肥效緩釋型多孔生態(tài)混凝土的制備與性能研究.pdf

1、進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)及社會(huì)發(fā)展對(duì)生態(tài)平衡的要求越來越高，已經(jīng)受到了政府和全社會(huì)的高度關(guān)注?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)及城市化進(jìn)程中對(duì)土地的開挖破壞了原有生態(tài)平衡的，造成了大量的裸露邊坡，導(dǎo)致了嚴(yán)重的水土流失，對(duì)國(guó)民生命財(cái)產(chǎn)及社會(huì)發(fā)展帶來了巨大的危害。此外，建設(shè)過程中對(duì)原有建筑的拆毀重建還會(huì)產(chǎn)生大量的建筑垃圾，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。因此，邊坡防護(hù)及建筑垃圾的資源化利用是當(dāng)前面臨的兩大課題。
　　多孔生態(tài)混凝土作為一種環(huán)境友好

2、型混凝土，受到了世界范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注。隨著相關(guān)研究的開展，多孔生態(tài)混凝土存在的堿度高、配合比設(shè)計(jì)及制備工藝不規(guī)范等問題都得到了一定的解決。但是，多孔生態(tài)混凝土的肥效養(yǎng)分流失較快，影響了植物的生長(zhǎng)及綠化效果，限制了該技術(shù)的推廣及其工程應(yīng)用。針對(duì)多孔生態(tài)混凝土養(yǎng)分不足、后期追肥困難、肥效利用率低等問題，本文著重研究了多孔生態(tài)混凝土的肥效供給機(jī)制，制備了具有肥效緩釋效果的膠凝材料，同時(shí)，開展了再生骨料制備多孔生態(tài)混凝土的研究，并利用再生骨料的

3、多孔特性，進(jìn)一步提高了肥效的緩釋效果。取得的主要結(jié)論如下：
　?。?）尿素及磷酸氫二銨均使硫鋁酸鹽水泥的凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)，初凝時(shí)間分別延長(zhǎng)了14min~50 min及5 min~168 min，終凝時(shí)間分別延長(zhǎng)了10 min~53 min及3 min~313 min；水化速率及累積放熱量均有所下降；凈漿流動(dòng)度隨尿素?fù)搅吭黾又饾u增大，當(dāng)摻量為0.2wt.％~4.0 wt.%時(shí)，流動(dòng)度從87.0 mm逐漸增大到149.3 mm，當(dāng)磷酸氫二

4、銨摻量低于2.0wt.%時(shí)，硫鋁酸鹽水泥的凈漿流動(dòng)度增大，但隨著摻量增加流動(dòng)度逐漸下降；尿素對(duì)硫鋁酸鹽水泥硬化漿體的抗壓強(qiáng)度影響較小，當(dāng)摻量在1.5wt.%~2.0wt.%時(shí)，水泥凈漿的28d抗壓強(qiáng)度可以達(dá)到124.0MPa左右，相對(duì)于空白試樣有2.0%的增長(zhǎng)，磷酸氫二銨對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響較為嚴(yán)重，當(dāng)摻量達(dá)到4.0wt.%時(shí)，硫鋁酸鹽水泥1d強(qiáng)度喪失；從水泥水化產(chǎn)物的X射線衍射圖譜來看，磷酸氫二銨嚴(yán)重阻礙了硫鋁酸鹽水泥的水化及AFt的形成

5、；摻加尿素及磷酸氫二銨都可以使硫鋁酸鹽水泥硬化漿體具備較好的氮元素釋放效果，當(dāng)養(yǎng)護(hù)到56天時(shí)，氮元素釋放率可以達(dá)到22.6%~95.4%，但是，摻加磷酸氫二銨后硫鋁酸鹽水泥硬化漿體的磷元素釋放特性較差，累積釋放率最高也僅為0.03%，所以磷酸氫二銨不適合直接摻加到硫鋁酸鹽水泥中。
　?。?）再生骨料多孔混凝土的孔隙率及透水系數(shù)均比石灰?guī)r骨料制備的多孔混凝土的高，但是抗壓強(qiáng)度相對(duì)較低。本文中提出了適合再生骨料制備多孔混凝土的水灰比計(jì)

6、算方法，通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)最佳水灰比為0.334；當(dāng)水灰比為0.334、骨膠比為5.0時(shí)，制備的再生骨料多孔混凝土總孔隙率為43.3%，連通孔隙率為38.2%，透水系數(shù)為2.72c m/s，抗壓強(qiáng)度為5.0MPa；當(dāng)多孔混凝土的總孔隙率在39.0%~47.0%、連通孔隙率在37.0%~39.0%范圍內(nèi)時(shí)，多孔混凝土總孔隙率與連通孔隙率之間以及連通孔隙率與透水系數(shù)之間，都表現(xiàn)出了較好的線性相關(guān)性，相關(guān)性因子分別達(dá)到了0.9351及0.9667。

7、
　?。?）通過對(duì)三種攪拌方法與三種成型方法的研究，綜合考慮再生骨料多孔混凝土抗壓強(qiáng)度、孔隙率及透水系數(shù)等各項(xiàng)性能指標(biāo)，確定最佳的制備工藝為兩步攪拌法結(jié)合搗實(shí)成型。制備的多孔生態(tài)混凝土總孔隙率為44.1%，連通孔隙率為40.9%，透水系數(shù)為2.88m/s，抗壓強(qiáng)度為4.2MPa。
　?。?）摻加尿素可以改善再生骨料多孔混凝土的干縮性能，當(dāng)其摻量為2.0wt.%時(shí)，再生骨料多孔混凝土的干縮性能與石灰?guī)r骨料多孔混凝土相當(dāng)，干縮平

8、衡時(shí)干縮率穩(wěn)定在1.15×10-4左右，磷酸氫二銨的加入使多孔混凝土的干縮性能變差；再生骨料預(yù)處理方法為：使用水灰比為1.0的硫鋁酸鹽水泥漿體浸泡再生骨料，然后風(fēng)干7天，使用改性后的再生骨料制備多孔混凝土，試樣經(jīng)過20個(gè)凍融循環(huán)后其質(zhì)量損失僅有1.69%，抗凍性能得到改善；尿素的摻入可以降低多孔混凝土的pH值，當(dāng)養(yǎng)護(hù)齡期達(dá)到28天時(shí)，p H值可以降至8.2左右，而磷酸氫二銨的摻入可以使pH值提高0.3~0.6。
　　（5）摻入尿素

9、及磷酸氫二銨的多孔混凝土均具備肥效釋放特性。不論摻加尿素還是磷酸氫二銨，氮元素的緩釋效果都比較明顯，摻量越高累積釋放率越高，當(dāng)試樣養(yǎng)護(hù)到28天時(shí)，氮元素的累積釋放率可以達(dá)到16.1%~92.0%。但是，摻加磷酸氫二銨的多孔生態(tài)混凝土，由于PO43+與水泥中Ca2+、Mg2+等生成了難溶的磷酸鹽，有效磷釋放率僅有0.01%~0.030%，釋放效果較差。
　?。?）羥丙基甲基纖維素醚作為有機(jī)保水劑可以顯著提高種植材料的保水性能及抗沖刷