1.2 国内外研究现状

用细度模数1.5以下的砂作为细骨料配制的混凝土称为特细砂混凝土。我国在混凝土中使用特细砂作为细骨料已经有近70年的历史。中华人民共和国成立以来，我国基础设施建设发展迅速，对特细砂混凝土配置技术的规范和要求也相应地提高。20世纪60年代，我国制定了《特细砂混凝土配制及应用规程》（BJG19-65），在该规程中规范了配置特细砂混凝土的原料要求、施工要求以及相应的注意事项。由于特细砂具有粒径小、比表面积大等特点，在制备特细砂混凝土时应遵循低砂率、低流动性等原则。随着科学技术发展，关于特细砂混凝土的相关研究也日益增多。大量的研究和工程应用表明：只要在配制特细砂混凝土时，选取适当的材料、设计合理的配合比，配制出的特细砂混凝土就可以满足于一般的混凝土工程和钢筋混凝土工程，而且其力学性能、长期性能和耐久性能与中、细砂配置的混凝土接近，其力学性能指标可按现行的混凝土结构设计规范取值。2004年制定的重庆市地方标准《特细砂混凝土应用技术规程》中对材料的选择、配合比设计及施工、验收进行了详细阐述，为使特细砂混凝土获得较好的技术性能和经济效益，配置不同强度等级混凝土所用特细砂的细度模数应满足以下要求：

（1）强度等级C60及以上混凝土，特细砂的细度模数不低于1.1，且宜采用特细砂与人工砂组成的混合砂，混合砂的细度模数不宜低于2.3。

（2）强度等级C45及以上混凝土，宜采用细度模数不低于1.0的特细砂与人工砂的混合砂，且混合砂的细度模数不宜低于1.6。

（3）强度等级C40混凝土，砂的细度模数不小于1.0。

（4）强度等级C35混凝土，砂的细度模数不小于0.90。

（5）强度等级C30混凝土，砂的细度模数不小于0.80。

（6）强度等级C25及以下混凝土，砂的细度模数不小于0.7。

从现有研究成果可知，沙漠砂化学组成成分和颗粒级配与特细砂、普通细砂、中砂、粗砂有较大区别。普通中、粗砂细度模数在2.3以上，细砂细度模数介于1.6~2.2之间，特细砂细度模数介于0.6~1.5之间，而从宁夏盐池采样的毛乌素沙地砂细度模数仅为0.194，从宁夏中卫采样的腾格里沙漠砂细度模数为0.594。由于沙漠砂和沙地砂细度模数和颗粒粒径较小，导致利用沙漠砂或沙地砂配制混凝土具有强度低、粘聚性差、工作性能不好和坍落度低等特点。

为了解决这些问题，国内外研究者对沙漠砂混凝土力学性能及工程应用进行了许多研究。杨红霞等经过测定陕北沙漠特细砂的品质，通过试验对陕北沙漠特细砂混凝土砂率与坍落度、砂率与强度、坍落度与需水量关系进行研究，给出配制陕北沙漠特细砂混凝土的最优砂率及设计配合比所遵循的“三低一高”（低砂率、低坍落度、低水泥用量及高效减水剂）原则；王娜等通过在撒哈拉沙漠砂中采用“掺用机制砂、掺用减水剂”的双掺技术，配制出C50沙漠砂高强预应力混凝土，所配制的混凝土强度高、和易性好，而且具有良好的抗裂和抗硫酸盐侵蚀的能力；张国学、宋建夏等通过试验分析了宁夏地区腾格里沙漠砂和毛乌素沙地砂对混凝土性能影响，研究表明：腾格里沙漠砂和毛乌素沙地砂均属超细砂，其SiO2含量接近普通砂，毛乌素沙地砂的碱性氧化物高于腾格里沙漠砂。从平均粒径和细度模数来看，腾格里沙漠砂要优于毛乌素沙地砂。当灰砂比小于1∶2时，砂浆的工作性极差，此类砂不宜作为砌筑砂浆应用；当灰砂比大于1∶2时，此类砂可以用于抹面砂浆工程中。外加剂对砂浆的工作性能影响很小，对强度影响较大。用腾格里沙漠砂拌和的混凝土比用毛乌素沙地砂拌和的混凝土工作性要好，用毛乌素沙地砂拌和的混凝土浆料粘聚性较好，但流动性较差，掺加CBC、CMS外加剂后，拌和物的工作性增强；Padmakumar对印度塔尔沙漠砂的物理、化学、形态、矿物学特征、热特性等进行了研究，研究表明：印度沙漠砂性能与普通砂的性能非常相似；Chuah进行了粉煤灰基聚合物沙漠砂砂浆抗压强度、弹性模量、抗拉强度、微观分析、孔隙率等试验，分析了沙漠砂替代率和粉煤灰掺量对粉煤灰基聚合物沙漠砂砂浆抗压强度、弹性模量、抗拉强度等力学性能的影响规律；Chaabane和Al-Harthy分析了沙漠砂对轻质混凝土和混凝土力学性能的影响；Luo对利用澳大利亚沙漠砂配制的混凝土工作性能和力学性能进行了试验研究；Alhozaimy对利用沙特沙漠砂配制的水泥砂浆和高强混凝土性能进行了研究；Abadou分析了陶瓷废料对利用阿尔及利亚沙漠砂配制的砂浆性能影响；张德媛、于元峰、姚仰平和杜学玲等在对塔克拉玛干沙漠砂室内大中型槽原位模拟试验和现场原位试验的基础上，建立了静力触探、标准贯入指标和沙漠砂密实度、抗剪强度间的经验关系。研究结果表明：用已有标准贯入指标N值估计砂土密实度的标准用于评价沙漠砂时会得出较保守的估计；另外沙漠砂内摩擦角与相对密实度和含水量的关系密切，内摩擦角随相对密实度的增加而增大，非饱和砂内摩擦角随相对含水量的增加而增大。

综上所述，针对沙漠砂混凝土研究已初有成效，但由于沙漠砂化学组成成分和颗粒级配与特细砂和普通中、粗砂有较大区别，而且细度模数很小，能否配制出具有稳定工作性能并满足工程应用的沙漠砂混凝土，目前还没有统一的认识。对利用沙漠砂部分或全部替代建筑用砂配制的沙漠砂混凝土在动荷载和高温作用下力学性能如何，目前还没有进行系统的研究，同时，针对沙漠砂混凝土在寒区、旱区性能劣化方面的研究还没有相关文献报道。