淺析沙漠砂混凝土力學性能的影響因素

劉 寧孫 帥田 科張圓圓

（1寧夏大學土木與水利工程學院； 2寧夏中測計量測試檢驗院（有限公司）， 寧夏 銀川 750021）

淺析沙漠砂混凝土力學性能的影響因素

劉 寧1孫 帥1田 科2張圓圓1

（1寧夏大學土木與水利工程學院； 2寧夏中測計量測試檢驗院（有限公司）， 寧夏 銀川 750021）

本文圍繞沙漠砂混凝土展開了相關探究，在前人對沙漠砂混凝土性能研究的基礎上，從沙漠砂替代率和粉煤灰摻量兩個影響因素入手分析、歸納、總結其對沙漠砂混凝土力學性能的影響，介紹了沙漠砂混凝土的研究現(xiàn)狀，并對需要進一步研究的問題進行了展望。

沙漠砂混凝土；力學性能；沙漠砂替代率；粉煤灰摻量

0 引言

混凝土作為目前工業(yè)與民用建筑中最常用的建筑材料之一。隨著我國改革開放和社會主義現(xiàn)代化建設全面深入，我國工業(yè)化和城市化進程不斷加快，為了滿足人們生產(chǎn)生活需求，各類建筑工程如工業(yè)廠房、民用建筑、商業(yè)中心等如雨后春筍般拔地而起。使我國混凝土需求量越來越大，據(jù)統(tǒng)計我國混凝土用量已接近世界的60%。

砂是混凝土最重要原材料之一，隨著混凝土需求量增多，砂消耗量巨大。我國擁有豐富的特細砂資源，而且在內(nèi)蒙、陜西、寧夏等地區(qū)的儲量還很大，研發(fā)、使用沙漠砂混凝土對于發(fā)揮地區(qū)優(yōu)勢、發(fā)展當?shù)亟?jīng)濟、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有深遠的意義。而且，沙漠砂混凝土及高強沙漠砂混凝土工程性能研究已有所成就，且已用于個別工程。

近些年，鑒于沙漠砂混凝土應用的廣闊前景，國內(nèi)外許多有關研究者都對沙漠砂混凝土抱有極大的熱情并一直在做相關研究[1-3]，在沙漠砂混凝土性能影響因素及改善方面成果頗多；而在力學性能指標方面，也主要集中在抗壓強度和動彈模量。本文為了更好的簡述沙漠砂混凝土力學性能，筆者在整理國內(nèi)外有關沙漠砂混凝土的研究成果的基礎上，分析、總結了沙漠砂替代率和粉煤灰摻量兩因素對沙漠砂混凝土力學性能的影響規(guī)律，希望為沙漠砂混凝土在今后的工程應用中提供指導和借鑒。

1 沙漠砂對沙漠砂混凝土力學性能的影響規(guī)律

由于沙漠砂屬于超細砂，目前我國尚無其應用標準，所以在沙漠地區(qū)作為工程用砂來使用它亦就缺乏國家法定依據(jù)。張國學通過對騰格里沙漠砂和毛烏素沙地砂的化學組成及物理性質進行測定后，進行了用沙漠砂配置砂漿和混凝土的試驗研究。試驗發(fā)現(xiàn)：在抹面砂漿和一般土木工程中的混凝土制配過程中可將騰格里沙漠砂和毛烏素沙地砂作細骨料使用。

在沙漠砂替代率對沙漠砂普通混凝土力學性能的影響方面，劉海峰等[4]在其之前做的正交試驗基礎上，設計了沙漠砂替代率為變量的單一素試驗，進一步研究了漠砂替代率對混凝土28d抗壓強度和劈裂拉伸強度的影響規(guī)律。試驗研究表明: 沙漠砂混凝土抗壓強度和劈裂拉伸強度隨著沙漠砂替代率增加先增大后減小，沙漠砂混凝土抗壓強度和劈裂拉伸強度均在沙漠砂替代率為20%時達到最大值。

