環(huán)保型綠化混凝土護砌材料的研究與應用

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　　1．概述

　　隨著社會的發(fā)展與進步，各類巖土建筑工程由以功能性為主，逐漸改變?yōu)樵诒ＷC既有功能的前提下，實現(xiàn)人與自然和諧相處，合理利用資源，讓人類活動與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)起來。對于水利工程來說，已由單一的防洪抗旱轉(zhuǎn)變?yōu)殚_發(fā)利用保護相經(jīng)互相結(jié)合，使之與人類社會的生存和發(fā)展更為協(xié)調(diào)，實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用。綠色建材的研究和應用，必將成為水利及其它巖土工程建設材料新的研究和發(fā)展方向。

　　傳統(tǒng)的巖土工程一般采用堅硬的抗沖刷與抗沖擊材料。用砌石、混凝土板塊、模袋混凝土等護砌后的河道，其主要缺點為：

　　覆蓋了大片植被，徹底毀壞了由水與草共同構(gòu)成的水環(huán)境；

　　剛性護砌材料大量吸收陽光熱能，夏季護砌表面溫度一般可達40~60℃，加劇了城市熱島效應，影響著人類生存環(huán)境；

　　切斷了水生物鏈，水中的生物及微生物的生存環(huán)境和生存空間受到毀滅性破壞，生態(tài)失去了平衡，使河流的自我凈化能力大大降低，對生態(tài)環(huán)境形成不良影響；

　　需開山采石，挖河取砂，直接毀壞了山林和河道；

　　耗用大量的水泥，而生產(chǎn)1噸水泥將釋放出二氧化碳氣體約1噸，二氧化碳則是全球溫度變暖的元兇。

　　根據(jù)綠色建材的保護環(huán)境、改善生態(tài)條件、基本保持原有防護作用的基本要求，吉林省水利實業(yè)公司經(jīng)過幾年的研究，研制出一種能長草的環(huán)保型綠化混凝土護砌材料。

　　2．環(huán)保型綠化混凝土試驗研究

　　研究工作主要包括如下內(nèi)容：

　　環(huán)保型綠化混凝土護砌材料的構(gòu)造、環(huán)保型綠化混凝土的構(gòu)件化及其耐久性；混凝土孔隙內(nèi)堿性水環(huán)境的改造、植物生長環(huán)境研究、植草及草對構(gòu)件護砌穩(wěn)定性影響、環(huán)保型綠化混凝土的應用研究等。

　　2．1環(huán)保型綠化混凝土護砌材料的構(gòu)造

　　多孔混凝土構(gòu)造多孔混凝土基本由無砂混凝土構(gòu)成，為了使植草能夠在混凝土孔隙間生根發(fā)芽并穿透至土層，要合理選擇骨料粒徑，保證有一定的孔隙率、表面空隙率。表面空隙率采用拓印方式測得。表面空隙率小時，混凝土防護效果較好，但植生材料不容易充填，草的成活率低；表面空隙率過大時，容易產(chǎn)生直貫性孔隙，影響混凝土的防護功能，但草生長環(huán)境較好。水泥量和水灰比以水泥完全包裹骨料、無較多水泥漿流出為度。許多文獻介紹過有關計算方法，但在實際應用中多有不便。本研究設計采用自制的反光觀測器，直接觀察底層混凝土水泥漿包裹情況及流動過程，根據(jù)觀測結(jié)果進行調(diào)整、核定水泥用量及水灰比，既簡捷又準確。無砂大孔隙混凝土抗壓強度一般在2~15Mpa左右，普通火成巖骨料抗壓強度一般在80~120Mpa，二者相差甚遠。因此按照強度匹配原則，選用抗壓強度相當?shù)慕ㄖU磚石，抗壓強度為5.0~20Mpa.采用42.5號普通硅酸鹽水泥，用選定粒徑制成的碎石大孔隙混凝土抗壓強度為2.7Mpa，磚石為1.6Mpa.當骨料粒徑為2.5~4.0時，采用廢磚石骨料的大孔隙混凝土容重為1320kg/m3；采用碎石骨料的大孔隙混凝土容重為1700kg/m3.

　　2．2綠化混凝土構(gòu)件的耐久性研究

　　凍融穩(wěn)定性。將分別用磚石、碎石制成的大孔隙混凝土立方體試塊做凍融循環(huán)試驗，試驗結(jié)果為：凍融循環(huán)（快凍）次數(shù)不小于50次。在進行凍融循環(huán)試驗時發(fā)現(xiàn)，采用磚石制成的大孔隙混凝土凍融穩(wěn)定性優(yōu)于碎石制成的大孔隙混凝土。在同樣凍融循環(huán)條件下，碎石大孔隙混凝土已完全破碎，而磚石大孔隙混凝土除邊緣有部分損壞外，基本保持原形狀。