淺析生態(tài)混凝土技術(shù)方法

王海祥/WANG Hai-xiang

（中建二局第二建筑工程有限公司，河南 鄭州 45000）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，更多21世紀(jì)風(fēng)格的建筑物出現(xiàn)，原有的老建筑物拆除產(chǎn)生大量的廢棄混凝土，據(jù)不完全估計(jì)，每年產(chǎn)生的廢舊混凝土有兩億噸以上。廢棄混凝土被亂扔在河流、草地，嚴(yán)重破壞地表植被系統(tǒng)，使我國(guó)脆弱的生態(tài)環(huán)境繼續(xù)惡化?！翱沙掷m(xù)發(fā)展”是我國(guó)在1972年提出的科學(xué)發(fā)展觀的基本要求之一，因此本文對(duì)廢舊混凝土進(jìn)行二次利用的研究，可以有效保護(hù)環(huán)境和減少水土流失，同時(shí)具有積極的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

本項(xiàng)目研究再生集料、水泥、摻合料和外加劑的選用及其配合比，使其既滿足強(qiáng)度要求，又滿足植物的生長(zhǎng)。

1 生態(tài)混凝土現(xiàn)狀

當(dāng)前，生態(tài)混凝土主要分為廣義和狹義兩個(gè)方面，廣義生態(tài)混凝土是指以石、砂做骨料，適量降低水泥用量，提高混凝土的透水性能和凈水作用。還有一個(gè)主要特點(diǎn)是與周圍環(huán)境色彩相容，據(jù)文獻(xiàn)介紹，目前國(guó)內(nèi)外采用大量彩色混凝土做人行道路面及裝飾工程，具有與環(huán)境協(xié)調(diào)、色調(diào)一致、讓人感到舒適。狹義生態(tài)混凝土也是指用石、砂做骨料，但是其添加外加劑，可以生長(zhǎng)植物，植物的根系可以用混凝土做支護(hù)，混凝土可以與植物很好的相容。與普通混凝土相比生態(tài)混凝土可以有效地緩解城市熱島效應(yīng)，因?yàn)樯鷳B(tài)混凝土的孔隙率大，它能夠讓雨水流入地下，這樣既可以補(bǔ)充地下水，還能夠消除空氣中的油類化合物對(duì)周邊環(huán)境的危害；因此生態(tài)混凝土是保護(hù)自然、維護(hù)生態(tài)平衡的優(yōu)良鋪裝材料。

生態(tài)混凝土的發(fā)展，有利于人類生態(tài)混凝土的良性發(fā)展，對(duì)城市雨水管理以及水污染防治等工作有重要意義，因生態(tài)混凝土擁有與大自然融合的色彩配方，針對(duì)不同的環(huán)境，選擇不同的裝修風(fēng)格進(jìn)行鋪設(shè)施工，這是普通混凝土不能實(shí)現(xiàn)的。

2 生態(tài)混凝土技術(shù)

當(dāng)前，再生集料植被生態(tài)混凝土正處于發(fā)展階段，其制備方法比較特殊和復(fù)雜?；炷良纫幸欢ǖ目紫堵屎蛪A度來滿足植被的生長(zhǎng)，又要具有一定的強(qiáng)度來抵抗外力，這就對(duì)植被生態(tài)混凝土的骨料和配合比有一定的要求。

生態(tài)混凝土的制作工藝如下：材料與配合比→攪拌→成型→養(yǎng)護(hù)。

1）材料與配合比 此次生態(tài)混凝土與已有生態(tài)混凝土最大的不同是選擇的材料是廢棄混凝土或摻入一定比例的再生骨料，碎石粒徑選擇宜為15～20mm,選用礦渣粉、石灰粉等取代水泥作為膠凝材料，摻入外加劑，要求孔隙率應(yīng)控制在18%～35%，水膠比應(yīng)控制在0.2～0.55之間，考慮酸堿性來滿足植物的生長(zhǎng)需求和混凝土強(qiáng)度。生態(tài)混凝土的配合比與混凝土的耐久性有很強(qiáng)的聯(lián)系，配合比中膠凝材料以及骨料的量直接影響生態(tài)混凝土的孔隙率以及生態(tài)混凝土的強(qiáng)度：同時(shí)配合比也影響膠凝材料的漿體層厚度，漿體層越厚，分布越均勻，生態(tài)混凝土的強(qiáng)度越高，同時(shí)抵抗外界的能力則越好。還有生態(tài)混凝土再生骨料的粒徑、形狀、強(qiáng)度和表面狀態(tài)以及摻合料的種類和活性等也會(huì)對(duì)生態(tài)混凝土的耐久性產(chǎn)生影響，所以配合比的選擇非常重要。

