植生混凝土的含義、技術(shù)指標(biāo)及研究重點(diǎn)

1、2013年第1期(總第279期)Number1in2013(TotalNo279)混凝土Concrete預(yù)拌混凝土READYMDDCONCRETEdoi：103969／jissn1002—3550201301029植生混凝土的含義、技術(shù)指標(biāo)及研究重點(diǎn)王桂玲’。王龍志，張海霞。崔鑫z。宋生輝z(1中建八局技術(shù)中心，上海200120；2山東建澤混凝土有限公司，山東濟(jì)南250101)摘要：針對(duì)可種植植物混凝土的不同稱(chēng)呼，如種植混凝土、植被混凝

2、土、綠化混凝土等，根據(jù)此種混凝土的特征，稱(chēng)其為植生混凝土更科學(xué)、準(zhǔn)確。在此基礎(chǔ)上，對(duì)植生混凝土的概念、所屬種類(lèi)、構(gòu)成和功用及分類(lèi)進(jìn)行了詳細(xì)概括和總結(jié)。對(duì)植生混凝土的孔隙率、連通孑L隙率、平均孑L徑、透水系數(shù)、沉漿率、pH值、力學(xué)性能和耐久性能等技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)，并對(duì)相關(guān)的試驗(yàn)方法、評(píng)價(jià)方法做了分析，同時(shí)指出了植生混凝土的研究重點(diǎn)，以推進(jìn)植生混凝土研究的不斷深入，促進(jìn)人與自然和諧發(fā)展。關(guān)鍵詞：植生混凝土；分類(lèi)；技術(shù)指標(biāo)；耐久性；試驗(yàn)

3、方法中圖分類(lèi)號(hào)：TU5282文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1002—3550(20l3)叭一0105—05Meaning，technologyindexandresearchemphasesofplantingecoconcreteWANGGui—ling，WANGLongzhi2ZHANGHaixia。，CUIXin。，SONGShenghui。(1TechnologyCenterofCSCES，Shanghai200120，China；2

4、ShandongJianzeConcreteLimitedCompany，Jinan250101，China)Abstract：Forplantingplantconcreteindifferentnames，suchasplantingconcrete，vegetationconcrete，greenconcrete，accordingtothecharacteristicsofsuchconcrete，morescientifica

5、ndaccuratelynameisplantingeco—concreteOnthebasisofthis，detailedlysumedupandconcludedtheconcept，category，stmcmreandfimctionandclassificationofplantingeco—concreteSystematicsummarizedporosity，theporosity，connectedporosity，

6、averageporesize，permeabilitycoeficient，depositionpasterate，pHvalue，mechanicalpropertyanddurabili—tyofplantingCCOconcrete，andanalysisedtherelatedtestmethodsandevaluationmethods，alsopointedouttheresearchemphasesofplantinge

7、co—concreteinordertopromoteplantingeco—concretedeepeningresearchandpromotingtheharmoniousdevelopmentofmanandnatureKeywords：plantingeco—concrete；classification；technologyindex；durability；testmethod0引言混凝土作為人類(lèi)目前用量最大的建筑材料，為人

8、們生活質(zhì)量的提高做出了巨大貢獻(xiàn)，人們?cè)谙硎芑炷两o人們帶來(lái)的便利、舒適的同時(shí)，也感受到了其帶來(lái)的消極的一面。為了生產(chǎn)混凝土，消耗了大量的能源、資源，排放了大量的廢水、廢渣、廢氣，為了降低混凝土生產(chǎn)所來(lái)的不利因素，經(jīng)過(guò)科研人員的努力，20世紀(jì)90年代初生態(tài)混凝土的概念被提出，混凝土生態(tài)化、自然化的進(jìn)程勢(shì)在必行。植生混凝土的研究也隨之展開(kāi)，它是一種可以種植綠化植物、護(hù)坡植物等的混凝土，在保持其原有功能優(yōu)勢(shì)的前提下，增加了生態(tài)功能，如綠化、保

