天然沙漠砂钢筋混凝土梁受弯性能的试验研究

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1、天然沙漠砂钢筋混凝土梁受弯性能的试验研宄董存沙吾列提•拜开依伊力亚尔•阿不都热西提袁海翔新疆大学建筑工程学院对天然沙漠砂代替普通工程用砂的可行性进行了验证，对天然沙漠砂混凝土梁的受弯性能进行了研究。通过试验配制出了C20,C30天然沙漠砂混凝土，对比分析了天然沙漠砂混凝土试块与普通砂混凝土试块的破坏形状和曲线，然后通过6根普通砂钢筋混凝土简支梁和6根天然沙漠砂钢筋混凝土简支梁的正截面受弯性能试验，对比分析了在混凝土强度、配筋率和几何尺寸相同的条件下，普通砂混凝土梁与天然沙漠砂混凝土梁的正截面承载力、挠度和破坏特性。研究结果表明：天然沙漠砂可以作为建筑用细骨料，天然

2、沙漠砂混凝土梁表现出与普通砂混凝土梁基本相似的特性，试验结果与理论计算值吻合较好，普通砂混凝土梁的相关理论、正截面承载力公式等可用于天然沙漠砂混凝土梁。关键词：可行性;天然沙漠砂混凝土;受弯性能;钢筋混凝土梁;破坏特性;目前我国大多数地区的建筑用砂仍是河砂，然而近年来随着工程建设力度的加大，为了就地取材，我国不少地区出现违规掏河取砂和毁地取砂的现象，对我国生态环境造成丫极大的威胁和危害。为了解决此问题，国A外不少学者针对沙漠砂及沙漠砂混凝土进行了试验研究［2-3］,得出以沙漠砂作为原材料可配制出一定强度等级的混凝土的结论，但是，不同沙漠地区砂料的物理化学特征有所差

3、异，采用不同砂源所配的混凝土在工作和力学性能方面也表现出一定的差异［4］。部分学者对天然沙漠砂砂浆及混凝土配合比的研宄取得了一定的成果，且有部分成果得到工程应用m。虽然新疆沙漠砂资源丰富，但是没有针对新疆天然沙漠砂混凝土构件的研允，故本文根据一些沙漠砂混凝土研允XZzZl结果，利用新疆托克逊地区天然沙漠砂进行试验，研宄天然沙漠砂混凝土的配合比和天然沙漠砂混凝土梁的受弯性能，为拓展天然沙漠砂混凝土的工程应用前景提供参考和借鉴。1原材料1.1水泥试验研宄过程中一律使用32.5强度等级的复合硅酸盐水泥。其他原材料见图1。1.2细骨料试验所用的工程用普通砂和新疆托克逊地区

4、天然沙漠砂如图1(a)，(b)所示。普通砂粒径较大，而天然沙漠砂由于沙漠气候多变，在长期流动和风荷载的作用下，砂子粒径小，表面呈光滑的圆状形，空隙率大、活性差、表面粘结力小。试验所用天然沙漠砂和普通砂颗粒组成见表1。图1试验原材料表1天然沙漠砂和普通砂颗粒组成根据文献［8］公式:式中:A/A6分别为4.75，2.36，1.18，0.60，0.30，0.15mm筛的累计筛余百分率;Mx为砂的细度模数，当Mx=0.7〜1.5时,该砂为特细砂;当队=1.6~2.2时，该砂为细砂；当Mx=2.3~3.0吋，该砂为中砂；当队=3.P3.7时，该砂为粗砂。代入数据可得天然沙漠

5、砂M=1.0,普通砂M=3.5o由此判定托克逊县周边天然沙漠砂为特细砂，而普通砂为粗砂。1.3粗骨料试验研究主要用粒径在5~20mni范围内的天然河卵石，如图1(c)所示。1.4钢筋试验梁纵向受拉钢筋选用HRB400强度等级的钢筋，如图1（d）所示。通过钢筋拉伸试验得到钢筋屈服强度具体值如表2所示。表2钢筋屈服强度统计2混凝土配合比设计2.1配合比设计试验及分析配合比设计是为了探索配制满足强度要求的天然沙漠砂混凝土配合比。在试验研宄屮，利用一般建筑用砂的技术规范，并［2,9,10］,以天然沙漠特细砂代替普通砂，通过比较普通砂混凝土抗压强度与天然沙漠砂混凝土抗压强度

6、，探索天然沙漠砂C20，C30混凝土较合适的配合比。根据文献［9］分别计算出C20混凝土试拌配合比3个，C30混凝土试拌配合比3个，每个配合比制作2组（6个）试块，共计72个试块。因沙漠特细砂粒径小，混凝土屮骨料之间砂浆层厚度相对减薄，故低砂率是配制沙漠特细砂混凝土的要点，砂率宜控制在25%〜30%［2］。每组试块强度代表值，应符合下列规定［10］:1）取3个试件强度的算术平均值作为每组试件的强度代表值;2）当一组试件中强度的最大值或最小值与中间值之差超过中间值的15%时，取中间值作为该组试件的强度代表值;3）当一组试件屮强度的最大值和最小值与屮间值之差均超过屮间

7、值的15%时，该组试件的强度不应作为评定的依据。混凝土强度的合格标准（非统计方法）［11］:式屮：入:15，入.,=0.95;f

8、C20混凝