第26卷第5期2005年9月
江苏大学学报(自然科学版)
Journal of J iangsu University(Natural Science Editi on)
Vol.26No.5
Sep.2005
现浇护堤植生型生态混凝土性能指标及耐久性能吴智仁1,陆春华2,刘荣桂2,吴春笃3,彭振华1
(1.镇江久久生态材料有限公司,江苏镇江212003; 2.江苏大学理学院,江苏镇江212013; 3.江苏大学生物与环境工程学院,
江苏镇江212013)
摘要:概括介绍了生态混凝土的概念、性质以及分类情况,就国家863专项“镇江水环境处理”中的生态堤部分,提出了护堤植生型生态混凝土的概念及其护坡技法;然后对混凝土基础材料与受保护土体级配之间的关系进行了分析,重点讨论了该生态混凝土在物理、力学以及耐久性方面的性能指标.试验结果表明:添加了SR-3的生态混凝土,其28天的抗压强度达到20MPa以上,透水系数在0125～0160c m/s之间,并且抗冻耐久性在60次循环以上.
关键词:护堤;植生;生态混凝土;性能指标;耐久性能
中图分类号:T U528 文献标识码:A 文章编号:1671-7775(2005)05-0380-04 Perfor mance i n dex and durability of eco2concrete cast on site
for ri vage2protecti n g and pl ant2growi n g
WU Zh i2ren1,LU Chun2hua2,L I U R ong2gui2,WU Chun2du3,PEN G Zhen2hua1
(1.Zhenjiang Jiujiu Eco2consci ousMaterial Co.L td,Zhenjiang,J iangsu212003,China;2.Faculty of Science,J iangsu University,Zhen2
jiang,J iangsu212013,China;3.School of B i ol ogical and Envir onment Engineering,J iangsu University,Zhenjiang,Jiangsu212013,China)
Abstract:The concep ti on,p r operty and classificati on of eco2concrete are intr oduced.A s part of the863 p r oject of water2manage ment of Zhenjiang,the app licati on of eco2concrete in rivage2p r otecting and p lant2 gr owing is described.The relati onshi p bet w een the basic materials of eco2concrete and the for mula of s oil t o be p r otected is analysed.The perf or mance indexes of eco2concrete in physics,mechanics and durability are discussed.Test results show that for eco2concrete with SR-3,its comp ressi on strength of 28days reachs t o20MPa,its per meability strength is bet w een0125c m/s and0160c m/s and its fr ost resistance is above60circulati ons.
Key words:rivage2p r otecting;p lant2gr owing;eco2concrete;perfor mance index;durability
混凝土作为人类使用量最大的建设材料,除了要满足现代人的需求外,更要注重降低环境负荷、改善环境,使其具有优良的环境协调性,考虑自然循环、生物保护和景观保护等生态学问题,实现人类的可持续发展.上世纪90年代吴中伟院士最早提出的绿色高性能混凝土,就具有良好的环境协调性能[1].“生态”混凝土与“绿色”混凝土概念类似,但“绿色”的重点在于对环境的“无害”,而“生态”强调的是直接“有益”于生态环境[2].
在国家863“十五”重大科技专项“镇江水环境处理”总课题的第三分项“生态堤—滨江带—湿地系统的修复和污染控制技术研究及示范”的生态堤中,采用文中提出的生态混凝土进行了现场浇筑,如图1所示.该混凝土除了起到护堤作用外,还由于其自身的多孔性和良好透气透水性,能实现植物和水中生物的生长,起到净化水质、改善景观和完善生态
收稿日期:2005-01-18
基金项目:国家“863”计划项目(2003AA601100-3)
作者简介:吴智仁(1964-),男,江苏镇江人,研究员(wzr63@https://www.doczj.com/doc/cf17436746.html,),主要从事生态混凝土的开发研究.
陆春华(1979-),男,江苏昆山人,硕士研究生(hua790527@https://www.doczj.com/doc/cf17436746.html,),主要从事混凝土的耐久性研究.
系统的多重功能
.图1 镇江某湿地生态混凝土浇筑现场
Fig .1 Work p lace of eco 2concrete at one wetland in Zhenjiang
1 生态混凝土的概念及分类
111 生态混凝土概念
日本混凝土工学协会于1995年提出了生态混凝土(Envir on mentally Friendly Concrete /Eco 2con 2crete )的概念.所谓生态混凝土,就是通过材料研选、采用特殊工艺制造出来的具有特殊的结构与表面特性的混凝土,能减少环境负荷,与生态环境相协调,并能为环保做出贡献.目前,国际上开发的生态混凝土的主要功能有护堤(主要指道路、河流、大坝及蓄水池的倾斜面)、路面排水、植生、净化水质、降低噪音、防菌杀菌、吸收去除NO x 以及阻挡电磁波等.112 生态混凝土的分类
目前,生态混凝土可分环境友好型(或负荷减
少型)和生物相容型(环境协调型)两大类[3,4]
.
所谓环境友好型生态混凝土,是指在混凝土的生产、使用直至解体全过程中,能够降低环境负荷的混凝土.目前,相关的技术途径主要有如下三条:①降低混凝土生产过程中的环境负担;②降低混凝土在使用过程中的环境负荷;③通过提高性能来改善混凝土的环境影响.
生物相容型生态混凝土是指能与动、植物等生物和谐共存,对调解生态平衡、美化环境景观、实现人类与自然协调具有积极作用的混凝土.根据用途,这类混凝土分为植物相容型生态混凝土、海洋生物相容型生态混凝土、淡水生物相容型生态混凝土以及净化水质型生态混凝土等.113 护堤植生型生态混凝土
作者研制的护堤植生型生态混凝土是一种具有较大孔隙率、高强度的透水性混凝土,它的主要特点是具有过滤效果性能的同时,还具有植生、改善环境等效果性能.在该文的示范工程中,每立方米生态混凝土基础材料的标准含量如表1所示.
表1中,SR -3是由镇江久久生态材料有限公司引进日本JCK 株式会社的先进技术,并加以开发
研制的一种生态混凝土专用添加材,其密度为11044g /m l .它是一种以碳酸钙、硅石粉为主要成分
的橘黄色无机质悬浮液,其标准参量为水泥质量的15%,它的作用是使生态混凝土实现所需的各项物
理(孔隙率、透水性、pH 值等)、力学性能(压缩强
度、耐久性等)指标.