9、土、換能等。本研究通過(guò)對(duì)植生混凝土的基本含義的介紹及相關(guān)技術(shù)指標(biāo)和研究重點(diǎn)的分析，以促進(jìn)植生混凝土研究的進(jìn)一步深入，促進(jìn)人與自然的和諧發(fā)展。1關(guān)于植生混凝土自20世紀(jì)90年代初植生混凝土誕生至今，對(duì)此種混凝土的研究不斷深入，并得到一定程度上的工程實(shí)用，但對(duì)收稿日期：2012—0620此種混凝土的基本含義還較模糊，沒(méi)有統(tǒng)一的名稱(chēng)、概念不清、屬類(lèi)不詳、組成不定、分類(lèi)不明的情況一直存在。針對(duì)現(xiàn)實(shí)情況，對(duì)此種混凝土進(jìn)行如下概括總結(jié)：11植生混凝

10、土的名稱(chēng)關(guān)于此類(lèi)混凝土的名稱(chēng)有植物相容型生態(tài)混凝土、綠色生態(tài)混凝土、植被生態(tài)混凝土、隨機(jī)多孑L型綠化混凝土、無(wú)砂大孑L綠化混凝土、植生型多孔混凝土、植被混凝土、種植混凝土和綠化混凝土等，而筆者認(rèn)為植生混凝土的稱(chēng)呼更科學(xué)、形象、簡(jiǎn)明，準(zhǔn)確地表現(xiàn)了此種混凝土的核心作用——植物可在混凝土中生長(zhǎng)，植物可以生長(zhǎng)，就有綠化方面的作用、有護(hù)坡保土方面的作用，又表現(xiàn)出了混凝土與植物相容的一面。12植生混凝土的概念植生混凝土是指以一定孔徑、一定孔隙率的特

11、制混凝土為骨架，在混凝土孔隙內(nèi)充填植物生長(zhǎng)所需的物質(zhì)，植物根系生長(zhǎng)于孔隙內(nèi)或穿透混凝土生長(zhǎng)于下層土壤中的一類(lèi)混凝土或混凝土制品。此類(lèi)混凝土或混凝土制品是植物與混凝土通過(guò)混凝土孔隙內(nèi)的植物生長(zhǎng)基有機(jī)結(jié)合而成的新型混凝土。105內(nèi)部有效孔隙體積[91。試驗(yàn)方法：試驗(yàn)時(shí)首先成型好表面平整，外形規(guī)則的試件，待試件具有一定強(qiáng)度后，把試件用吊索固定好，然后放入準(zhǔn)備好的水中，水沒(méi)過(guò)試件上表面并浸泡24h，然后稱(chēng)取在水中的質(zhì)量，再將試件烘干至恒重，稱(chēng)取

12、其在空氣中的質(zhì)量，最后將試件在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的條件下放置24h，稱(chēng)取其在空氣中的質(zhì)量。多孔混凝土總孔隙率(P1)和連通孔隙率(P2)，根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)分別按式(1)、(2)計(jì)算：Pl：f1一1100％(1)＼／P2=(1一3二＼xl00％(2)＼／式中：——試件的外觀體積，cm3；?！嚰薪?4h，在水中稱(chēng)得的質(zhì)量，g；——烘干至恒重，稱(chēng)取其在空氣中的質(zhì)量，g；——試件在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的條件下放置24h，稱(chēng)取其在空氣中的質(zhì)量，g。(2)采用70

13、7mmx707mmx707InlTl試塊，用最小刻度為毫升的容器測(cè)定孔隙率。先將待測(cè)試塊在水中充分浸潤(rùn)，取出試塊后風(fēng)干至表面潮而無(wú)水，然后浸沒(méi)于容器中，測(cè)得容器內(nèi)水的體積差。計(jì)算公式為：AV=V初試塊一末(3)R=AV／V試塊(4)式中：初——容器中初始水體積；束——置入試塊后容器內(nèi)水體積；AV——試塊置入前后水體積的變化；R——試件的孔隙率。方法(1)是將試件放入水中充分浸潤(rùn)，通過(guò)質(zhì)量計(jì)算孔隙率；方法(2)是將試件先充分浸潤(rùn)再放入水中

14、，通過(guò)體積計(jì)算孔隙率。方法(1)計(jì)算的孔隙率為包含部分毛細(xì)孔的孔隙率，而方法(2)計(jì)算的孔隙率為不包含毛細(xì)孔的孔隙率。一定的孔隙為植物提供了必要的生長(zhǎng)空間；一定的連通孑L，可使植物根系間彼此交差，增強(qiáng)防水護(hù)坡功能，并可使植物根系穿透混凝土，從混凝土下的土壤中吸收養(yǎng)份。為此，日本生態(tài)混凝土護(hù)岸工法規(guī)定，對(duì)以植生為主的護(hù)坡植生混凝土，孔隙率在21％～30％之間；對(duì)于承受流水嚴(yán)重沖刷的護(hù)岸植生混凝土，孑L隙率在18％21％之間[1】】。212

