为了探究风积沙自密实混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能,研究了不同侵蚀龄期下风积沙掺量对自密实混凝土的工作性、质量损失率、相对动弹性模量和耐蚀系数的影响。结果表明:随着风积沙取代率的增大,风积沙自密实混凝土拌和物的坍落扩展度呈先增大后减小的趋势;随着侵蚀龄期的延长,风积沙自密实混凝土的质量、相对动弹性模量和耐蚀系数均呈先增加后降低的趋势;适量掺入风积沙能有效改善自密实混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能,当侵蚀龄期为120 d时,60%风积沙取代率下的风积沙自密实混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能最佳;风积沙自密实混凝土的耐蚀系数与相对动弹性模量和质量损失率均存在良好的线性关系。

为研究风积沙混凝土与钢筋之间的黏结性能,制作了28个试块进行中心拉拔试验,研究了风积沙掺量、钢筋形状、钢筋直径和龄期对黏结性能的影响规律,并基于试验结果拟合出风积沙混凝土与带肋钢筋之间的黏结强度-滑移本构关系曲线。研究结果表明,风积沙掺量小于30%时,极限黏结强度随着风积沙掺量、钢筋直径、龄期的提高而提高;风积沙掺量分别为10%、20%和30%时,带肋钢筋对应的极限黏结强度分别比光圆钢筋提高了61.2%、58.5%、56.1%。

在对乌海地区风积沙性能进行分析的基础上,研究了全取代风积沙砂浆的工作性。结果表明,在相同胶砂比、水胶比条件下,与标准砂砂浆进行对比,风积沙砂浆流动度明显较小。胶砂比较低时,水泥对风积沙的包裹性差,难以保证砂浆的工作性。通过不同胶砂比风积沙砂浆实验和减水剂超掺实验证明,当胶砂比提高到1∶2时,才能得到具有一定流动性的全取代风积沙砂浆。测试了不同胶砂比、不同粉煤灰掺量的全取代风积沙砂浆的干燥收缩,结果表明,全取代风积沙砂浆的干缩明显比标准砂大,而粉煤灰的掺入能够减少其干缩,当粉煤灰掺量为水泥的50%时,风积沙砂浆干缩小于标准砂砂浆。

将聚丙烯纤维作为添加剂掺入水泥加固风积沙,进行了水泥砂浆的抗压强度(CSCM)试验,试件由不同水泥含量的混合物和不同掺量聚丙烯纤维配制而成。在7d和28d养护期后进行抗压强度试验。试验结果显示:在水泥加固风积沙中掺入聚丙烯纤维后,聚丙烯纤维可均匀地分布于基体中,可降低裂缝尖端周围的应力集中并阻止裂缝扩张,提高了水泥加固风积沙的机械性能,且随着掺入的聚丙烯纤维的增加,水泥砂浆的抗压能力也随之增加,但当掺加率超过0.2%以后,试件的抗压能力基本稳定,没有更显著的增加。

用风积沙按一定的比例(质量比为0、10%、30%、50%、70%、90%)替代相同质量河砂,经过配合比设计,制成风积沙混凝土,测定其和易性;然后再制作成不同尺寸立方体、棱柱体试件,测定其抗压强度和劈裂抗拉强度,确定风积沙最佳替代比例。试验结果表明,当风积沙替代比例为30%时,风积沙混凝土的和易性良好,能够满足施工要求,不同尺寸试件的抗压强度值和抗拉强度值都达到最大值。进一步分析试验结果,建立了风积沙混凝土不同尺寸立方体抗压强度之间的数学关系、轴心抗压强度和标准立方体抗压强度的数学关系以及抗拉强度和标准立方体抗压强度之间的数学关系,研究结果为风积沙混凝土的设计和应用提供一定的理论依据。