多孔生態(tài)混凝土的制備與性能研究.pdf

1、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和環(huán)境保護(hù)是21世紀(jì)人類共同關(guān)注的熱門(mén)話題，也是許多國(guó)家努力解決的焦點(diǎn)問(wèn)題。近年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，公路、鐵路、堤壩等基礎(chǔ)建設(shè)規(guī)模不斷增大。但是，在基礎(chǔ)設(shè)施的修建過(guò)程中不僅破壞了原始地貌和植物覆蓋層，而且導(dǎo)致大面積水土流失，區(qū)域生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重失調(diào)。因此，如何在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過(guò)程中保護(hù)環(huán)境是當(dāng)前面臨的重要任務(wù)。
　　 多孔生態(tài)混凝土是在多孔混凝土基體上進(jìn)行植被而成的特種功能建筑材料，既具有一定的強(qiáng)度還可產(chǎn)生良好的生態(tài)效益、

2、自凈效益、防洪效益、景觀效益和經(jīng)濟(jì)效益。本文圍繞多孔生態(tài)混凝土制備方法及配合比設(shè)計(jì)、孔結(jié)構(gòu)控制與表征、力學(xué)性能和耐久性、堿度調(diào)控方法和植物相容性等方面展開(kāi)深入研究，并結(jié)合XRD、SEM-EDS、CT掃描機(jī)等測(cè)試手段對(duì)低堿度膠凝材料及其混凝土的組成和結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)分析，主要結(jié)論如下:
　　 (1)當(dāng)漿體的流動(dòng)度控制在180～210 mm時(shí)，通過(guò)裹漿法攪拌工藝和插搗以及振動(dòng)與壓制相結(jié)合成型方式，可以制備出力學(xué)性能、孔結(jié)構(gòu)均滿足要求的多

3、孔生態(tài)混凝土。在多孔生態(tài)混凝土厚度在5～10mm范圍內(nèi)時(shí)，其厚度與抗壓強(qiáng)度并非簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，而是隨著成型厚度的增加，其抗壓強(qiáng)度呈現(xiàn)先降低后增加，而后又降低的趨勢(shì)。
　　 (2)摻入硬石膏可改善硫鋁酸鹽水泥熟料的堿度，但其力學(xué)性能會(huì)有所損失。在改性硫鋁酸鹽水泥中，當(dāng)硬石膏摻量為40％時(shí)，其28d堿度為9.78(pH)，與純熟料相比堿度下降15.69％;摻入適量的石灰石、粉煤灰、礦渣可以在保證堿度的前提下適當(dāng)提高強(qiáng)度。改性硫鋁酸鹽

4、水泥最佳配比（低堿度膠凝材料）為:硬石膏20％，石灰石20％，硫鋁酸鹽水泥熟料60％，此時(shí)水泥28d凈漿抗壓強(qiáng)度為103.5MPa，28d堿度為10.42。與普通硅酸鹽水泥相比，采用低堿度膠凝材料制備的多孔生態(tài)混凝土干縮性能、抗凍性和抗硫酸鹽侵蝕性能稍差，但其早期強(qiáng)度高、堿度低，是制備多孔生態(tài)混凝土理想的膠凝材料。
　　 (3)混凝土的孔隙率和強(qiáng)度是一對(duì)矛盾，隨著粗骨料粒徑的增大，多孔生態(tài)混凝土的力學(xué)性能逐漸下降，而孔結(jié)構(gòu)則得到

5、了明顯改善。混凝土透水系數(shù)對(duì)孔隙率影響不太敏感，但與有效孔徑存在良好的二次函數(shù)關(guān)系。目標(biāo)孔隙率為26％且粗骨料粒徑為16～19mm的多孔生態(tài)混凝土，其孔隙率為26.28％，28d抗壓強(qiáng)度為15.0MPa，有效孔徑為7.0mm，孔徑在2.0～4.5mm范圍內(nèi)孔隙占總測(cè)試孔隙總數(shù)的39％。
　　 (4)基于骨料堆積模型，建立了多孔生態(tài)混凝土球形包裹配合比設(shè)計(jì)方法。研究結(jié)果表明:粗骨料包裹層厚度在440～690μm范圍內(nèi)時(shí)，多孔生態(tài)混

6、凝土孔隙率在22.17～29.66％之間。隨著包裹層厚度的降低，多孔生態(tài)混凝土孔隙率、有效孔徑逐漸增大，力學(xué)性能逐漸降低。多孔生態(tài)混凝土養(yǎng)護(hù)3d時(shí)的堿度隨著包裹層厚度的增加而降低，而在28d時(shí)的堿度卻與其相反。最佳包裹層厚度為590μm，其孔隙率為26.32％，有效孔徑為4.6mm，28d堿度為9.72，抗壓強(qiáng)度為12.1MPa。
　　 (5)優(yōu)選實(shí)驗(yàn)室中多孔生態(tài)混凝土配比進(jìn)行中間試驗(yàn)，研究多孔生態(tài)混凝土與植物的相容性。將自然土