多孔隙植生型混凝土力學性能研究

馬少華 謝明 馮威 孟凡冰

摘要：邊坡植被恢復問題越來越引起人們的關注，邊坡植被所處地勢坡度越來越大，邊坡穩(wěn)定性和抗沖刷性成為了現(xiàn)在邊坡穩(wěn)定研究的一大難題。多孔隙植生型混凝土是一種以無機粗骨料為骨架并摻和水泥、礦粉、添加劑等膠凝材料制備而成的新型混凝土，并且利用工程廢渣作為骨料引進了廢渣利用的先進理念，更大程度上做到了生態(tài)工程的使用。本文旨在研究新型混凝土力學性能。多孔隙植生型混凝土在滿足邊坡所需可靠的強度外還滿足植物生長所需的孔隙。

關鍵詞：多孔隙植生型混凝土;透水系數(shù);無機粗骨料;空隙率;PH值;抗壓強度

隨著我國社會經(jīng)濟高速發(fā)展，城市化進程日益加快，混凝土作為大宗的人造材料廣泛使用，促進城市文明和經(jīng)濟發(fā)展的同時也產(chǎn)生了一些負面作用，在環(huán)境方面城市熱島效應急劇增強、生態(tài)環(huán)境嚴重破壞。多孔隙植生型混凝土是一種以無機粗骨料為骨架并摻和水泥、礦粉、添加劑等膠凝材料制備而成的新型混凝土，并且利用工程廢渣作為骨料引進了廢渣利用的先進理念，更大程度上做到了生態(tài)工程的使用。

1 基本力學性能研究

多孔隙植生型混凝土作為邊坡基層與普通混凝土的區(qū)別在于多孔隙植生型混凝土在滿足植物生長的條件下具有很高強度，這也是本次試驗研究中最重要的一個基本力學性質(zhì)的意義。通過上邊的試驗我們可以得出，膠凝材料的一般性能對于多孔隙植生型混凝土的試件強度的性質(zhì)起著特別重要的影響，多孔隙植生型混凝土的性能是否滿足植物生長的需求直接影響到多孔質(zhì)生混凝土強度是否滿足要求。無機粗骨料的強度、膠凝材料自身的強度和膠凝材料泥漿與無機粗骨料之間的粘結(jié)力強度一起決定了多孔隙植生型混凝土的工作后最后的強度。多孔隙植生型混凝土內(nèi)部的結(jié)構(gòu)是由完整包裹著泥漿的無機粗骨料之間的各點接觸互相粘結(jié)起到的作用，所以怎樣能夠提高無機粗骨料與膠凝材料間的粘結(jié)力成為研究多孔隙植生型混凝土基本力學性能的重中之重。

抗壓強度

（1）試件準備

根據(jù)不同的數(shù)據(jù)準備了共八組不同的試驗。（所有試件均為標準養(yǎng)護）

（2）試驗方法及結(jié)果計算

立方體試件在標準養(yǎng)護室養(yǎng)護到齡期時取出用干布擦拭干凈，用皮尺測量立方體的尺寸并且檢查立方體的外觀，采用NYL2000D型壓力機進行試驗。將壓板清理干凈后，把立方體試件工整的安放在壓力機機下壓板上，立方體試件的正中間與壓力機下壓板中心完全對準，立方體試件的上承壓面必須與成型的時候頂面垂。0.3Mpa～0.5Mpa的加荷速度勻速連續(xù)增加荷載，當立方體試件接近破壞時候立方體試件開始迅速變形時，應該停止調(diào)整壓力機開關，直至試件破壞，最后記錄下破壞時的荷載。

（3）試驗結(jié)果及分析

空隙率對抗壓強度的影響。試驗結(jié)果表明，不同配合比的多孔隙植生型混凝土立方體試件的抗壓強度隨空隙率的增加而降低，隨著空隙率的增加，多孔隙植生型混凝土立方體試件的抗壓強度迅速降低。28d的試驗數(shù)據(jù)中空隙率為30%的多孔隙植生型混凝土的抗壓強度比空隙率為20%的多孔隙植生型混凝土的抗壓強度低一半，即明顯降低。這一現(xiàn)象表明，多孔隙植生型混凝土與普通混凝土一樣，由于多孔隙植生型混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)的存在，對多孔隙植生型混凝土的強度有著相同的影響。在工程中，多孔隙植生型混凝土28天的最佳抗壓強度達到10MPa以上。同時根據(jù)試驗結(jié)果可以看出，多孔隙植生型混凝土的孔隙比超過40%后，其抗壓強度不會增加，也就是說，增加的機會很小。為了滿足優(yōu)化設計強度的要求，多孔隙植生型混凝土的空隙率必須控制在40%以內(nèi)。

2 未來展望

與普通混凝土相比，多孔隙植生型混凝土在物理性能和力學性能具有優(yōu)越性。自然環(huán)境保護和生態(tài)環(huán)境的優(yōu)勢是更多學者更深入研究其獨特方面的理由。通過不懈的努力，已成為未來各種混凝土研究的難點之一，隨著多孔隙植生型混凝土在許多項目中的成功應用，多孔隙植生型混凝土的發(fā)展將使人們更加關注它。但是，我國多孔隙植生型混凝土的研究還處于起步階段，實驗和結(jié)論只是初步實驗分析的研究，仍有許多問題有待進一步研究和討論，例如如何標準化最佳混合比例方案;設計方法如何選擇最佳原材料和基本物理性質(zhì)等參數(shù);如何進一步研究和提高力學性能和耐久性;如何控制多孔隙植生型混凝土零件的質(zhì)量和體積;如何確定不同的骨料用于不同生長環(huán)境中植物生長的保護和管理系統(tǒng)。同時我們還需要大規(guī)模的生產(chǎn)，大規(guī)模的設計，完善的建設和深入的科學研究。只有深入的研究才能使多孔隙植生型混凝土成為可能。在中國，它得到了大力推廣，可以在未來的項目中大面積應用，從而使中國的具體研究能夠更好地發(fā)展。

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作者簡介：馬少華，男，山西大同人，碩士，研究方向：建筑與土木工程。

（作者單位：1.西京學院 土木工程學院;2.陜西省混凝土結(jié)構(gòu)安全與耐久性重點實驗室）