在沙漠砂替代率對沙漠砂高強混凝土力學性能的影響方面，楊維武［5］在其之前做的正交試驗基礎上，設計了沙漠砂替代率為單一變量的試驗，進一步研究了不同沙漠砂替代率對高強混凝土抗壓強度的影響規(guī)律。研究結果表明：配制高強混凝土使用沙漠砂代替中砂是可行的；隨沙漠砂替代率增加抗壓強度呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，抗壓強度在沙漠砂替代率為20%時達到最大值。

2 粉煤灰對沙漠砂混凝土力學性能的影響規(guī)律

粉煤灰作為混凝土摻合料，一則可以減少水泥用量，二則其能夠均勻分散到水泥漿體中填充混凝土孔隙、提高混凝土密實度。大量研究表明：粉煤灰對提高混凝土的后期強度有利，還能起到減水和改善混凝土和易性的作用［6-7］，合理利用粉煤灰可以發(fā)揮良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

在實際工程應用中，發(fā)現(xiàn)沙漠砂混凝土工作性較差。鑒于此，陳美美［8］通過正交試驗，研究了沙漠砂替代率、粉煤灰摻量、水膠比和砂率對沙漠砂混凝土抗壓強度和工作性的影響。綜合考慮抗壓強度和坍落度，確定最優(yōu)配合比為：水膠比 0.40、砂率 32%、沙漠砂取代率 25%、粉煤灰摻量 15%。指出：細骨料使用騰格里沙漠砂并摻粉煤灰能夠配制出抗壓強度和工作性都滿足要求的混凝土。

3 結論及展望

從國內(nèi)外試驗及研究現(xiàn)狀可知，目前對沙漠砂混凝土的研究主要集中在：高溫、水膠比、砂率、沙漠砂替代率、粉煤灰摻量等因素對沙漠砂混凝土力學性能的影響，考慮到沙漠砂混凝土的實際工程應用，其仍有很多有價值的方面值得去深入研究：

（1）實際工程中混凝土不僅要承受正常的設計荷載，還要應對自身所處環(huán)境因素的影響，對于沙漠砂混凝土的抗?jié)B性、抗碳化性能及抗抗凍性有待進一步展開全面研究；

（2）目前僅對沙漠砂混凝土準靜態(tài)力學性能進行了許多研究，但對其動態(tài)力學性能方面研究尚未見諸報端，急待去研究。

［1］張國學,宋建夏,楊維武,楊建森,賈軍,張曉天,崔自治. 沙漠砂對水泥砂漿和混凝土性能的影響［J］. 寧夏大學學報：自然科學版,2003,24 (1) ：63-65.

［2］馮娜. 鋼纖維、橡膠粉、粉煤灰對沙漠砂混凝土收縮影響研究［J］. 四川水泥,2015,（7）：67-79.

［3］ 金寶宏,王勇升. 鋼纖維、橡膠粉對沙漠砂混凝土力學性能及耐久性的試驗研究 ［D］.銀川：寧夏大學,2013.

［4］劉海峰,馬菊榮,付 杰,楊維武. 沙漠砂混凝土力學性能研究［J］. 混凝土,2015, （9）：80-86.

［5］楊維武, 陳云龍,馬菊榮,劉海峰,宋建夏,楊 登. 沙漠砂替代率對高強混凝土抗壓強度影響研究［J］. 科學技術與工程,2014, 14（19）：289-292.

［6］李清富,孫振華,張海洋. 粉煤灰和硅粉對混凝土強度影響的試驗研究［J］.混凝土,2011,（5）：77-79.

［7］姬永生,劉世偉,袁迎曙,等. 粉煤灰在水泥和混凝土中應用對改善混凝土性能的對比試驗研究［J］. 四川建筑科學研究,2006, 32（5）：171-174.

［8］陳美美,宋建夏,趙文博,趙 偉,馬愛明,靳 甲. 摻粉煤灰、騰格里沙漠砂混凝土力學性能的研究 ［J］. 寧夏工程技術,2011, 10（1）：61-63.

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