（绵阳市涪城区西南科技大学，四川 绵阳 621010）
摘 要：本文主要介绍一种以石膏与竹材的浇筑品代替钢筋混凝土的实验方法，从水灰比、浇筑物尺寸、承载力等各个方面进行实验研究，探究其主要力学特性，以给予其他学者一个实验参考。
关键词：石膏、竹皮
1.研究背景
21世纪后，随着改革开放的进一步发展，国家经济进入飞速发展的阶段。在全国各地掀起了一股大兴土木的热潮，各大高校也纷纷开设土木专业，然而，土木工程专业学生在校学习过程中，很难深刻理解晦涩的专业知识，其主要原因是难以通过实际施工操作来实践理论知识。若在学校用实际的钢筋混凝土进行模拟施工，造价过高且周期较长。因此，一种简化的能够模拟实际施工过程的实验方法尤为重要。
2.石膏-竹材代替钢筋混凝土的优点
石膏（Gypsum）属气硬性胶凝材料，与水泥、石灰并称三大胶凝材料。石膏资源丰富，除天然石膏外，工业副产石膏排放量也在不断增加。建筑石膏与水混合凝固成型制备成石膏材料，石膏材料具有生产能耗低、成型工艺简单、成本低、保温隔音性能好等特点[1-3]。除天然石膏外工业副产石膏也可制备建筑石膏，工业副产石膏[4-5]的种类主要有脱硫石膏，氟石膏，磷石膏等。
因石膏资源丰富，且具有凝结硬化快，硬化时体积微膨胀的特点，在选用石膏作为实验材料的时候，可以在较短周期内，花费较少的财力和物力完成一个模拟实验。
用竹材代替钢筋，既考虑到市面上生产的竹皮兼具抗拉强度足够高可满足实验要求和极大降低实验成本的有点，操作性又强，无需复杂的工具和昂贵的机器即可完成竹材的加工。
3.实验方案
3.1 实验准备
材料：竹材：采用弹性模量6GPa，顺纹抗拉强度60MPa,抗压强度30MPa,密度0.8g/cm^3厚0.5mm的单层竹皮
石膏粉：力学性能指标受水灰比影响较大，不易确定。本实验采用市面上常见的高强石膏粉。
实验方法：采用常规的科学研究法——控制变量法，实验在室温21℃-22℃，通风良好，湿度适宜的室内环境中进行。
3.2实验步骤
3.2.1实验1：水灰比（，下文不做赘述）对承载力、质量、流动性的影响
①选择水灰比分别为60%、50%和40%的水灰比进行实验（不加竹皮），各进行三组实验，记录三组数据（水灰比，承载力，石膏板的质量）
②对比一次实验数据后，选择强度较高的水灰比以插空的方法再进行实验，如：60%-50%的强度较高，则选择55%进行测试，按照这种插空的方法连续做多次实验，一次选择强度高，且和易性较好的水灰比。
表格1：水灰比对承载力、质量、流动性的影响
结论：水灰比比例直接影响石膏在浇筑之初的和易性，继而对石膏板的强度承载力产生较大影响，以上实验表明水灰比越大石膏强度越小，流动性越好；反之，石膏强度越高，和易性越差。本实验也表明60%的石膏水灰比较适合作为教学实验。
3.2.2实验2：测试竹皮厚度对承载力的影响
选择实验1测试下的综合效应较好的水灰比——60%，测试竹材厚度对石膏板强度的影响。石膏板厚5mm。分别测试用0.5、1.0、1.5、2.0、2.5mm厚度的竹材对石膏板承载力的影响。
表格3：石膏板厚度对承载力的影响
结论：石膏板的强度与石膏板厚成正比，且实验时若石膏板过薄，石膏板因竹材在未发挥其抗拉强度时就因石膏的受压达到承载力而发生破坏，类比于钢筋混凝土梁的“少筋破坏”。
4.结语
本文研究了石膏—竹材浇筑物的主要力学指标，发现其与钢筋砼的受力特点相似，满足土木工程教学试验的要求，且具有成本低、效率高、操作简便的优点，可向各大高校推广。由于本文只从板厚、水灰比、竹材厚度此三方面进行研究，且石膏板的力学指标同钢筋砼一样所受因素复杂，进一步做深入研究很有价值。
参考文献：
[1]况金蓉，李虹，张凌燕.“八五”期间石膏资源开发[J].矿产保护与利用，1998，(4):36-39.
[2]王志，俎全髙，杜亮波.改善建筑石膏耐水性的研究[J].新型建筑材料，2007(4):64-66.
[3]宋中健，段秀兰，赵锰.耐水石膏研究[J].哈尔滨建筑大学学报，1997，2(30):34-36.
[4]张凯，任婷艳，朱新锋等.国内工业副产石膏的排放及综合利用现状[J].新型墙材，2009，(12):26-28.
[5]苏素芹.副产石膏的开发与利用[J].科技信息，2008，(10):251-252.
【作者简介】郭丽（1996—），女，汉族，四川成都，高中，西南科技大学，工业与民用建筑；
谭庄（1997—），男，汉族，四川古蔺，高中，西南科技大学，工业与民用建筑；
贾慧敏（1998—），女，汉族，辽宁沈阳，高中，西南科技大学，工程造价。
论文作者:郭丽 谭庄 贾慧敏
论文发表刊物:《知识－力量》2017年12月下
论文发表时间:2018/4/10
标签：石膏论文; 水灰比论文; 竹材论文; 承载力论文; 石膏板论文; 强度论文; 钢筋混凝土论文; 《知识－力量》2017年12月下论文;