表1 护堤植生型生态混凝土的配方(每立方米)
Tab .1 For m ul a for eco 2concrete
材料碎石/kg 江沙/kg 水泥/kg 添加材SR -3/L
水/
kg 水灰比/
(SR -3+W )/C
含量14003002503715
6715～7715
0142～0146
2 生态混凝土与受保护土体级配关系
护堤植生型生态混凝土的首要功能是护堤.江堤坡面的侵蚀主要来自两个方面:一是外在条件的风浪、降雨、温度等引起的侵蚀;另一方面是内在条件的水位下降而造成堤体堆土的流失(管涌现象).因此,该类型的生态混凝土除了具备一定的强度外,还必须具有过滤性能,即保证只让水安全渗透而土质细颗粒不流出.所以,由过滤性法则,可得到该类型生态混凝土的基础材料颗粒大小与受保护土体级配之间的关系有:①生态混凝土材料的15%颗粒直径/受保护土体15%颗粒直径>5;②生态混凝土材料的15%颗粒直径/受保护土体85%颗粒直径<5;③生态混凝土材料的颗粒大小曲线与受保护土体颗粒大小曲线越接近平行越好;④被保护坡体材料如果含有粗颗粒,其中颗粒直径在25mm 以下的部分适用于①和②;⑤混凝土属于非粘性材料,原则上颗粒直径在01075mm 以下细粒部分的总量在5%以下;⑥若被保护层属于土质或沙质,生态混凝土材料颗粒的最大直径应在75mm 以下;⑦生态混凝土材料应具有受保护材料的10～100倍的透水性.其中,不等式①是为使生态混凝土的透水性大于受保护材料的透水性而设定的;不等式②是为确定防止管涌现象而设定的.
3 与普通混凝土护堤技术比较
生态混凝土护堤技术与普通混凝土浇筑相比,具有以下优越性.
(1)排水性、透水性.现场施工的普通混凝土不具备透水性,其排水只能通过排水孔来实现;因此,混凝土与地基之间的衔接部位必须设置防止土、沙吸出的材料.而现场施工的透水性生态混凝土由于其自身
1
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特性,排水性和透水性都很好,能实现自由排水.
(2)对于波浪、地震的稳定性.普通混凝土施工面平滑,消波效果不理想,波浪上扬厉害;混凝土与堤体的刚度差别甚大,地震时由于两者动态特性不同导致变形过大而断裂.生态混凝土具有犹如米花糖状的表面,其消波效果好;且生态混凝土技术刚性柔软及具有多孔性等特点,对于地震时的变形适应性强.
(3)抗洗掘、流失性能.普通混凝土技术使用排水孔等排水结构,容易造成流线集中且流速较快,土粒子流失较严重.而生态混凝土技术由于自身的过滤效果和消波效果,对洗掘、流失具有高抵抗性能.
(4)改善自然环境.普通混凝土技术没有改善自然环境的功能;而生态混凝土技术的最大优点是能改善自然环境,具有连续孔隙的生态混凝土可以使水、空气自由渗透,不仅可以早期创造生物环境,更明显的是由于其孔隙内部以及外部附着、栖息的微生物、小动物类、藻类等可以有效地促进水质的自然净化.
由此可见,生态混凝土在道路、河流、大坝及蓄水池倾斜面的护堤中有着普通混凝土无法比拟的优越性,直接有利于自然生态环境.
4 生态混凝土的物理力学性能指标
411 物理性能指标
41111 孔隙率及其测定方法
文中的护堤植生型生态混凝土是一种多孔性混凝土,其优良的排水透水性能、植生性能以及净化水质性能都出自它的多孔性.为了保证植生,该生态混凝土的孔隙率R
viod
要求在20%以上.实现多孔性的途径很多,作者采用镇江久久生态材料有限公司研制的添加SR-3添加材的配方.
由于该生态混凝土表面犹如米花糖状,空隙较多,因此其孔隙率的测定是采用特殊手法来进行的.也有相关研究先测定试块在空气中的质量,然后再测定其在水中的质量,最后求得该试块的孔隙率[5]. 41112 透水性系数及其测定方法
透水性是护堤植生型生态混凝土的一个重要指标,它的大小随混凝土基础材料的颗粒组成不同而有些差异,这里要确保有011c m/s以上的透水系数.
表征生态混凝土透水性的透水系数在一定的水头下,单位时间内透过混凝土的水量与混凝土透水面积成正比,与混凝土透水厚度成反比.目前,国内还没有制定测定这种多孔混凝土透水性的标准方法,作者参照日本《日本混凝土协会多孔性混凝土施工指南》所规定的试验方法和试验仪器来测定该
生态混凝土的透水系数.经测试,该生态混凝土透水系数K
15
(水温为15℃时)在0125～0160c m/s之间,符合要求.
41113 pH值要求及其测定
普通混凝土由于其组成材料之一的水泥在水化
时,将产生占水泥石体积20%～25%的Ca(OH)
2使得混凝土呈强碱性,pH值高达13左右,这种碱性对用于结构物的钢筋混凝土来说是有利的,具有保护钢筋不被腐蚀的作用.但对于道路、港湾、护堤用混凝土材料,这种碱性不利于植物和水中生物的生长,因此植生型生态混凝土的pH值必须维持在不影响植物生长的水平,即低碱度生态混凝土.
生态混凝土pH值的测定是将达到一定龄期的混凝土破碎,充分研磨,过筛(0108mm方孔筛),称取10g,然后加入到10倍质量的蒸馏水中,用橡皮塞塞紧以防碳化,每隔约5m in震动均匀1次,2h 后用酸度计测定pH值.经初步测定,掺加了SR-3添加材,龄期为7d的植生型生态混凝土的pH值维持在10左右.
412 力学性能指标
生态混凝土的力学指标主要是指强度要求(抗压强度、抗折强度等).生态混凝土护堤技术要实现护堤这一基本功能,必须要有一定的强度做保证.添加了SR-3的多孔生态混凝土,虽然孔隙率较高(一般在20%以上),但其28d标准立方体抗压强度必须在18MPa以上.经初步测定自然养护7d的标准立方体试块的抗压强度在20～22MPa之间,可称得上是一种早强混凝土.
5 护堤植生型生态混凝土耐久性研究混凝土的耐久性是指在使用过程中,在内部的和外部的、人为的或自然的因素作用下,混凝土保持自身工作性能的一种性能[6].护堤生态混凝土直接裸露于空气和水中,经常受到水流的冲刷、气候变化以及各种物理化学侵蚀物质的作用,这对生态混凝土的耐久性提出了更高的要求[7].
511 外部因素
(1)风化作用.主要指由于水流冲刷引起的混凝土中离子流失的现象.生态混凝土的孔隙率较大,并且有良好的透水性,水在混凝土中流动时必然会使钙等离子大量流失,使水化产物分解,造成强度降低,很快失去胶凝作用,使结构破坏.
(2)冻融作用.护堤生态混凝土直接与水(淡水
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和海水两种情形)接触,其结构必然受到冻融作用的影响,这一点在北方寒冷地区将显得特别严重.连续的冻融循环使生态混凝土内部的损伤(已有的和新发展的)不断扩展,逐渐形成裂缝,导致结构表面开裂、脱落,性能降低,最终失效.冻融模型试验表明,该生态混凝土的抗冻耐久性在60次循环以上.
(3)碳化(中性化)作用.生态混凝土碳化是指大气中的CO
2
或某些酸性气体不断向混凝土内部扩散,并与其中碱性水化物起反应的一个很复杂的多相物理化学过程.碳化作用有两面性:一方面碳化降低了混凝土内部的pH值,提高材料的强度;另一方面碳化降低了孔隙率,影响到透水系数.
(4)反复荷载(疲劳)作用.水流对生态混凝土表面冲刷引起的作用力是一种反复荷载,在其作用下,必须考虑生态混凝土的疲劳耐久性问题.
