植物相容性生态混凝土

植物相容性生态混凝土报告人：凌桥导师：姚武学号：1433028一、背景传统的道路、港湾、护岸等工程构件一般由水泥、石头、钢筋、沙子等材料制备的混凝土构成，封闭而不透水，植物无法生长，彻底破坏了自然水土环境，对生态环境造成显著的负面影响；现代城市被建筑和密不透水的道路和场坪覆盖，封闭混凝土砌材没有透水、透气性，表面温度在夏季可达40~60℃，加剧了城市的“热岛效应”，且极易造成城市雨水的积聚而发生渍涝；此外由于地下水得不到补给，一些城市也出现了地下水位的持续下降，而导致建筑物开裂和倾斜，因此开发利用生态混凝土具有重要的意义。二、介绍植物相容型生态混凝土是一种具有一定强度,表面可种植绿色植物,既能保持水土、加固堤岸，又能净化水质及维持生物多样性的混凝土及其制品。实践表明，其在满足河道行洪、排涝要求的同时,可改善河道的生态环境，具有良好的社会效益，应用前景广阔。三、组成结构普通的混凝土是一种密实的材料，不能提供给植物生长的空间也无法保持水分和养料。表1是普通混凝土与适合植物生长的土壤的成分比较。植物相容型生态混凝土是一种性能介于普通混凝土和耕植土之间的新型材料，它以轻质多孔岩石、生物有机肥料、耕植土等为原料，用水泥胶凝材料胶结而成,具有一定的强度,质量相对较小，能形成一个个“蜂窝状”空隙，既利于植被根系生长，又能为植被生长所必需的养分提供存储空间，由垫层(耕植土)、基质层(大孔蓄容混凝土和填充料)和面层(植被层)组成。图1-植物相容性生态混凝土组成结构示意图四，现有种类植被型生态混凝土主要类型包括孔洞型植被型生态混凝土、敷设式植被型生态混凝土、随机多孔型植被型生态混凝土、复合随机多孔型植被型生态混凝土、轻质植被型生态混凝土、“沙琪玛骨架”植被型生态混凝土、自适应植被混凝土、护堤植生型生态混凝土等。五、控制因素1.强度生态植草混凝上是一种具有特殊空隙结构的多孔混凝土。与普通混凝土相比,多孔混凝土中水泥凝胶含量很少,全部包裹在骨料颗粒表面,不会聚集生成水泥石填充空隙结构。在骨料与骨料结合部位,骨料通过包裹在其表面的胶凝材料粘结在一起,粘结层具有一定的粘结力,承受和传递多孔混凝土所受的外界压力；而在骨料与空隙之间的胶凝材料,则只承受和传递小部分从骨料结合部位传来的压力。因此，植物相容性混凝土强度要远低于普通混凝土。生态植草混凝土强度的主要来源是骨料与骨料之间的接触面积、骨料与水泥凝胶粘合层的粘合力,水泥凝胶层的厚度,其影响因素就是影响多孔混凝上强度的主要因素,例如水泥的性能、水泥用量、水灰比等等。2.空隙率生态植草混凝土以多孔混凝土作为基本载体,其水泥浆体含量少且基本包裹在骨料的表面,没有足够的浆体填充骨料间空隙,形成其特有的多空隙结构,这些空隙使生态植草混凝土具有良好的透水、透气性,能满足植物生长需要。图2-植物相容性混凝土孔隙结构图3.酸碱性最适合植物生长的水土pH值一般为为5.0一7.5，碱性植物生长的pH值范围为7.5一8.5，而普通混凝土的pH值一般达到12一13，因此为保证植物的正常生长，生态植草混凝土必须有效改善孔隙内水环境pH值，将其控制在适合耐碱性植物生长的7.5一8.5之间。多孔混凝土水泥凝胶比重较低，水泥水化得到的碱性产物较普通混凝土要少，因此pH要低于普通混凝土。多孔混凝土内部空隙的比表面积较大，胶凝材料凝结后与外部水分和空气接触面积较普通混凝土大得多，在足够的水分和大气流动条件下，水化形成的ca(OH)极易溶出，从而降低了生态植草混凝土的碱性，因此多孔混凝土在自然环境下对碱性的释放要快于普通混凝土，一定周期后其pH值明显低于普通混凝土。在多孔混凝土组成设计时，用适量的活性矿物掺合料替代部分水泥，利用活性火山灰与水泥水化产物的二次水化，反应可以进一步降低Ca(OH)的含量。