15、透水系數(shù)本試驗(yàn)按恒定水頭法測(cè)多孔混凝土的透水系數(shù)。試件為61ocmxl5cm圓柱體，試件頂面上的恒定水頭()控制在12cm，通過(guò)測(cè)量單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)混凝土試件的水量計(jì)算透水系數(shù)[J21。計(jì)算公式如式(5)：T==盟(5)1；—————L_一—：～)hxAxAt15式中：——水溫為時(shí)恒定水頭透水系數(shù)，crn／s；日——試件高度，cm；h——試件頂面恒定水頭，cm；p——測(cè)試時(shí)間內(nèi)流過(guò)試件的水量，cm；量筒圖3透水系數(shù)簡(jiǎn)易測(cè)試儀土試件A——試

16、件的橫截面積，cm2；——測(cè)試的時(shí)間，s；77／77，——水在測(cè)試溫度時(shí)與15℃時(shí)的相對(duì)黏度。透水性能一方面反應(yīng)植生混凝土可以吸收雨水、雪水等供植物生長(zhǎng)的能力；另一方面反應(yīng)植生混凝土滿(mǎn)足植物根系和周?chē)h(huán)境進(jìn)行養(yǎng)分交換的能力。透水系數(shù)不宜過(guò)大，如過(guò)大則填充土及填充土內(nèi)養(yǎng)分容易流失；過(guò)小則降低了植生混凝土蓄水能力、水分交換能力等。保持合適的透水系數(shù)，可保證植物生長(zhǎng)需要、降低孔隙堿度、增強(qiáng)植生混凝土生態(tài)性等。對(duì)于植生混凝土而言，透水系數(shù)必須達(dá)

17、到1mlTl／S以上，這樣才能夠提供植物根部生長(zhǎng)所必需的水分、養(yǎng)分和保水排水透氣功能。213平均孔徑植生混凝土的平均孑L徑采用拓印法測(cè)定[I3】：用一張韌性較好的白紙鋪在植生混凝土表面，用鉛筆輕輕在紙上涂抹?；炷恋墓橇喜糠謱⒈汇U筆涂到而成黑色，孔隙部分不被涂到而保持白色。測(cè)量白色部分的內(nèi)徑，最后取所有數(shù)據(jù)的平均值，即為植生混凝土孔隙的平均孔徑，也可得到植生混凝土的表面孔隙率。214沉漿率沉漿即為混凝土拌合物中富余的水泥漿，在施工過(guò)程中

18、從骨料表面滑落，沉積到混凝土底部，硬化后在混凝土底面形成的水泥漿層。沉漿硬化后，會(huì)阻斷植物根系與土壤的聯(lián)系、嚴(yán)重影響植物根系生長(zhǎng)、阻止水分交換、降低植生混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度和耐久性等。植生混凝土的沉漿率通過(guò)沉漿厚度和沉漿面積率表示。因此，在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)和工程應(yīng)用時(shí)，沉漿厚度和沉漿面積是需要考慮和考查的指標(biāo)，從植物生長(zhǎng)的角度考慮，建議沉漿面積率控制在5％以下，沉漿厚度由膠材用量、骨料表面積等多種因素影響㈣。215pH值植生混凝土內(nèi)部pH值的測(cè)

19、量方法主要有以下幾種：(1)固液萃取法N(exsituleaching)：將試樣破碎，充分研磨，過(guò)篩(用0081Xlln孔篩)，稱(chēng)取10g準(zhǔn)備好的粉體試樣，加入10倍質(zhì)量的蒸餾水中，用橡皮塞塞緊以防碳化，每隔約5min震動(dòng)均勻一次，2h后用濾紙過(guò)濾，使用酸度計(jì)測(cè)定濾液的pH值。(2)酸堿中和滴定法【叫哿70mmx70mmx701TUTI兩個(gè)試塊浸沒(méi)于蒸餾水中密封，24h后取定量水樣用稀鹽酸滴定，測(cè)得試塊內(nèi)部環(huán)境的pH值，來(lái)反映其內(nèi)部的酸