植生型多孔混凝土试验及在小河流中的应用

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1、植生型多孔混凝土试验及在小河流中的应用第一章绪论1.1研究背景近年来，随着科技和经济的发展，人类的生产与生活给自然环境的压力日趋加大。人们对自然的一些改造打破了原有的生态平衡，以水利工程方面来说，为了满足防洪、抗冲、抗冻、抗撞击等条件，天然河道通常进行截弯取直处理，河岸采用浆砌石、干砌石、混凝土等硬质材料建制护坡。这类硬质护坡能够很好地满足工程规范中的系列要求，但阻断了水生生态环境与陆生生态环境的联系，导致河道原有的完整生态结构被破坏，失去其作为生态廊道的作用，故而不利于生态保护和水土保持。从外观上来看，采用这类硬质材料的护

2、坡给人以生、冷、硬的感觉，与河道周围的自然景观格格不入，所以研究新型生态护岸是现代河道治理的大趋势。混凝土是迄今为止在人类工程中应用最多、最广的建筑材料，全世界混凝土年产量已逾百亿吨。按照一般混凝土的配比计算，全世界每年用以生产混凝土的水泥超过16亿吨，消耗的砂和岩石超过100亿吨，另外还要消耗超10亿吨的水资源，堪称世界上最大的自然资源消耗者。另水泥的生产还要向大气环境中排放大量的二氧化碳等温室气体，而在建筑拆除后产生的废弃混凝土亦成为各国需面对的一个难题。从诸多方面看，混凝土给自然环境及资源造成了巨大的压力。在21世纪提

3、倡可持续发展的大环境下，开发一种能够利于自然环境，减少资源使用的新型建材是非常必要的。本文所研究的植生型多孔混凝土为生态混凝土的一个类别，是一种能够减少水泥、水资源的使用，并在工程应用中能够兼顾环境与工程规范要求的新型建材。..1.2现代河道治理中护岸的发展趋势在水利工程中，传统的护坡工程一般采用水泥、石料、混凝土等硬性建材。在建设要求上主要满足行业规范要求的安全性与经济性，型式上主要有：干砌石护坡、浆砌石护坡、混凝土板护坡、石笼护坡、膜袋混凝土护坡5种类型。传统护岸一般满足工程性能，无法兼顾生态效益，故新型护岸的研究与开发

4、主要在于兼顾这两方面。所以在水利工程中，所谓的新型护坡一般指的是既能满足河道护岸的防洪，固堤作用，又能兼顾生物的兼容性，与周围的环境体系融为一体的生态型护坡。生态护坡一般分为天然植被护坡、网石笼生态护坡、应用土工材料复合种植技术型护坡、植生型多孔混凝土护坡、孔洞型结构护坡、自然材料护坡。1)天然植被护坡指的是利用根系发达的植被进行加筋固土的护坡。2)网石笼生态护坡指利用镀锌或喷塑铁丝网装填碎石，并附种植土及肥料于其中供植物生长的护坡。3)土工材料复合种植技术型护坡指将土工材料制成膜袋、网垫等，内填种植土及肥料供植物在其上生长

5、，并用铆钉将膜袋、网垫等固定在坡面上，植物长成后通过根系可以很好的将土工材料、土粘结成一个整体。4)植生型多孔混凝土护坡又称绿化混凝土护坡，主要是应用植生型多孔混凝土这种新型混凝土，现场浇筑可形成多孔结构状，该种混凝土碱性低，孔隙大，强度高可同时满足防洪与生态的双重指标。5)孔洞型结构护坡也是生态混凝土护坡的一种，利用成孔洞型的预制混凝土修建的护坡，动植物在孔洞中有生存的空间。6)天然材料护坡指使用天然的建材如石块、木材、天然植被形成接近自然成形的护坡。一般应用在城市景观河道，风景区河道等。..第二章材料选择与研究方法2.1

6、材料选择植生型多孔混凝土骨料分为粗骨料和细骨料，粗骨料是多孔混凝土的结构骨架。粗骨料是多孔混凝土孔隙率及透水性的主要影响因素，故制备植生型多孔混凝土需根据所需孔隙率及透水性选择骨料粒径。为了保证多孔混凝土的植生性，一般选用单一粒径的人工碎石石作为粗骨料。根据多孔混凝土的孔隙结构来看，其强度于骨料与骨料之间接触粘结点，所以骨料的接触点越多，强度越高。骨料之间的接触点与其表面积有关，骨料粒径越小，其表面积越大，相对的其接触点越多，相应的强度越大；骨料粒径越大，表面积越小，骨料间接触点越少，强度越低。粗骨料的级配有连续级配和间接级

7、配，连续级配的骨料粒径由小到大，每级骨料所占比例均匀，混合在一起能够产生相互干扰作用；间接级配骨料相邻级配的粒径比较大，混合在一起小粒径骨料填充在若干大粒径骨料之间，这时会得到较低的孔隙率。假设骨料均为圆形，如图2-1所示[27]，设大级配骨料的粒径为D，次一级级配骨料粒径为d，则D：d=6时，次级配骨料则刚好可以填充在三个大级配骨料中。所以，植生型多孔混凝土的粗骨料最好为连续级配，最大粒径比最小粒径D：d<6。使用最大和最小粒径比值较小的骨料，虽易得到良好的孔隙结构，但易使混凝土发生离析现象，应注意控制水灰比和水泥用

8、量，防止骨料表面出现包浆不均匀，沉浆等现象，影响到混凝土的强度，透水性和植生性能。..2.2实验室试验方法本试验针对应用于小河流综合治理植生型多孔混凝土护坡工程的要求，在实验室进行配合比及物理性能试验。试验方法是将水泥，水，骨料，外加剂及掺合料拌合均匀加入模具中制备成试块，养护7d和28d