固定疏浚底泥的掺量为50%,通过调整m水泥∶m石膏∶m矿渣设计制备了免烧陶粒,对比了改性前后免烧陶粒的筒压强度、吸水率和软化系数。此外,为了提高免烧陶粒的软化系数并降低水泥掺量,采用单纯形重心混料设计方法优化了免烧陶粒的配合比。结果表明:当底泥掺量固定为50%时,随着水泥掺量的增加,未改性和改性免烧陶粒的筒压强度和软化系数基本呈增大趋势,吸水率基本呈降低趋势;与未改性免烧陶粒相比,改性免烧陶粒的筒压强度和软化系数增大,吸水率降低;优化后的最佳m水泥∶m石膏∶m矿渣为0.60∶0.10∶0.30,此时,制备的改性免烧陶粒的软化系数为0.88,满足相关标准要求,且筒压强度较高,吸水率较低。

以磷石膏、粉煤灰、矿渣微粉、生石灰为主要原料制备了磷石膏基复合材料,研究了磷石膏基复合材料性能的影响因素,并通过多变量数值分析得到了最优配合比。结果表明:当磷石膏、粉煤灰、矿渣微粉、生石灰的质量比为1∶0.4∶0.06∶0.03时,制备的磷石膏基复合材料的抗压、抗折强度均较高;掺入6‰防水剂对磷石膏基复合材料的抗压强度提升较大,复掺3‰减水剂+3‰防水剂对抗折强度提升较大;当水胶比为0.38~0.40时,磷石膏基复合材料的强度较高;21℃蒸汽养护14 d可使磷石膏基复合材料的强度达到最佳,但蒸汽养护会导致磷石膏基复合材料的吸水率增大、软化系数降低;通过数值分析建立的多变量磷石膏基复合材料的强度计算公式,可以得出单一变量下磷石膏基复合材料的强度值和多变量下磷石膏基复合材料的强度值与对应原材料掺量之间的关系。

利用电石渣对磷石膏进行改性,得到了改性磷石膏,将改性磷石膏、水泥、矿渣粉按一定比例混合,采用造粒成球工艺制成改性磷石膏轻骨料,研究了改性磷石膏掺量和养护龄期对改性磷石膏轻骨料性能的影响,分析了改性磷石膏轻骨料替代部分碎石在磷石膏基路基材料中应用的可行性。结果表明:随着改性磷石膏掺量的增加,改性磷石膏轻骨料的筒压强度和软化系数降低,吸水率增大;当改性磷石膏掺量为88%、养护龄期为60 d时,改性磷石膏轻骨料的筒压强度为5.8 MPa、吸水率为9.8%、软化系数为0.75,符合GB/T 17431.1—2010《轻集料及其试验方法第1部分:轻集料》的要求。研制的改性磷石膏轻骨料已成功应用于道路工程中。

制备了漂浮植生混凝土,研究了有机硅憎水剂掺量(0、1%、2%、3%、4%)对漂浮植生混凝土性能的影响,分析了其作用机理。结果表明:随着憎水剂掺量的增加,保证浆体流动度满足要求(150~160 mm)的减水剂用量增大,试件的吸水率降低,表面水接触角增大;随着憎水剂掺量的增加,漂浮植生混凝土的抗压强度呈先增大后减小的趋势,软化系数增大,内部环境pH值降低;采用3%憎水剂制备的漂浮植生混凝土的植生性能良好。

分析了水泥-粉煤灰改性脱硫石膏基自保温砌块的原材料性能以及配合比,介绍了砌块的生产工艺和产品性能。采用有机无机复合的方法对脱硫石膏改性,其物理力学和热工性能满足夏热冬冷地区建筑节能自保温墙体的要求。

基于石膏和氯氧镁胶凝材料进行了复合改性研究,通过对试件硬化体微观晶体形貌的观测,分析了石膏-氯氧镁系复合气硬性胶凝材料改性的作用机理。结果表明,石膏-氯氧镁系复合气硬性材料在适宜的配比下可以制作凝结时间适宜、耐水性好、强度高以及干燥收缩率低的新型胶凝材料。

用石膏部分替代水泥作为胶凝材料,钢渣、矿渣作为掺合料,采用正交试验设计方法,将石膏、水胶比、减水剂在三因素四水平的影响下,对砌块的抗压强度、抗折强度及软化系数进行了极差和方差分析;采用多元线性回归分析方法建立基于抗压强度、抗折强度及软化系数的经验公式,并利用建立的抗压经验公式计算结果与实测值进行了对比。结果表明,石膏是影响复合砌块抗压强度、抗折强度及软化系数的主要因素,水胶比次之,减水剂影响程度最小。通过分析得出最佳水平为:石膏用量60%,水胶比0.4,减水剂1.1%。

通过在砂浆中掺入不同的砂浆改性剂，研究了改性剂对湿拌砂浆力学性能的影响；并采用吸水动力学法测定了砂浆的孔结构参数（孔均匀性系数、平均孔径以及孔结构综合因素），研究了砂浆孔结构参数对其力学性能和软化系数的影响。研究表明，砂浆改性剂对不同胶凝体系的影响存在差异，在矿粉体系中，能对其抗压强度提高20％-25％；砂浆抗压强度与孔结构综合因素符合指激函数关系；砂浆软化系数与孔结构综合因素无相关性；图形二值化分析验证解释了试验结果，并与分析结果相符。

通过正交试验研究了砂率、脱硫灰替代率、脱硫石膏替代率和微硅粉替代率四个因素对新型混凝土干表观密度、软化系数、导热系数、绝干抗压强度以及吸水率5个指标的影响。结果表明:各因素对新型混凝土5个试验指标的影响顺序为:脱硫石膏C>脱硫灰B>砂率A>微硅粉D。综合平衡分析各因素对新型混凝土5个试验指标的影响,确定了工业灰渣-陶粒新型混凝土的最优配合比。

采用碱浸泡及偶联剂协同处理废旧胶粉(WRP)及PVA纤维,研究了不同掺量、不同细度的废旧胶粉及PVA纤维的混凝土(WPMC)的单面吸水率和劈裂抗拉强度及干燥、饱水抗压强度,分析了相应软化系数及拉压比变化规律。结果表明,废旧胶粉及PVA纤维掺入能降低WPMC的单面吸水率,提升软化系数及拉压比。掺5%细废旧胶粉及0.5%PVA纤维的WPMC不仅成本低,且拥有最佳力学韧性与抗渗耐久综合性能,可应用在建筑地坪、城市园林、公路防撞护栏等领域。