除了以上4点之外,还有其他因素,如酸雨、氯离子侵蚀、硫酸盐作用以及微生物的侵蚀作用.
512 内部因素
(1)组成材料配合比的作用.混凝土的配合比直接关系到混凝土耐久性,再加上生态混凝土的开发、应用时间还不长,在满足特定功能要求下的生态混凝土配合比设计、施工以及管理理论还不够成熟,这些必然会影响到混凝土的耐久性.总之,这方面的影响还有待进一步研究.
(2)水泥基材料的物化变化作用.文中的生态混凝土的水胶比较低(0142),低水胶比的水泥基材料的物化性能研究包括混凝土的低收缩和自膨胀问题,这些问题都与混凝土的耐久性有关;另外,液体添加材SR-3在水泥水化过程中的作用以及对结构的影响都会涉及到结构的耐久性.
(3)碱—骨料反应.混凝土内部的碱—骨料反应引起的耐久性问题也是最常见的情形.研究和抑制生态混凝土碱—骨料反应也是耐久性研究的重要内容. 513 耐久性研究及评价方法
笔者从事混凝土结构(包括预应力混凝土)的耐久性研究已多年,以往的研究手段主要是理论研究和模型试验,从宏观力学模型评价混凝土结构的耐久性.但是要想深入地对生态混凝土耐久性损伤进行研究,找到其中的发展规律,必须开展多种尺度下(微观、细观以及宏观)的耐久性损伤研究[8].除了进行宏观试验及耐久性分析外,更主要是借助计算机技术和数值方法进行多种尺度的耐久性损伤数值(模拟)试验[9],探索生态混凝土耐久性损伤的发展规律,为生态混凝土的开发、评价以及推广奠定基础.6 结 论
在我国生态混凝土研究的时间并不长,相应的应用则更少见。此次国家863“十五”重大科技专项“镇江水环境处理”的第三分项中使用的生态混凝土能实现护堤、植生、净化水质等一系列功能,实现生态混凝土有益于生态环境、美化自然的功能.生态混凝土的力学、耐久性能研究是开发、应用、推广该产品的基础,这方面的研究有一定的实用价值.
参考文献(References)
[1] 吴中伟.绿色高性能混凝土与科技创新[J].建筑材
料学报,1998,1(1):1-7.
WU Zhong2wei.Green high perfor mance concrete and
innovati on[J].Journal of B uilding M aterials,1998,1
(1):1-7.(in Chinese)
[2] Glavind M,Munch2Petersen C.Green concrete in Den2
mark[J].S tructural Concrete,2000(3):19-25.
[3] Mzuguchi H.A revie w of envir onmentally friendly con2
crete[J].Concrete Journal,1998,36(3):257-263. [4] 李湘洲.走向可持续发展的生态混凝土技术[J].中
国建材,2003(1):34-35.
L I Xiang2zhou.Sustainable devel opment of ecol ogical
concrete technique[J].China B uilding M aterials,2003
(1):34-35.(in Chinese)
[5] 奚新国,倪亚茹.低碱度生态混凝土的初步研究[J].
新型建筑材料,2003(3):40-42.
X I Xin2guo,N I Ya2ru.Study on l ow alkaline ecol ogical
concrete[J].N e w B uilding M aterials,2003(3):40-
42.(in Chinese)
[6] 龚洛书,柳春圃.混凝土的耐久性极其防护修补[M].
北京:中国建筑工业出版社,1990.
[7] 张益多,刘荣桂.混凝土结构加固技术研究及应用综
述[J].江苏大学学报(自然科学版),2003,24(6):91
-94.
Z HANG Yi2duo,L I U Rong2gui.Survey on research and
app licati on of strengthening techniques of RC structure
[J].Journal of J iangsu U niversity(N atural Science Edi2
tion),2003,24(6):91-94.(in Chinese)
[8] 徐 力,刘荣桂.预应力结构设计使用寿命模型[J].
江苏大学学报(自然科学版),2003,24(1):71-74.
XU L i,L I U Rong2gui.Service life model f or p restressed
structure design[J].Journal of J iangsu U niversity(N a2
tural Science Edition),2003,24(1):71274.(in Chi2
nese)
[9] 唐春安,朱万成.混凝土损伤与断裂———数值试验
[M].北京:科学出版社,2003.
(责任编辑 陈持平)
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第5期 吴智仁等:现浇护堤植生型生态混凝土性能指标及耐久性能
④ XXXXXXX（XX）现代远程教育 毕业设计（论文）题目：浅谈混凝土结构耐久性问题 学习中心：XXXXXX 年级专业：函授XXX 专升本 学生姓名：XXX 学号：XXXXXXXXX 指导教师：X X X职称：副教授 导师单位：威海职业学院 中国石油大学（华东）远程与继续教育学院 论文完成时间：2012 年 6 月30 日
XXXXXXX（XX）现代远程教育 毕业设计（论文）任务书 发给学员xxx 1．设计(论文)题目：浅谈混凝土结构耐久性问题 2．学生完成设计(论文)期限：2012 年 1 月30 日至2012 年6 月30 日3．设计(论文)课题要求： 1）、重点论述提高我国中小型出口企业国际竞争力的对策 2）、论文字数不少于6000字。 3）、论文要求结构完整，思路清晰，论据缺凿，论点明确，有说服力。 4）、要从安全角度分析，从各个方面去论述。 5)、针对论文所重点阐述的内容，广泛查阅相关资料，为论文的写作奠定坚实的基础，提供有力的证据。 4．实验（上机、调研）部分要求内容： 如果条件具备，可深入企业进行实际调研，写出调研报告，为论文写作提供充分的素材 5．文献查阅要求： 广泛查阅与本文相关的文献材料，为论文写作奠定坚实的基础，通知注意文献材料的真实性。 6．发出日期：2012 年 1 月30 日 7．学员完成日期：2012 年 6 月30 日 指导教师签名： 学生签名：
摘要 混凝土耐久性是指结构在规定的使用年限内,在各种环境条件作用下,不需要额外的费用加固处理而保持其安全性、正常使用和可接受的外观能力。影响混凝土结构耐久性的因素有很多，本文通过从混凝土的渗透破坏、冻融破坏、侵蚀性介质的腐蚀、碱骨料反应、碳化和钢筋锈蚀六个方面论述了混凝土发生耐久性失效的原因及影响因素，对混凝土耐久性问题进行了研究。最终提出从混凝土材料的选择、结构设计和质量的生产控制三方面进行提高混土耐久性的处理措施。混凝土结构以其整体性好、耐久性好、可塑性强、维修费用少等优点广泛使用，随着混凝土结构应用领域越来越广泛，大量的混凝土结构由于各种各样的原因而提前失效，达不到预定的服役年限，混凝土耐久性发生失效现象日趋严重。 关键词：混凝土；耐久性；影响因素；措施
网络教育学院 本科生毕业论文（设计） 题目：混凝土结构耐久性浅谈 学习中心： 层次：专科起点本科 专业：土木工程 年级： 学号： 学生： 指导教师： 完成日期：2013 年11 月14 日
混凝土结构耐久性浅谈 内容摘要 混凝土由于其具有经济、耐久、节能等众多优点, 而成为重要的建筑材料, 其应用范围十分广泛。作为目前世界最大宗的人造建筑材料, 其在给人类带来巨大文 明进步的同时 , 也面临由此造成的严峻的资源、能源和环境问题。传统意义上的混 凝土由于自身结构材料和使用环境的特点, 还存在着严重的耐久性问题, 已不能满足混凝土行业的绿色可持续发展的要求。因此, 提高混凝土的耐久性是实现混凝土 环保化、节约化的积极有效措施。本文综述了耐久性对混凝土的重要意义, 并着重分析了影响混凝土耐久性的主要因素。最后介绍了目前世界上提高混凝土的耐久 性的研究结果以及目前国际上对混凝土的耐久性设计要求。 关键词：耐久性；混凝土；影响因素
