力学性能。因改变砂率而不增加胶凝材料用量,因此更加经济实用。

顶升自密实微膨胀钢管混凝土可有效结合钢管和混凝土的优势且施工速度快、简单方便,浇筑质量良好,因此,在高层建筑和桥梁工程中得到了广泛应用。本文以市政桥梁泵送顶升项目为背景,分析了顶升自密实微膨胀钢管混凝土的原材料选择、配合比设计以及施工控制要点。