輕骨料植生混凝土的制備與性能研究.pdf

1、基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)及城鎮(zhèn)化的加速發(fā)展，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了越來(lái)越多的破壞，像山體滑坡、泥石流及水體富營(yíng)養(yǎng)化等等，無(wú)一不向人類(lèi)社會(huì)敲響警鐘。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，邊坡防護(hù)尤其是陡坡的防護(hù)及水污染治理已經(jīng)受到了政府和社會(huì)的廣泛關(guān)注。因此，如何在保證人類(lèi)社會(huì)生產(chǎn)進(jìn)步的同時(shí)，保護(hù)好人類(lèi)賴(lài)以生存的水土資源是人類(lèi)當(dāng)前面臨的重要任務(wù)。植生混凝土是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的環(huán)保材料，其原理是利用混凝土的多孔結(jié)構(gòu)種植綠色植物，利用綠色植物的景觀效應(yīng)美化邊坡環(huán)境，利用混凝土

2、強(qiáng)附著能力增強(qiáng)邊坡固定植物的能力，從而起到邊坡防護(hù)的作用。而輕骨料植生混凝土是建立在傳統(tǒng)植生混凝土的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型建材。輕骨料可以降低植生混凝土的容重，從而可將其應(yīng)用于陡坡的防護(hù)，且部分超輕骨料可以浮于水面，從而可將部分輕骨料應(yīng)用于植生混凝土浮床的制備，進(jìn)而將植生混凝土的應(yīng)用范圍從邊坡防護(hù)擴(kuò)展到水污染治理。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在陶粒植生混凝土中摻入尿素及磷酸氫二銨兩種肥料，均對(duì)其強(qiáng)度產(chǎn)生影響。尿素降低了植生混凝土的早

3、期抗壓強(qiáng)度，磷酸氫二銨降低了植生混凝土所有齡期的抗壓強(qiáng)度，且磷酸氫二銨摻量越大，強(qiáng)度下降越明顯。當(dāng)磷酸氫二銨摻量為3.5wt.％時(shí)，相比于空白樣，各齡期強(qiáng)度分別下降了76.8％，74.8％和75.1％。摻入尿素后，植生混凝土堿度基本不變，養(yǎng)護(hù)56d后pH值接近8.1，較適于植物生長(zhǎng)。摻加磷酸氫二銨的試樣堿度均高于空白樣。⑵摻入肥料的陶粒植生混凝土均具有一定的肥效釋放特性，摻量越高肥料累積釋放率越高。摻加尿素的試樣氮元素56d累積釋放率可

4、至45.1％～78.3％。摻加磷酸氫二銨的試樣磷元素56d累積釋放率僅為0.12％～0.34％。⑶適于浮石植生混凝土成型的水膠比是0.33，但由于浮石骨料較高的吸水率，致使浮石植生混凝土不能漂浮。⑷可再分散乳膠粉的摻入降低了硫鋁酸鹽水泥的凈漿流動(dòng)度和早期抗壓強(qiáng)度，提高了硫鋁酸鹽水泥漿體粘度。從XRD圖譜看，其摻入量對(duì)硫鋁酸鹽水泥水化礦物影響較小。從水化放熱量看，其摻入對(duì)硫鋁酸鹽水泥早期水化有抑制作用。⑸EPS植生混凝土的抗壓強(qiáng)度和干密度

5、隨著骨膠比的上升而降低，孔隙率和透水系數(shù)隨著骨膠比的上升而增大。綜合考慮混凝土抗壓強(qiáng)度及孔隙率，選用0.09為適宜成型的骨膠比，選用粒徑為30mm的聚苯顆粒制備植生混凝土浮床。⑹種植三種綠色水生植物對(duì)水體進(jìn)行凈化研究，其中綠蘿和大聚藻與EPS植生混凝土浮床相容性較好，成活率均大于82％，綠蘿和大聚藻對(duì)實(shí)驗(yàn)水體的總氮(TN)的去除率分別達(dá)到了78.3％和80.2％，對(duì)總磷(TP)去除率分別達(dá)到了62.8％和69.2％，種植這兩種植物的實(shí)驗(yàn)

6、水體溶解氧(DO)均由2.78mg/L升至6.50mg/L。⑺將聚苯顆粒摻入浮石植生混凝土以實(shí)現(xiàn)混凝土的漂浮，當(dāng)聚苯顆粒體積占比超過(guò)30％時(shí)可實(shí)現(xiàn)混凝土在水面的漂浮，為實(shí)現(xiàn)高的凈水效率及好的漂浮效果，將聚苯顆粒體積占比設(shè)為50％。此配合比下的浮床干密度為352.43kg/m3。⑻種植三種綠色水生植物對(duì)實(shí)驗(yàn)水體進(jìn)行凈化，綠蘿、大聚藻和銅錢(qián)草均與復(fù)合骨料植生混凝土浮床相容良好，三種植物對(duì)實(shí)驗(yàn)水體的總氮(TN)的去除率分別達(dá)到了85.9％、8

7、8.1％和76.1％，種植三種植物的實(shí)驗(yàn)水體溶解氧(DO)均穩(wěn)定在7.2～8.3mg/L，且生態(tài)浮床本身也可吸收水中的富營(yíng)養(yǎng)元素，從而可提高浮床對(duì)富營(yíng)養(yǎng)水體的凈化效率。⑼將碎玉米粒、玉米芯顆粒和顆粒肥料三種可降解骨料摻入植生混凝土，當(dāng)在一定摻量范圍內(nèi)，混凝土的抗壓強(qiáng)度及干密度都有一定程度的增長(zhǎng)，摻量過(guò)高后，混凝土各齡期的抗壓強(qiáng)度和干密度均出現(xiàn)了較明顯的下降，且摻加玉米芯顆粒的試樣下降最快。⑽通過(guò)兩個(gè)月的浸泡實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):含碎玉米粒試樣的孔隙