混凝土结构耐久性浅谈 目录 内容摘 要 .................................................. ..................................................... ....................I 引言......................................... ......................................... ......................................... . 1 1 绪论......................................... ......................................... ......................................... . 2 1.1 混凝土耐久性问题的提出................................................... (2) 1.2 混凝土耐久性的概 念 .................................... ........................................ (2) 2 混凝土结构耐久性问题的分 析 ........................................... (3) 2.1 混凝土冻融破 坏 .................................... ........................................ (3) 2.1.1 破坏机 理 .......................... ............................. ............................. (3) 2.1.2 影响因 素 .......................... ............................. ............................. (4) 2.2 混凝土渗透破 坏 .................................... ........................................ (4) 2.2.1 破坏原 因 .......................... ............................. ............................. (4) 2.2.2 影响因 素 .......................... ............................. ............................. (5) 2.3 碱骨料反 应 ..................................... ........................................ (5) 2.3.1 破坏原 因 .......................... ............................. ............................. (5) 2.3.2 影响因 素 .......................... ............................. ............................. (6) 2.4 混凝土的碳 化 .................................... ........................................ (6) 2.4.1 破坏原 因 .......................... ............................. ............................. (6) 2.4.2 影响因 素 .......................... ............................. ............................. (7) 2.5 钢筋锈 蚀 ..................................... ........................................ (7) 2.5.1 破坏原 因 .......................... ............................. ............................. (7) 影响因 素 ..........................
植生型混凝土砌块护岸的特点及施工工序 植生型混凝土砌块护岸的特点 1、植生型混凝土砌块植生型混凝土由多孔混凝土、保水材料、难溶性肥料和表层土构成。多孔混凝土由粗骨料、水泥以及适量的掺合料经过特殊技术制造而成，其多孔结构和巨大的比表面积适宜绿色植物的生长以及 微生物的富集；保水材料以有机质保水剂为主，并掺人无机保水剂混合使用，为植物生长提供所需水分；表层土铺设于生态混凝土表面，为植物发 芽提供初期养分。 植生型混凝土砌块是以植被的生长规律为指导，以无砂大孔隙混凝土理论为基础开发出来的一种新型护岸构件。该结构以多孔混凝土预制块为骨架，孔隙率>15％，形成护岸的刚性结构，具有较好的抗冲刷性能。其连续贯通的多孔结构具有良好的透气性和渗水性，为动植物提供了良好的生存空间，同时也为微生物提供了栖息场所。植物根系在多孔混凝土砌块体内的生长和穿透，可形成对基础坡体的锚固作用，增加了河堤的抗滑力。同时，异株植物根系的盘根交织与坡体有机融为一体，也起到透水、保土、固坡的作用。 2、植生型混凝土砌块的形式目前较为常见的植生型混凝土砌块主要有球形、矩形、扇形、自嵌式、鱼巢式等几种形式。 (1) 四连球砌块。4连球砌块由4 个半球+圆台的组合体两两串接形成，单球直径均为250 mm砌块高250 mm中部的圆孔状植物空腔直径为104 mm可种植草本植物及小灌木。此砌块护岸要求设计坡比为1 ：1 ．5 以上。
（2）矩形砌块。矩形砌块尺寸为（长X宽X高）550 mm x330 mm x 250 mm砌块上3个直径为80 mnll勺圆孔和砌块四周的圆弧形构造共同形成植物空腔，有利于植物的生长繁殖。此砌块护岸要求设计坡比为1：1．5 以上。 （3）扇形砌块。扇形砌块尺寸为（长X宽X高） 490 mm X 380 mm X 205 mm。砌块前部为多边形曲面和植物空腔，后部为挡土结构和阻滑梗。砌块后缘的阻滑梗不仅能使上下砌块叠加后紧密咬合，而且其独特的退阶结构使得挡墙自然形成75。左右的斜坡，墙体重心内移，可增加挡土面的抗倾覆能力。此种砌块护岸无放坡要求，在岸坡土地受限，无法放坡的河道上普遍适用。 （4）自嵌式砌块。自嵌式砌块尺寸为（长X宽X高）490 mm X 380 mr X 205 mm砌块按设计要求铺装后可通过自身独特的自嵌式构造，实现砌块问的自锁功能，可增加挡土面的抗侧推力。砌块间的构造孔形成的植物空腔，可种植草本植物及小灌木。此砌块护岸要求设计坡比为1：1．5 及以上。 （5）鱼巢式砌块。鱼巢式砌块尺寸为（长X宽X高）400mm< 400 mr X 300 mm分有孔和无孔两种型号。中部生物孔直径为80mm 4个角柱尺寸均为（长X宽X高）140 mm X 140 mn X 150 mm鱼巢砌块不单独作为护岸形式铺装，只能与其他形式的砌块构件搭配铺装，共同形成复合式生态护岸。将鱼巢砌块铺装于常水位以下的混凝土底板上，可以为水生动物提供良好的栖息场所。
