采用粉煤灰(F)、矿渣粉(Sl)、硅灰(Si)和石灰石粉(L)复合组成5种复合矿物掺合料,研究了复合掺合料的组成和掺量对水泥胶砂流动度、长期抗压强度和抗折强度的影响。结果表明:掺粉煤灰和石灰石粉的FSlL和FL复合掺合料流动性较好,流动度比达到110%以上;掺硅灰的FSlSi和SlSiL复合掺合料流动性较差,流动度比在80%左右;5种复合掺合料在30%、40%、50%掺量下,胶砂试件720 d抗压强度和抗折强度均达到纯水泥试件的110%~120%;FSlSi、FSl和FL复合掺合料随着掺量的提高,长龄期胶砂抗压强度有所增加,抗折强度发展趋势与抗压强度相同;SlL和SlSiL复合掺合料随着掺量的提高,长龄期胶砂抗压和抗折强度均略有下降。

研究了纤维素絮凝剂、多聚糖絮凝剂在单掺和复掺情况下对水泥砂浆抗压强度的影响,并采用X-射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱分析(FTIR)、扫描电镜(SEM)对试样进行了微观分析。结果表明:两种絮凝剂单掺会降低砂浆的早期强度,但能够提升后期的抗压强度,而两种絮凝剂复掺会降低早期和后期的抗压强度。

研究了不同掺量的玻璃纤维对高性能混凝土早期抗裂性能的影响,并以裂缝总条数、裂缝最大宽度以及总开裂面积评价其影响效果。同时,对比研究了纤维对高性能混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和拉压比的影响。结果表明:随着玻璃纤维掺量的增加,混凝土的裂缝总条数不断减少,总开裂面积明显降低,当纤维体积掺量达到0.11%时,能够显著抑制混凝土早期裂缝的产生。玻璃纤维的掺入对抗压强度影响不大,但提高了混凝土的劈裂抗拉强度、拉压比和韧性,改善了高性能混凝土的抗裂性能。

研究了钢渣微粉替代石英粉对超高性能混凝土(UHPC)性能的影响。结果表明:水胶比分别为0.18、0.19的UHPC试件的28 d抗压强度均在120 MPa以上,且水胶比为0.19的UHPC的工作性更好,流动度为195 mm;钢渣微粉替代石英粉对UHPC试件的抗压强度无明显影响;在钢渣微粉掺量为100%的情况下,控制水胶比为0.20、水灰比为0.35、胶砂比为1.63时,可配制28 d抗压强度为147.5 MPa的UHPC。

为探究混凝土的劣化规律,对混凝土的力学性能进行了预测,以试验室数据为基础,构建了各项力学性能指标的灰色GM(1,1)预测模型,预测各项指标的劣化规律。结果表明:以盐溶液作为冻融介质会加快试块的破坏,且不同盐溶液对试块的破坏程度存在一定差距;获得的灰色GM(1,1)预测模型精度满足要求,可用于预测灌区内混凝土建筑物的力学性能。研究成果可以为寒旱灌区混凝土建筑的寿命预测与后期维护提供参考,也可为不同类型混凝土的各项性能预测提供研究方法。

研究了静养时间对蒸养机制砂混凝土抗压强度和耐久性的影响。结果表明:延长静养时间,可以增大蒸养机制砂混凝土的抗压强度,有利于耐久性能的提升;静养时间过长,蒸养机制砂混凝土抗压强度的增长幅度不大。

研究了不同制备工艺及掺量的石墨相氮化碳(g-C3N4)对混凝土的力学性能及对NO气体光催化降解性能的影响及变化规律。通过TEM、SEM、XRD分别对材料的物相及微观结构进行了表征,利用微机控制全自动压力试验机和氮氧化物分析仪分别研究了掺g-C3N4后混凝土的抗压强度及对NO的降解性能。结果表明,四种不同种类的g-C3N4掺入后混凝土都具有对NO的降解作用,其中,少层g-C3N4的降解率最高,且在紫外线等照射24 h后其仍能保持较高的降解率;g-C3N4掺量不超过0.8%时混凝土的抗压强度不会有太大影响,在此范围内尽可能提高g-C3N4的掺量来提高其对NO的降解作用。

研究了水泥用量、絮凝剂掺量、砂率对海水拌和珊瑚砂水下不分散混凝土性能的影响。结果表明:珊瑚砂水下不分散混凝土单位用水量为235~283 kg/m^3时,砂率对单位用水量的影响最为显著,用水量随砂率增加而增大;水泥用量为400~490 kg/m^3时,28 d抗压强度在26~39 MPa之间,可配制C20~C30水下不分散混凝土;水泥用量对抗压强度的影响最为显著,强度随水泥用量的增加而增大;水陆强度比随水泥和絮凝剂掺量增加而增大。

研究了碳纳米管、钢纤维、碳纳米管+钢纤维对混凝土抗压强度和抗冲击性能的影响。结果表明:掺入碳纳米管和钢纤维均能提高混凝土的抗压强度;单掺钢纤维较单掺碳纳米管对混凝土抗冲击性能的提升效果更大;混掺碳纳米管与钢纤维混凝土的韧性和延性较单掺钢纤维混凝土得到再次提升;复掺1%钢纤维+0.30%碳纳米管对混凝土性能的增强效果最显著。

选取两种不同来源的粉煤灰(FAⅠ、FAⅡ),研究了其品质差异和掺量(0、15%、30%、45%)及水胶比(0.5、0.4、0.3)对淡化海砂混凝土工作性、力学性能和耐久性能的影响。研究表明:相较于FAⅡ,FAⅠ型粉煤灰的需水量更小,采用较少的减水剂能使新拌混凝土具有良好的工作性;在水胶比相同的情况下,FAⅠ型粉煤灰对混凝土后期强度发展有更加积极的影响;随着粉煤灰掺量的增加,淡化海砂混凝土的电通量值均先减小后增大,且FAⅠ型粉煤灰对改善混凝土抗Cl^-渗透性能更优;随着龄期增长,三种水胶比下FAⅡ型粉煤灰掺量不宜高于15%,而水胶比为0.4和0.3时,FAⅠ型粉煤灰最大掺量可达30%~45%。