植生混凝土的含義、技術(shù)指標及研究重點

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)指標及研究重點王桂玲’。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，山東濟南250101)摘要：針對可種植植物混凝土的不同稱呼，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，稱其為植生混凝土更科學、準確。在此基礎(chǔ)上，對植生混凝土的概念、所屬種類、構(gòu)成和功用及分類進行了詳細概括和總結(jié)。對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、力學性能和耐久性能等技術(shù)指標進行了系統(tǒng)總結(jié)，并對相關(guān)的試驗方法、評價方法做了分析，同時指出了植生混凝土的研究重點，以推進植生混凝土研究的不斷深入，促進人與自然和諧發(fā)展。關(guān)鍵詞：植生混凝土；分類；技術(shù)指標；耐久性；試驗

3、方法中圖分類號：TU5282文獻標志碼：A文章編號：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，人們在享受混凝土給人們帶來的便利、舒適的同時，也感受到了其帶來的消極的一面。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)所來的不利因素，經(jīng)過科研人員的努力，20世紀90年代初生態(tài)混凝土的概念被提出，混凝土生態(tài)化、自然化的進程勢在必行。植生混凝土的研究也隨之展開，它是一種可以種植綠化植物、護坡植物等的混凝土，在保持其原有功能優(yōu)勢的前提下，增加了生態(tài)功能，如綠化、保

9、土、換能等。本研究通過對植生混凝土的基本含義的介紹及相關(guān)技術(shù)指標和研究重點的分析，以促進植生混凝土研究的進一步深入，促進人與自然的和諧發(fā)展。1關(guān)于植生混凝土自20世紀90年代初植生混凝土誕生至今，對此種混凝土的研究不斷深入，并得到一定程度上的工程實用，但對收稿日期：2012—0620此種混凝土的基本含義還較模糊，沒有統(tǒng)一的名稱、概念不清、屬類不詳、組成不定、分類不明的情況一直存在。針對現(xiàn)實情況，對此種混凝土進行如下概括總結(jié)：11植生混凝

10、土的名稱關(guān)于此類混凝土的名稱有植物相容型生態(tài)混凝土、綠色生態(tài)混凝土、植被生態(tài)混凝土、隨機多孑L型綠化混凝土、無砂大孑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，而筆者認為植生混凝土的稱呼更科學、形象、簡明，準確地表現(xiàn)了此種混凝土的核心作用——植物可在混凝土中生長，植物可以生長，就有綠化方面的作用、有護坡保土方面的作用，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)充填植物生長所需的物質(zhì)，植物根系生長于孔隙內(nèi)或穿透混凝土生長于下層土壤中的一類混凝土或混凝土制品。此類混凝土或混凝土制品是植物與混凝土通過混凝土孔隙內(nèi)的植物生長基有機結(jié)合而成的新型混凝土。105內(nèi)部有效孔隙體積[91。試驗方法：試驗時首先成型好表面平整，外形規(guī)則的試件，待試件具有一定強度后，把試件用吊索固定好，然后放入準備好的水中，水沒過試件上表面并浸泡24h，然后稱取在水中的質(zhì)量，再將試件烘干至恒重，稱取

12、其在空氣中的質(zhì)量，最后將試件在標準養(yǎng)護的條件下放置24h，稱取其在空氣中的質(zhì)量。多孔混凝土總孔隙率(P1)和連通孔隙率(P2)，根據(jù)測試數(shù)據(jù)分別按式(1)、(2)計算：Pl：f1一1100％(1)＼／P2=(1一3二＼xl00％(2)＼／式中：——試件的外觀體積，cm3；。——試件水中浸泡24h，在水中稱得的質(zhì)量，g；——烘干至恒重，稱取其在空氣中的質(zhì)量，g；——試件在標準養(yǎng)護的條件下放置24h，稱取其在空氣中的質(zhì)量，g。(2)采用70

13、7mmx707mmx707InlTl試塊，用最小刻度為毫升的容器測定孔隙率。先將待測試塊在水中充分浸潤，取出試塊后風干至表面潮而無水，然后浸沒于容器中，測得容器內(nèi)水的體積差。計算公式為：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，通過質(zhì)量計算孔隙率；方法(2)是將試件先充分浸潤再放入水中

14、，通過體積計算孔隙率。方法(1)計算的孔隙率為包含部分毛細孔的孔隙率，而方法(2)計算的孔隙率為不包含毛細孔的孔隙率。一定的孔隙為植物提供了必要的生長空間；一定的連通孑L，可使植物根系間彼此交差，增強防水護坡功能，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)混凝土護岸工法規(guī)定，對以植生為主的護坡植生混凝土，孔隙率在21％～30％之間；對于承受流水嚴重沖刷的護岸植生混凝土，孑L隙率在18％21％之間[1】】。212

15、透水系數(shù)本試驗按恒定水頭法測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，通過測量單位時間內(nèi)流過混凝土試件的水量計算透水系數(shù)[J21。計算公式如式(5)：T==盟(5)1；—————L_一—：～)hxAxAt15式中：——水溫為時恒定水頭透水系數(shù)，crn／s；日——試件高度，cm；h——試件頂面恒定水頭，cm；p——測試時間內(nèi)流過試件的水量，cm；量筒圖3透水系數(shù)簡易測試儀土試件A——試

16、件的橫截面積，cm2；——測試的時間，s；77／77，——水在測試溫度時與15℃時的相對黏度。透水性能一方面反應(yīng)植生混凝土可以吸收雨水、雪水等供植物生長的能力；另一方面反應(yīng)植生混凝土滿足植物根系和周圍環(huán)境進行養(yǎng)分交換的能力。透水系數(shù)不宜過大，如過大則填充土及填充土內(nèi)養(yǎng)分容易流失；過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)，可保證植物生長需要、降低孔隙堿度、增強植生混凝土生態(tài)性等。對于植生混凝土而言，透水系數(shù)必須達

17、到1mlTl／S以上，這樣才能夠提供植物根部生長所必需的水分、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，會阻斷植物根系與土壤的聯(lián)系、嚴重影響植物根系生長、阻止水分交換、降低植生混凝土設(shè)計強度和耐久性等。植生混凝土的沉漿率通過沉漿厚度和沉漿面積率表示。因此，在進行配合比設(shè)計和工程應(yīng)用時，沉漿厚度和沉漿面積是需要考慮和考查的指標，從植物生長的角度考慮，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

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，過篩(用0081Xlln孔篩)，稱取10g準備好的粉體試樣，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震動均勻一次，2h后用濾紙過濾，使用酸度計測定濾液的pH值。(2)酸堿中和滴定法【叫哿70mmx70mmx701TUTI兩個試塊浸沒于蒸餾水中密封，24h后取定量水樣用稀鹽酸滴定，測得試塊內(nèi)部環(huán)境的pH值，來反映其內(nèi)部的酸