辽河特细砂分形特征及特细砂混凝土性能研究

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发布时间：2021-10-08

资料介绍

针对辽河中下游特细砂产量大、亟待开发利用的现状，展开辽河特细砂及特细砂混凝土相关研究；首先通过加密筛分试验确定
该地区特细砂分布情况，并结合分形理论探讨其颗粒级配的分形特征，进而进行特细砂混凝土的试验研究，确定不同特细砂混凝土间和
易性与强度的差异，并同普通中砂混凝土相应性能进行比较分析；最终，确定该地区特细砂粒度分布情况、测定了砂样的分维值并探讨了
其对特细砂的表征意义，同时，获得特细砂混凝土强度随水灰比提高而下降、砂率在 27％左右的特细砂混凝土强度会出现峰值、流动性低
于同条件中砂混凝土等的性能规律，以期为当地工程应用提供有价值的参考，开启特细砂资源利用的崭新篇章。
关键词：特细砂；颗粒级配；分形理论；分形维数；特细砂混凝土
中图分类号： TU528．041 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2012)10—0051-04
Research on the super-fine sand。S fractal characteristics of Liao River and cOrrespondjng concrete property
M IYong-ning~,ZHANG Ying ．ZHANG Shu—wei2,ZHAN G Yu—qing
(1．ShenyangAgriculturalUniversity，Shenyang 110866，China；
2．Water Conservancy and Constructional Engineering Company in Liaozhong County，Shenyang 1 10200，China)
Abstract： IIl view ofthis situation，where the super-fine san d was in high production an d distributed widely along the Liao River，the research
was focused on the super-fine sand and the super-fine sand concre~．Regarding the super-fine sand of Liao River as the object．conduct encrypted
sieving experiment an d ascertain this particle sample distribution．And then explore the distribution characteristics of the super-fine sand based on
the fractal th eory，SO that ascertain the fractal dimension of sam ples an d an alysis its significan ce．At the same time．conduct the superfine san d
concrete preparation，and research th e influence ofthe super-fine san d on corresponding concrete property．
Key w ords： super-fine san d；particle distribution；fractal theory；fractal dim ension；super-fine sand concrete
1 辽河特细砂现状概述
辽河发源于河北省承德地区七老图山脉的光头山，流经河
北、内蒙古、吉林和辽宁四省(自治区)，在辽宁省注入渤海，全
长 1 345 km，流域面积约 22．1万 km2。辽河于流从福德店到双台
子河口，流经了铁岭、沈阳、鞍山、盘锦 4市，全长 538 km，河道
最宽处达到 5 krn；宽阔的河道内砂石质量尤佳，非常适合于建
筑工程使用；但过量及不规范开采、开采监管不同步的砂石滥
采现象严重影响了该地区砂石质量：符合《建筑用砂》使用标准
的粗、中砂量越来越少，特细砂产量日益变大且分布较广，因此，
为了满足当地工程需要，材料供给需要高价采购、长距离运输，
大大提高了工程造价，长此以往，无疑会对当地的建设事业和
经济发展造成严重影响。
“穷 ”则思变，如何将当地颗粒细小、级配不良的特细砂有
效应用在建筑工程中已经成为广大建设单位必须面对的问题，
同时引起了当地学者的浓厚兴趣。因此，在辽河干支流产砂量
大的柳河等周边城市如新城子、新民、辽中等地区对利用特细
砂配制混凝土做出了尝试，但是存在研究不系统、对该地区特
细砂自身特点掌握不充分等先天缺陷，使得对相应混凝土的性
能也不能做出较为权威的认定。出于深入了解并解决现今辽河
特细砂研究当中存在的这些问题，本课题将针对该地区特细砂
自有特点展开研究，引入分形理论分析其颗粒分布的整体情况，
并在这一基础上开展特细砂混凝土的试验研究，从而了解作为
细骨料的特细砂对混凝土性能的影响情况。
2 分形理论及分维原理
分形( cta1)一词是由数学家 B．B．Mandelbrot为了研究不
规则、支离破碎的几何图形而创造出来的[1_2】。经过多年的探索
与研究，人们利用事物局部与整体形态之间的自相似性所建立
的联系创造了分形几何学；这一理论与经典欧几里德几何理论
相对应，它们之间存在的主要差异见表 1。
可以这样说，分形几何很好的弥补了欧氏几何无法解决不规
则、不光滑、处处不连续、不可微的几何构型的不足凹。所以，分形理
论在较短的时间内被推广到多学科研究领域，得到完善，臻于成熟。