无砂大孔混凝土的植物引种与试验研究

无砂大孔混凝土的植物引种与试验研究

0无砂大孔混凝土驳岸在节水工程中，采用混凝土作为保护材料，解决河流和雨水流量之间的侵蚀问题，保护水库工程的安全，防止洪水风险。这是20世纪的传统河流控制方法，也发挥了重要作用。然而,随着人们生态意识的增强,开始审视这种治河方式的不足。首先,这种方式破坏了水体与岸坡、甚至坡顶的有机联系,使原有的生态系统、温湿度环境失去平衡;其次,河道岸坡用混凝土护砌后,原来的灌木、杂草荡然无存,岸坡湿地生物没有了栖息地,生物链条遭到破坏;再者,大面积的混凝土面板,颜色灰白,视觉效果差;更有甚者,阳光照射下的混凝土面板反射热量,形成“热岛效应”,导致局部气候恶化。对此,在混凝土表面种草,使混凝土绿化形成植被,是解决这些问题的有效方法。无砂大孔混凝土是解决混凝土植生性的首选材料之一。本试验就无砂大孔混凝土的连通孔隙率、沉浆面积率、强度、抗冲刷等性能进行了研究,为其在堤防护岸工程中的应用提供技术支持。1混凝土固混技术与植物特性1.1混凝土原材料试验采用强度等级为P·O42.5级水泥作胶凝材料,自来水作混凝土拌和与养护用水,采用了碎石和卵石两种石子作粗骨料,骨料最大粒径15mm,骨料级配5~15mm。实测粗骨料基本性质见表1。1.2混凝土的配合比、设计和生长性能考虑到无砂混凝土水泥用量少的特点,在进行配合比设计时,选用150、200kg/m2混凝土植物性能试验结果的分析2.1连通孔隙率的测定要想在混凝土表面种植草皮或者灌木,这些植被将来能不能成活生长,在很大程度上取决于混凝土内部有没有足够大的连通孔隙率,可供植被根系扎根生长,吸收孔隙预先填埋的肥料或营养成分,所以说连通孔隙率是混凝土植生性的主要指标。从测试结果看,水泥用量是影响无砂大孔混凝土连通孔隙率的主要因素。水泥用量越大,无砂大孔混凝土的连通孔隙率越小,在配合比相同情况下,水泥用量增加50kg/m2.2沉浆面积率确定在混凝土表面种植的植被,能不能长期存活,就要看这些植被的根系能不能穿透混凝土,吸收混凝土下面土壤中的水分和养料,所以混凝土底面不能有沉浆,否则植被消耗完孔隙中预先填埋的肥料和营养物之后,就会因为缺乏新营养和水分补充而干枯。沉浆是在混凝土试件成型或浇筑时,水泥浆从骨料颗粒表面上淌下,沉积到试件底部的水泥浆层,图1所示。沉浆面积率是指从试件底面量取并计算的水泥浆层面积,占试件底面积的百分率,见图2。图2中左边试件沉浆面积率100%,意味着混凝土底面全部被水泥浆糊满,将来植被根系无法穿透这块混凝土,很难长期存活;图2中右边试件沉浆面积率为0,意味着混凝土底面没有水泥浆,将来植被根系可以穿透这块混凝土,吸收混凝土下面土壤中的水分和养料,长期存活下去。因此在进行无砂大孔混凝土配合比设计时,沉浆面积率是考虑的主要应用技术指标之一。表中试验结果表明,沉浆面积率与水灰比、水泥用量和骨料品种都有关系。在水泥用量和骨料品种相同条件下,水灰比越大沉浆面积率越大,只有当水灰比小于0.4时才不出现明显沉浆,不影响植物根系生长;在骨料品种和水灰比相同条件下,水泥用量越大混凝土的沉浆面积率越大;在水灰比和水泥用量相同条件下,碎石混凝土的沉浆面积率明显大于卵石混凝土,因此建议在料源允许条件下,用卵石作骨料配制无砂大孔生态混凝土,这样对植被生长有利。2.3d的抗压强度试验结果表明,无砂大孔混凝土28d的抗压强度达到或超过5MPa。从试验结果看,水泥用量是影响混凝土强度的主要因素,水泥用量增加50kg/m3无砂大孔混凝土的抗冲耐久性根据上述分析,无砂大孔混凝土28d龄期的抗压强度5MPa,将来在其表面进行植被作业时,这个强度值偏低,那么它的后期强度会不会提高呢?另外,无砂大孔混凝土要在水利工程堤防护岸时应用,还需要研究它的抗冲耐久性。对此,筛选出2组配合比重新成型试件,研究无砂大孔混凝土的后期强度和抗冲刷耐久性,试验结果见表4~6。3.1混凝土的后期养护表5中试验结果表明,无砂大孔混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度规律性较好,随着养护时间增长,混凝土后期强度(90d龄期)都有增加,抗压强度增加40%,劈裂抗拉强度增加20%左右,这对后期在混凝土表面进行植被栽种作业是有利的,7.5MPa的抗压强度完全可以满足植被作业要求。3.2混凝土的抗冲磨强度表6是2组无砂大孔混凝土抗冲性试验结果,从数据看这种混凝土的抗冲磨强度不比普通混凝土差,说明将这种混凝土用于河道岸坡,即可以防止暴雨横流对岸坡的高速洗刷,也可以防止雨季洪峰径流对河道的冲刷,满足水利工程建设需要。4无砂大孔混凝土抗冲性分析使用本试验配合比,浇筑了一块无砂大孔混凝土,然后在其表面铺设营养土,栽种草皮(图3),经过浇水、施肥、管护等过程,在无砂大孔混凝土表面长成了绿色植被(图4)。通过调整配合比,无砂大孔混凝土的连通孔隙率、