高性能混凝土 简介 高性能混凝土（High performance concrete,简称HPC）是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土。它以耐久性作为设计的主要指标，针对不同用途要求，对下列性能重点予以保证:耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性和经济性。为此，高性能混凝土在配置上的特点是采用低水胶比，选用优质原材料，且必须掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂。 定义 1950年5月美国国家标准与技术研究院（NIST）和美国混凝土协会（ACI）首次提出高性能混凝土的概念。但是到目前为止，各国对高性能混凝土提出的要求和涵义完全不同。 美国的工程技术人员认为：高性能混凝土是一种易于浇注、捣实、不离析，能长期保持高强、韧性与体积稳定性，在严酷环境下使用寿命长的混凝土。美国混凝土协会认为：此种混凝土并不一定需要很高的混凝土抗压强度，但仍需达到55MPa以上，需要具有很高的抗化学腐蚀性或其他一些性能。 日本工程技术人员则认为，高性能混凝土是一种具有高填充能力的的混凝土，在新拌阶段不需要振捣就能完善浇注；在水化、硬化的早期阶段很少产生有水化热或干缩等因素而形成的裂缝；在硬化后具有足够的强度和耐久性。 加拿大的工程技术人员认为，高性能混凝土是一种具有高弹性模量、高密度、低渗透性和高抗腐蚀能力的混凝土。 综合各国对高性能混凝土的要求，可以认为，高性能混凝土具有高抗渗性（高耐久性的关键性能）；高体积稳定性（低干缩、低徐变、低温度变形和高弹性模量）；适当的高抗压强度；良好的施工性（高流动性、高粘聚性、自密实性）。 中国在《高性能混凝土应用技术规程》（CECS207-2006）对高性能混凝土定义为：采用常规材料和工艺生产，具有混凝土结构所要求各项力学性能，具有高耐久性、高工作性和高体积稳定性的混凝土。 高性能混凝土的技术路线 高性能混凝土是由高强混凝土发展而来的，但高性能混凝土对混凝土技术性能的要求比高强混凝土更多、更广乏，高性能混凝土的发展一般可分为三个阶段：
天府新区博览城区域路网项目 (山东路一期) 喷 射 植 生 砼 施工方案 审定： 审核： 编制： 中国十九冶集团有限公司 2014年11月16日
目录 一、工程概况 (3) 二、施工工艺流程 (3) 三、施工方法 (4) 3.1施工顺序及指标要求 (4) 3.2施工准备 (4) 3.3施工工艺 (6) 3.3.1坡面整治 (6) 3.3.2泄水孔安装 (7) 3.3.3植生砼的配料、拌和及运输 (7) 3.3.4喷射植生砼 (7) 3.3.5覆盖无纺布 (8) 3.3.6养护成活 (8) 四、施工设备、人员配备 (9) 4.1机具配备 (9) 4.2劳动力组织 (9) 五、工程质量保证措施 (10) 六、工期保证措施 (10) 七、安全生产措施 (11) 八、文明施工措施 (11) 九、环境保护措施 (11)
一、工程概况 山东路挖方坡面为强~中风化泥岩或砂岩岩石坡面，坡率1:1～1:0.75，设计为锚杆挂网喷射植生砼防护，植生砼喷射厚度为10cm，工程数量为44830 m2。锚杆：Φ50钻孔，纵横间距2.0m，Φ18支撑钢筋（Φ18锚杆长度每根为1.5m 和2.5m），M30水泥砂浆锚固；钢丝网：Φ3镀锌钢丝网；泄水孔：Φ50PVC管。 锚杆挂网喷植生砼是先把锚杆施作完成后，铺一层机编双纽结镀锌铁丝网，以增加坡面稳定性和形成若干个小的草床后，再喷含有草籽的植生混合料的方法，其核心是植生混凝土配合比。植生混凝土是根据边坡地理位置、边坡角度、岩石性质、绿化要求等来确定水泥、种植土、腐植质、保水剂、长效肥、绿化添加剂、混合植绿种子和水组成比例。绿化添加剂的作用是增加护坡强度和抗冲刷能力，而且使植生混凝土层不产生龟裂，又可以改变植生混凝土酸碱特性，从而创造出较好的植物生长环境。 二、施工工艺流程
第26卷第5期2005年9月 江苏大学学报(自然科学版) Journa l o f Jiangsu U ni v ers it y(N atura l Sc ience Edition) V o.l26N o.5 Sep.2005 现浇护堤植生型生态混凝土性能指标及耐久性能 吴智仁1,陆春华2,刘荣桂2,吴春笃3,彭振华1 (1.镇江久久生态材料有限公司,江苏镇江212003; 2.江苏大学理学院,江苏镇江212013; 3.江苏大学生物与环境工程学院, 江苏镇江212013) 摘要:概括介绍了生态混凝土的概念、性质以及分类情况,就国家863专项/镇江水环境处理0中的生态堤部分,提出了护堤植生型生态混凝土的概念及其护坡技法;然后对混凝土基础材料与受保护土体级配之间的关系进行了分析,重点讨论了该生态混凝土在物理、力学以及耐久性方面的性能指标.试验结果表明:添加了SR-3的生态混凝土,其28天的抗压强度达到20M Pa以上,透水系数在0125~0160c m/s之间,并且抗冻耐久性在60次循环以上. 关键词:护堤;植生;生态混凝土;性能指标;耐久性能 中图分类号:TU528文献标识码:A文章编号:1671-7775(2005)05-0380-04 Perfor m ance index and durability of eco-concrete cast on site for rivage-protecti ng and pl ant-growing WU Zhi-ren1,LU Chun-hua2,LIU R ong-gui2,WU Chun-du3,PE NG Zhen-hua1 (1.Zhen jiang Ji u jiu Eco-consci ou sM at eri al Co.Ltd,Zh e n jiang,J i angs u212003,Ch i na;2.Facu lt y of S cience,Ji angs u U nivers i ty,Zhen-ji ang,J i angs u212013,Ch i na;3.School ofB iol ogical and E nvi ron m en tEngi n eeri ng,J i angs u Un i versity,Zhen jiang,J i angs u212013,Ch i na) Abst ract:The conception,property and c lassification of eco-concrete are introduced.As part of the863 pro ject o fw ater-m anage m ent o f Zhenjiang,the app lication o f eco-concrete i n ri v age-protecting and p lan-t gro w i n g is descri b ed.The re lationsh i p bet w een the basic m aterials o f eco-concrete and the for mu la of so il to be protected i s ana l y sed.The perfor m ance i n dexes of eco-concrete i n physics,m echanics and durability are discussed.Test resu lts sho w that for eco-concrete w it h SR-3,its co mpressi o n strength o f 28days reachs to20M Pa,its per m eab ility streng th is bet w een0125c m/s and0160c m/s and its frost resistance is above60c ircu lations. K ey w ords:rivage-protecti n g;p lan-t gro w i n g;eco-concrete;perfor m ance i n dex;durability 混凝土作为人类使用量最大的建设材料,除了要满足现代人的需求外,更要注重降低环境负荷、改善环境,使其具有优良的环境协调性,考虑自然循环、生物保护和景观保护等生态学问题,实现人类的可持续发展.上世纪90年代吴中伟院士最早提出的绿色高性能混凝土,就具有良好的环境协调性能[1]./生态0混凝土与/绿色0混凝土概念类似,但/绿色0的重点在于对环境的/无害0,而/生态0强调的是直接/有益0于生态环境[2]. 在国家863/十五0重大科技专项/镇江水环境处理0总课题的第三分项/生态堤)滨江带)湿地系统的修复和污染控制技术研究及示范0的生态堤中,采用文中提出的生态混凝土进行了现场浇筑,如图1所示.该混凝土除了起到护堤作用外,还由于其自身的多孔性和良好透气透水性,能实现植物和水中生物的生长,起到净化水质、改善景观和完善生态 收稿日期:2005-01-18 基金项目:国家/8630计划项目(2003AA601100-3) 作者简介:吴智仁(1964-),男,江苏镇江人,研究员(w zr63@126.co m),主要从事生态混凝土的开发研究. 陆春华(1979-),男,江苏昆山人,硕士研究生(hua790527@163.co m),主要从事混凝土的耐久性研究.
