1.3 主要研究工作

主要研究工作如下：

（1）设计4因素3水平正交实验，进行不同水胶比、粉煤灰掺量、砂率和沙漠砂替代率对沙漠砂混凝土7 d、28 d和56 d抗压强度和28 d劈裂抗拉强度试验，通过极差分析和方差分析得到沙漠砂混凝土最优配合比。在正交实验基础上，以0%、10%和15%粉煤灰等量替代水泥，在同一粉煤灰掺量下，用沙漠砂替代率为0%、20%、30%、40%、60%、80%和100%沙漠砂替代中砂，进行不同粉煤灰掺量和沙漠砂替代率沙漠砂混凝土28 d抗压强度和28 d劈裂抗拉强度实验，揭示粉煤灰掺量和沙漠砂替代率对沙漠砂混凝土28 d抗压强度和劈裂抗拉强度影响规律。

（2）利用液压万能实验机和直锥变截面式Φ74 mm分离式霍普金森压杆进行不同沙漠砂替代率沙漠砂混凝土28 d准静态压缩和动态冲击压缩实验，得到沙漠砂替代率不同的沙漠砂混凝土在不同冲击速度下应力应变曲线，分析应变率对沙漠砂混凝土峰值应力、峰值应变和比能量的影响，揭示沙漠砂替代率对沙漠砂混凝土准静态抗压强度和峰值应力影响规律；将沙漠砂混凝土看做粗骨料和砂浆组成非均质复合材料，建立随机骨料模型，利用ANSYS自带APDL语言编写二维圆形粗骨料随机分布程序，对沙漠砂混凝土动态力学性能进行数值模拟研究，分析冲击速度、粗骨料体积含量、试件尺寸和粗骨料粒径对沙漠砂混凝土动态特性影响。同时，对沙漠砂替代率不同沙漠砂混凝土动态破坏过程进行数值模拟，分析沙漠砂替代率对沙漠砂混凝土峰值应力影响规律。

（3）采取自然冷却和浇水冷却两种冷却方法，考虑室温、100℃、300℃、500℃、700℃和900℃六个温度等级，进行不同水胶比、粉煤灰掺量、砂率和沙漠砂替代率的沙漠砂混凝土高温后抗压强度试验，通过极差分析和方差分析得到沙漠砂混凝土最优配合比；进行粉煤灰掺量和沙漠砂替代率不同沙漠砂混凝土高温后抗压强度、轴心抗压强度和静力受压弹性模量测定试验，分析温度和沙漠砂替代率对沙漠砂混凝土高温后抗压强度、轴心抗压强度和静力受压弹性模量的影响，建立沙漠砂混凝土高温后抗压强度、轴心抗压强度和静力受压弹性模量衰减模型；利用扫描电镜和X射线衍射分析仪对不同高温后沙漠砂混凝土进行XRD和扫描电镜分析，分析温度对沙漠砂混凝土微观结构的影响。

（4）进行水胶比、粉煤灰掺量、砂率和沙漠砂替代率不同的沙漠砂混凝土3d、7d、14 d、28 d和56 d抗碳化性能试验，分析水胶比、粉煤灰掺量、砂率和沙漠砂替代率对沙漠砂混凝土抗碳化性能的影响。同时，进行单掺粉煤灰混凝土、单掺沙漠砂混凝土、复掺粉煤灰和沙漠砂混凝土抗碳化性能试验，分析粉煤灰掺量和沙漠砂替代率对沙漠砂混凝土抗碳化性能的影响。

（5）进行水胶比、粉煤灰掺量、砂率和沙漠砂替代率不同的沙漠砂混凝土28 d抗氯离子渗透性能试验，分析水胶比、粉煤灰掺量、砂率和沙漠砂替代率对沙漠砂混凝土28 d抗氯离子渗透性能的影响。同时，进行单掺粉煤灰混凝土、单掺沙漠砂混凝土、复掺粉煤灰和沙漠砂混凝土抗氯离子渗透性能试验，分析粉煤灰掺量和沙漠砂替代率对混凝土抗氯离子渗透性能的影响。

本研究内容得到国家自然基金“沙漠砂混凝土动态破坏机理（11162015）”和“钢筋混凝土动态特性尺寸效应（51368048）”的支持。