环保型绿化混凝土护砌材料的研究与应用

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　　1．概述

　　随着社会的发展与进步，各类岩土建筑工程由以功能性为主，逐渐改变为在保证既有功能的前提下，实现人与自然和谐相处，合理利用资源，让人类活动与生态环境协调起来。对于水利工程来说，已由单一的防洪抗旱转变为开发利用保护相经互相结合，使之与人类社会的生存和发展更为协调，实现水资源的可持续利用。绿色建材的研究和应用，必将成为水利及其它岩土工程建设材料新的研究和发展方向。

　　传统的岩土工程一般采用坚硬的抗冲刷与抗冲击材料。用砌石、混凝土板块、模袋混凝土等护砌后的河道，其主要缺点为：

　　覆盖了大片植被，彻底毁坏了由水与草共同构成的水环境；

　　刚性护砌材料大量吸收阳光热能，夏季护砌表面温度一般可达40~60℃，加剧了城市热岛效应，影响着人类生存环境；

　　切断了水生物链，水中的生物及微生物的生存环境和生存空间受到毁灭性破坏，生态失去了平衡，使河流的自我净化能力大大降低，对生态环境形成不良影响；

　　需开山采石，挖河取砂，直接毁坏了山林和河道；

　　耗用大量的水泥，而生产1吨水泥将释放出二氧化碳气体约1吨，二氧化碳则是全球温度变暖的元凶。

　　根据绿色建材的保护环境、改善生态条件、基本保持原有防护作用的基本要求，吉林省水利实业公司经过几年的研究，研制出一种能长草的环保型绿化混凝土护砌材料。

　　2．环保型绿化混凝土试验研究

　　研究工作主要包括如下内容：

　　环保型绿化混凝土护砌材料的构造、环保型绿化混凝土的构件化及其耐久性；混凝土孔隙内碱性水环境的改造、植物生长环境研究、植草及草对构件护砌稳定性影响、环保型绿化混凝土的应用研究等。

　　2．1环保型绿化混凝土护砌材料的构造

　　多孔混凝土构造多孔混凝土基本由无砂混凝土构成，为了使植草能够在混凝土孔隙间生根发芽并穿透至土层，要合理选择骨料粒径，保证有一定的孔隙率、表面空隙率。表面空隙率采用拓印方式测得。表面空隙率小时，混凝土防护效果较好，但植生材料不容易充填，草的成活率低；表面空隙率过大时，容易产生直贯性孔隙，影响混凝土的防护功能，但草生长环境较好。水泥量和水灰比以水泥完全包裹骨料、无较多水泥浆流出为度。许多文献介绍过有关计算方法，但在实际应用中多有不便。本研究设计采用自制的反光观测器，直接观察底层混凝土水泥浆包裹情况及流动过程，根据观测结果进行调整、核定水泥用量及水灰比，既简捷又准确。无砂大孔隙混凝土抗压强度一般在2~15Mpa左右，普通火成岩骨料抗压强度一般在80~120Mpa，二者相差甚远。因此按照强度匹配原则，选用抗压强度相当的建筑废砖石，抗压强度为5.0~20Mpa.采用42.5号普通硅酸盐水泥，用选定粒径制成的碎石大孔隙混凝土抗压强度为2.7Mpa，砖石为1.6Mpa.当骨料粒径为2.5~4.0时，采用废砖石骨料的大孔隙混凝土容重为1320kg/m3；采用碎石骨料的大孔隙混凝土容重为1700kg/m3.

　　2．2绿化混凝土构件的耐久性研究

　　冻融稳定性。将分别用砖石、碎石制成的大孔隙混凝土立方体试块做冻融循环试验，试验结果为：冻融循环（快冻）次数不小于50次。在进行冻融循环试验时发现，采用砖石制成的大孔隙混凝土冻融稳定性优于碎石制成的大孔隙混凝土。在同样冻融循环条件下，碎石大孔隙混凝土已完全破碎，而砖石大孔隙混凝土除边缘有部分损坏外，基本保持原形状。