试论混凝土结构的耐久性及其检测 摘要：混凝土结构是目前应用最广泛的工程结构，因此对现有混凝土结构及正在建设的混凝土结构进行的耐久性检测与评估就显得十分重要。本文结合作者的工作实际对混凝土结构的耐久性检测与评估过程进行讨论。 1、前言 混凝土结构在土木工程中得到应用以来，它的诸多优点已经得到充分体现，因此混凝土结构是目前应用最广泛的结构。虽然混凝土结构具有寿命长和较长时间无需维护的特点，但任何结构在长期的自然环境和使用环境的双重作用下，其功能将逐步衰减，这是一个不可逆的客观规律。混凝土结构在外部因素及其自身内在因素作用下，其安全性和使用功能都将有所下降。在这种情况下，混凝土结构耐久性问题就日益突出。 从混凝土应用于土木工程至今，大量的钢筋混凝土结构由于各种各样的原因而提前失效，达不到预定的服役年限；这其中有的是由于结构设计的抗力不足造成的，有的是由于使用荷载的不利变化引起的，但更多的是由于结构的耐久性不足导致的；特别是沿海及近海地区的混凝土结构，由于海洋环境对混凝土的腐蚀，导致钢筋锈蚀而使结构发生早期损坏，丧失了结构的耐久性能，已成为实际工程中的重要问题。早期损坏的结构需要花费大量的财力进行维修补强，甚至造成停工停产的巨大经济损失。 所谓混凝土结构耐久性，是指混凝土结构在自然环境、使用环境及材料内部因素的作用下，在设计要求的目标使用期内，不需要花费大量资金加固处理而保持其安全、使用功能和外观要求的能力。国内外经验表明，混凝土对环境作用的抗力不够只是一个方面，施工质量差则是混凝土结构耐久性不良的主要原因之一。多种环境侵蚀会损害混凝土耐久性，但其中最主要的是钢筋锈蚀应起的混凝土开裂、剥落，钢筋断面减小，粘结力丧失，最终导致混凝土结构破坏，缩短使用寿命。 在施工、设计、维护等都会影响混凝土耐久性。常见的施工问题如混凝土质量不合格、钢筋保护层厚度不足都有可能导致钢筋提前锈蚀。另外，在混凝土结构的使用过程中，由于没有合理的维护而造成结构耐久性的降低也是不容忽视的，如对结构的碰撞、磨损以及使用环境的劣化，都会使混凝土结构无法达到预定的使用年限。 一位美国学者通过调查研究得出工程质量风险管理费用的“五倍定律”：对新建项目在钢筋防护方面在五个不同阶段的投资，每推迟一个阶段进行防护，其投入的资金分别是上一阶段的五倍。这四个阶段是建设阶段，始锈阶段，涨裂阶段，破坏阶段。所以对混凝土结构的耐久性检测与评估就显示出其重要性与必要性。我们国家现在正是进入大规模建设的阶段，在建设阶段投入必要的资金对混凝土结构进行必要的耐久性设计与施工控制，将大大减少后期对建筑维护的投资，真正做到使用寿命设计。 2、影响混凝土材料耐久性的机理
植生混凝土技术 1.主要技术内容 植生混凝土是以多孔混凝土为基本构架，内部是一定比例的连通孔隙，为混凝土表面的绿色植物提供根部生长、吸取养分的空间，是一种植物能直接在其中生长的生态友好型混凝土。基本构造由多孔混凝土、保水填充材料、表面土等组成。主要技术内容可分为多空混凝土的制备技术、内部碱环境的改造技术及植物生长基质的配制技术、植生喷灌系统、植生混凝土的施工技术等。 2.技术指标 （1）护堤植生混凝土 主要材料组成：碎石或碎卵石、普通硅酸盐水泥、矿物掺合料（硅粉、粉煤灰、矿粉）、水、高效减水剂。 护堤植生混凝土主要是利用模具制成的包含有大孔的混凝土模块拼接而成，模块含有的大孔供植物生长；或是采用大骨料制成的大孔混凝土，形成的大孔供植物生长；强度范围在10MPa 以上；混凝土密度1800～2100kg/m3；混凝土空隙率不小于15%，必要时可达30%。 （2）屋面植生混凝土材料组成：轻质骨料、普通硅酸盐水泥、硅粉或粉煤灰、水、植物种植基。主要是利用多孔的轻骨料混凝土作为保水和根系生长基材，表面敷以植物生长腐殖质材料；混凝土强度5～15MPa之间；屋顶植生混凝土密度700～1100kg/m3；屋顶植生混凝土空隙率18%～25%。 （3）墙面植生混凝土材料组成：天然矿物废渣（单一粒径5～8mm）普通硅酸盐水泥、矿物掺合料、水、高效减水剂。主要是利用混凝土内部形成庞大的毛细管网络，作为为植物提供水分和养分的基材；混凝土强度5～15MPa之间；墙面植生混凝土密度1000～1400kg/m3；混凝土空隙率15%～22%。 3.适用范围 适用于屋顶绿化，河流两岸护坡等表面的绿化与保护。
生态混凝土的发展历程和前景 班级：1233101 学号：1123310123 姓名：赵勇 摘要：生态混凝土是一种新型的生态建筑材料，具有广阔的应用前景。介绍了生态混 凝土的概念、分类以及国内外研究、应用现状，并指出了生态混凝土的意义及其发展趋势。 关键词：生态混凝土；研究现状；发展趋势 混凝土是目前使用最为广泛的建筑人造材料，在给人类提供便利的同时，也给全球生态环境带来了巨大的挑战和危害。这种人造硬化水泥石，为保证高强度和长耐久追求结构的密实性，而正是这种密实性只是混凝土缺少透气性和透水性，缺乏调节空气湿度、温度的能力，引发“热岛效应”、地下水得不到补给等诸多问题，混凝土其强碱性也不利于周围植物生长。为此发展新型混凝土，改善生态环境显得极为重要。生态混凝土作为一种新型建筑材料应运而生。 1 生态混凝土的概念及分类 1.1 生态混凝土的概念 “生态”混凝土与“绿色”混凝土概念类似，但是“绿色”的涵义可理解为：节约资源、能源；不破坏环境，更有利于环境；可持续发展，既满足当代人的需求，又不危害子孙后代，且能满足其需要。而“生态”更强调的是直接“有益”于生态环境。生态混凝土是一类特殊的混凝土，是通过材料研选、采用特殊工艺、制造出来的具有特殊的结构与表面特性的混凝土，能减少环境负荷，并能与生态环境相协调，从而为环保做出贡献。生态混凝土的提出，标志着人类在处理混凝土材料与环境的关系过程中采取了更加积极、主动的态度。 1.2 生态混凝土的分类 生态混凝土可分为环境友好型(减轻环境负荷型)生态混凝土和生物相容型(环境协调型)生态混凝土两大类。 (1) 环境友好型生态混凝土 所谓环境友好型生态混凝土，是指在混凝土的生产、使用直至解体全过程中，能够降低环境负荷的混凝土。目前,相关的技术途径主要有以下3条: ①降低混凝土生产过程中的环境负担。这种技术途径主要通过固体废弃物的再生利用来实现，这种混凝土有利于解决废弃物处理、石灰石资源和有效利用能源的问题，成品为废弃物再生混凝土。 ②降低混凝土在使用过程中的环境负荷。这种途径主要通过提高混凝土的耐久性,或者通过加强设计、搞好管理来提高建筑物的寿命。延长了混凝土建筑物的使用寿命，就相当于节省了资源和能源，减少了CO2 的排放量。 ③通过提高性能来改善混凝土的环境影响。这种技术途径是通过改善混凝土