2）攪拌 方案比選：①集料，膠凝材料和外加劑放入，再加入水；②放入部分集料、膠凝材料和外加劑，加水，二次放入集料、膠凝材料和外加劑，加水；③膠凝材料加水，集料加水。通過比選，選出最合適的攪拌方法，使混凝土的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到最優(yōu)化。

3）成型 方案比選：①振搗成型；②壓實(shí)成型。保證振搗質(zhì)量，孔隙率符合初步設(shè)計(jì)要求，不得出現(xiàn)蜂窩，麻面等不良現(xiàn)象，影響混凝土透水性，進(jìn)而影響植物根系生長(zhǎng)空間。

4）養(yǎng)護(hù) 因?yàn)樯鷳B(tài)混凝土的孔隙率較大，灑水養(yǎng)護(hù)可能會(huì)影響其結(jié)構(gòu)形態(tài)。選擇薄膜養(yǎng)護(hù)，既可以保證混凝土強(qiáng)度穩(wěn)定增長(zhǎng)，也可以保證生態(tài)混凝土形態(tài)。

3 檢測(cè)生態(tài)混凝土的性能指標(biāo)

生態(tài)混凝土要保證其強(qiáng)度，性能等指標(biāo)滿足GB 50010-2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。

1）生態(tài)混凝土的力學(xué)性能 準(zhǔn)備6組試件，進(jìn)行壓縮試驗(yàn)。一般其強(qiáng)度需保證在28d齡期達(dá)到10MPa左右，強(qiáng)度測(cè)定方法與普通混凝土的測(cè)定方法相同。其結(jié)果需滿足GB 50010-2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。

2）孔隙率和透水性 生態(tài)混凝土孔隙包括貫通孔隙、半封閉孔隙和全封閉孔隙均需滿足GB 50010-2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，貫通孔隙和半封閉孔隙是提供植物生長(zhǎng)空間的，考慮到需要保證植物能夠正常生長(zhǎng)，孔隙率在其規(guī)范要求范圍內(nèi)盡量偏大?？紫堵蕼y(cè)定方法為先測(cè)定其試塊在空氣中的質(zhì)量，然后測(cè)定其在水中的質(zhì)量，最后得到該試塊的孔隙率?？紫堵蕸Q定透水率，孔隙率越大透水性相對(duì)越好。透水系數(shù)的測(cè)定方法為在一定的水頭下，單位時(shí)間內(nèi)透過混凝土的水量與混凝土透水的面積成正比，與混凝土透水面積成正比，與混凝土透水厚度成反比。

3）耐久性 生態(tài)混凝土?xí)挥迷谏姝h(huán)境非常惡劣的地方，依據(jù)文獻(xiàn)要求其外部影響因素主要有風(fēng)化、碳化、凍融及疲勞荷載等，內(nèi)部影響因素主要有配合比。保證耐久性滿足GB 50010-2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。在保證孔隙率情況下，骨料粒徑越小，生態(tài)混凝土的耐久性會(huì)越好。

4）孔隙內(nèi)堿性環(huán)境 生態(tài)混凝土要求植物能夠正常生長(zhǎng)，植物生長(zhǎng)需要合理的酸堿性，其PH值應(yīng)該在最有利于生長(zhǎng)的范圍。

4 結(jié)語和生態(tài)混凝土發(fā)展展望

本文僅闡述使用廢舊混凝土產(chǎn)生生態(tài)混凝土需要的條件，對(duì)其配合比，膠凝材料如何保證孔隙率及混凝土強(qiáng)度提供方法，為以后生態(tài)混凝土發(fā)展提供方向。地球資源問題是21世紀(jì)人類面臨的重大問題之一，人類在充分利用自己的才華開發(fā)大自然的同時(shí)，也在無情地破壞目前我們唯一可以生存的家園。我們面臨著資源枯竭、能源危機(jī)、地球溫暖化、臭氧層破壞、土地沙漠化、野生動(dòng)物種類減少、熱帶雨林減少、酸雨范圍擴(kuò)大等日益嚴(yán)重的環(huán)境問題，大氣、水質(zhì)與土壤污染、噪音、振動(dòng)等公害給人類生活帶來了極大的危害和損失，而混凝土材料的生產(chǎn)與使用是造成這些環(huán)境問題與公害的原因之一，固體廢棄物的綜合化利用消除了對(duì)環(huán)境的不利影響，解放了大量土地，同時(shí)節(jié)省了大量的原生礦產(chǎn)資源。隨著全球資源日益短缺，以廢舊混凝土為原材料的生態(tài)混凝土必將成為未來建筑材料的支柱。

要制成生態(tài)混凝土，還缺少以下條件：①準(zhǔn)確的配合比，以保證強(qiáng)度、孔隙率；②植物，由于植物生長(zhǎng)需要一定酸堿性，大多數(shù)植物都是在堿性環(huán)境生長(zhǎng)，如何調(diào)整酸堿性，是整個(gè)生態(tài)混凝土制成的關(guān)鍵。

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