试论高性能混凝土 姓名:*** 学院:＊****＊＊**＊＊* 学号：***＊****＊*
摘要 , 高性能混凝土是一种是以耐久性为主要指标同时具备高强、高早强、高施工性等优异性能的新型混凝土。应该通过制备的科学性以及提高浇筑、捣实等施工方法和工艺来提高混凝土的高施工性、高强度和体积稳定性从而提高道路桥梁的使用寿命和整体经济效益。 The high-ｐerｆormance concrｅte is ｂasｅd on duraｂility as the main inｄicatｏrs, ａlonｇｗiｔh hｉgｈsｔrｅｎgｔｈ，high early strength, high ｗｏrkability anｄeｘcｅllent ｐerｆoｒｍancｅoｆnew concｒeｔe．Through the prepａration ｏｆthe ｓcientific and improve ｔhe castiｎg, to trａｃe the actuaｌｃonｓtructｉon methods anｄprocess to imｐｒｏve conｃrｅte constｒuction，ｈｉgh ｓtrenｇtｈaｎd volumｅsｔabilitｙ, therｅbｙenhancing thｅｌife aｎd ｔhe oｖeｒall econｏmicｂｅnｅfitｓof roads and bridｇes. 关键字：高强、高性能混凝土 1 高性能混凝土的定义 高性能混凝土（HigｈPｅrｆormａnce Conｃｒete,简称HPC)是在高强度混凝土（Ｈｉgh Sｔｒength Concｒetｅ，简称HＳC）的基础上发展起来的。在不同国家,甚至是同一国家的不同应用部门，对高性能混凝土的定义都有差别。美国和加拿大的学者认为高性能混凝土应该是高耐久性的，而不仅仅是高强度；除了强度之外，高耐久性还应包括高的体积稳定性、低渗透性和高工作性。日本学者更重视混凝土的工作性,认为高流态、免振自密实混凝土就是高性能混凝土。英国和北美学者则更重视混凝土的强度。 综合分析各种观点，我国学者提出:高性能混凝土是在大幅度提高常规混凝土性能的基础上采用现代(先进的预拌)混凝土技术,选用优质原材料，除水泥、水、集料外，必须掺加足够数量的活性细掺料和高效外加剂的一种新型高技术混凝土。高性能混凝土应具有几种性能：耐久性、工作性及各种力学性能。 但目前,高性能混凝土的概念又有了新的变化，清华大学冯乃谦教授提出普通混凝土也可能高性能化，其研究成果在工程实际中也得到了应用。因此,高性能混凝土并不一定强调高强,还包括普通混凝土的高性能化。 2 高性能混凝土产生的背景 传统的混凝土虽然已有近200 年的历史，也经历了几次大的飞跃,但今天却面临着前所未有的严峻挑战: (1)随着现代科学技术和生产的发展,各种超长、超高、超大型混凝土构筑物，以及在严酷环境下使用的重大混凝土结构，如高层建筑、跨海大桥、海底隧道、海上采油平台、核反应堆、有毒有害废物处置工程等的建造需要在不断增加。 这些混凝土工程施工难度大，使用环境恶劣、维修困难,因此要求混凝土不但施工性能要好,尽量在浇筑时不产生缺陷，更要耐久性好,使用寿命长。 （２) 进入20世纪7０年代以来，不少工业发达国家正面临一些钢筋混凝土 结构，特别是早年修建的桥梁等基础设施老化问题，需要投入巨资进行维修或更新。1987 年美国国家材料咨询局的一份政府报告指出：在美国当时的57．5
浅谈影响混凝土结构的耐久性主要因素及防护措施随着混凝土的广泛应用，混凝土的耐久性也越来越受到人们的关注了，在实际工程中，混凝土工程质量的优劣对整个工程质量有着举足轻重的影响。混凝土结构以其整体性好、耐久性好、可塑性强、维修费用少等优点广泛使用于整个20世纪，发现混凝土的耐久性问题则是在60至70年代。一些发达国家的混凝土桥使用了三四十年后，纷纷进入老化期。人们始料不及的是混凝土材料在不利的环境、运用条件下，出现了一系列影响结构耐久性的物理、化学现象，如结构混凝土的碳化、保护层剥落、裂缝的发展、钢筋锈蚀、渗透冻融破坏、混凝土集料的化学腐蚀等等。我国七十年代后期建造的混凝土桥梁亦发现有严重的开裂现象。因而混凝土结构的耐久性问题已成为结构工程师们不容忽视的一个问题。 混凝土结构的耐久性概括起来是指混凝土抵抗周围不利因素长期作用的性能。结构耐久性问题主要表现为：混凝土损伤；钢筋的锈蚀、脆化、疲劳、应力腐蚀；以及钢筋与混凝土之间粘结锚固作用的消弱等三个方面。从短期效果而言，这些问题影响结构的外观和使用功能；从长远看，则为降低结构安全度，成为发生事故的隐患，影响结构的使用寿命。下面从影响混凝土结构耐久性的主要因素和提高耐久性的技术措施两个方面来探讨混凝土的耐久性问题。 影响混凝土耐久性的主要因素有这么几点： （1）抗冻失效。 原因：混凝土的抗冻性等级过低。寒冷地区，有较长的冰冻期，渗入到混凝土中的水结冰又融化，如此反复，使混凝土的裂缝不断扩大，导致结构慢性破坏作用。冻融的结果，加剧了碱-骨料反应、盐腐蚀的破坏作用。碱-骨料反应、盐腐蚀、冻融作用是混凝土结构的三大主要破坏因素，都因水进入混凝土内部引起。混凝土结构是多孔的，在塑性期或硬化初期会因水分蒸发造成早期开裂。在以后的使用过程中，早期产生的裂缝会随着反复荷载的冲击逐渐扩展。如果没有完善的防水系统，带有腐蚀性物质的水就会从孔隙渗入到混凝土中和从裂缝中流入到混凝土中。在混凝土内部产生的损害，它导致混凝土性质改变。 处理方法：1，调整配合比方法。主要适用于在0℃左右的混凝土施工。具体做法：①选择适当品种的水泥是提高混凝土抗冻的重要手段。试验结果表明，应使用早强硅酸盐水泥。该水泥水化热较大，且在早期放出强度最高，一般3d抗压
植生混凝土的调查研究分析 发表时间：2019-10-24T16:36:55.133Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年15期作者：普永刚曹枢谷小帅杨建斌董志勇 [导读] 在环保与可持续发展的大环境下，为了修复生态环境，实现公路、铁路、河渠、堤坝的全面绿化，植生混凝土应运而生。 中建一局（集团）有限公司西安 710000 摘要：随着近几年环保形势越来越严峻，以及可持续发展在我们的社会中越来越被人们所重视，这使得现代混凝土行业必须坚持走可持续发展与混凝土发展相结合的绿色、生态的混凝土道路。但道路、水利、等建设均需要大量的开挖边坡，导致生态破坏严重。 为了减少混凝土护坡对当地水域环境所产生的负面影响，使道路、河道等两旁的护坡也能够融入到整个生态环境系统中，植生混凝土被越来越多的学者所研究。本文总结了植生混凝土的研究现状，研究了植生混凝土的制备以及其如何降碱和选择种植植物，以及其所存在的问题及其以后发展的方向。 关键词：植生混凝土，研究进展，护坡，降碱，植物选择 1研究意义 近年来，更多的人意识到环境的可持续发展尤为重要。但随着我国城市面积的扩大，湖泊与河流的安全、生态和环境问题日益严重，许多湖泊、河流护坡依然更多的采用传统混凝土护坡形式。在环保与可持续发展的大环境下，为了修复生态环境，实现公路、铁路、河渠、堤坝的全面绿化，植生混凝土应运而生。 植生型混凝土是以多孔混凝土为承载基体，混凝土能够生长植物，在实现安全防护的同时又能实现生态种植。通过对原材料的选择，采用特殊工艺制作而成的一种能将工程防护和生态修复很好的结合起来的新型护坡材料[1-2]。 2国内外研究现状 2.1国外的研究现状 日本从90年代开始研究能改善水质富营养化状况的混凝土材料，提出了“亲水”的概念；大成建设技术研究所进行了连续4年的探索性研究，1993年提出了环境理念材料的概念。在20 世纪90年代，为了达到边坡稳定，生态护坡的目的，日本就开始研究多孔混凝土，并组织建立了生态混凝土工学会[3-4]。 韩国韩美科学株式会社的Gil BJ等提出了一种降低混凝土碱性方法，可以中和混凝土基层砌块的碱成分，并削弱混凝土中的有害元素和阻碍植物生长不利元素。具体方法为：将干燥的混凝土块浸入含有水、乙酸和稀酸的水溶液中，以中和碱性，之后将混凝土块浸入盛满水的水池中，以稀释混凝土块上的弱酸溶液并干燥。试验结果表明PH值为12的强碱性混凝土块，中和后PH值可降为7～8[5]。 美国亚利桑那州立大学的 Narayanan Neithalath 与澳大利亚南澳大学的Beecham研究了不同骨料尺寸对植生型多孔混凝土的影响，实验结果表明：植生型多孔混凝土的孔径随着骨料尺寸的增加而增大[6-7]。 美国德克萨斯A&M大学的CY Sung利用不饱和聚酯树脂，通过在多孔聚合物块中种植冷季型草和草本植物形成新型的植生混凝土，利用不饱和聚酯树脂，通过提高种植在聚合物砌块上的覆盖度和种植性能，以提高多孔聚合物混凝土的强度性能[8]。 2.2国内研究现状 国内对于植生混凝土的研究和应用开始的较晚，在上世纪90年代吴中伟院士开始提出了绿色高性能混凝土。我国虽起步较晚，但近些年来在这方面还是取得了一定的研究成果。 唐瑞通过采用粗集料粒径为16-20mm、20-25mm、25-30mm三种碎石级配，制备植生混凝土并测其物理力学性能发现植生混凝土的抗压强度随粗集料粒径的增大而降低且当粗集料粒径为16-20 mm 时，植生混凝土标准养护28d后的抗压强度可达5.39Mpa，且混凝土的孔隙率大于30%，并且分析了三种降碱方式发现采用低碱硫铝酸盐水泥制备的植生混凝土，标准养护28d后内部孔隙环境pH值呈中性[9]。 房嘉明针对多孔混凝土孔隙内碱环境进行多种方式的降碱处理，试验发现喷洒硫酸亚铁降碱效果相对较好，使孔隙内碱度降低了16%。探索植生工艺进行植生试验，获得28d 植生效果为植被密度81株/dm2、植被高18cm、抗压强度8.8MPa、透水系数11.47mm/s及植生基材碱度为8.26的生态护坡方案[10]。 3植生混凝土的主要优点 植生混凝土是一种能适应动植物生长的新型生态环保混凝土材料，符合国家对环保及可持续发展的要求，对美化城市，促进生态文明有着积极的作用。 主要优点如下 （1）植生混凝土良好的透水性，在强降雨的情况下可迅速排水，并且具有良好的反滤性，可减少流水侵蚀下堤坝管涌和土壤流失的现象。 （2）可实现植生绿化、生物共存、水质净化等功能。 （3）植物能从地表吸收热量，有助于减少城市热岛效应。 （4）由于具有很高的孔隙率，增强了河道的自净能力、吸收周边噪音。 4存在的问题及发展方向 目前，无论是在国际上还是在国内，植生混凝土的应用已经取得了一定的成效和成果，植生混凝土相对于普通混凝土，具有透水、适应植物的生长、提高河道两旁绿化和净化水质等作用，对环境及生态有着好的影响。虽然我们在植生混凝土取得了一定的成就，但同时也暴露了相当多的问题： （1）目前为止我国暂没有植生混凝土应用的详细规范、技术性文件来指导试验研究和工程设计，这在很大程度上限制了植生混凝土在实际工程中的应用。 （2）混凝土内部呈碱性，若出现碱性溢出则会对混凝土中植物的生长产生非常不利的影响。人们虽对碱度控制进行了研究，抑碱方式多样，但缺乏大面积工程实例，应用很少，在这方面还得进行更多的研究。 （3）植生混凝土内部孔隙率较高强度偏低，既想要其有一定的强度又想植物可以很好的生长，如何达到两者间的平衡决定了植生混凝
浅谈高性能混凝土耐久性的特点及应用 发表时间：2017-12-11T15:56:24.677Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第19期作者：刘颜峰 [导读] 通过掺加外加剂和掺合料配制而成的具有高工作性、高强度、高耐久性的综合性能优良的混凝土。 齐鲁交通发展集团有限公司德州分公司山东省德州市 253000 摘要：高性能混凝土是指采用普通原材料、常规施工工艺，通过掺加外加剂和掺合料配制而成的具有高工作性、高强度、高耐久性的综合性能优良的混凝土。 关键词：混凝土；耐久性；应用；控制措施 从去年在105国道到现在聊城路网改建，接触高性能混凝土也有两年时间了，对高性能混凝土耐久性有点皮毛认识。 高性能混凝土是指采用普通原材料、常规施工工艺，通过掺加外加剂和掺合料配制而成的具有高工作性、高强度、高耐久性的综合性能优良的混凝土。具体是： 1)拌合料呈高塑或流态、可泵送、不离析，在减河大桥40米箱梁混凝土坍落度180-220mm，便于浇筑密实； 2)在凝结硬化过程中和硬化后的体积稳定，水化热低，不产生微细裂缝，徐变小； 3)有很高的抗渗性。其中高工作性是高性能混凝土必须具备的首要条件，即高流动性、高抗分离性、高间隙通过性、高填充性、高密实性、高稳定性；并同时具备低成本的技术经济合理性。高性能混凝土具有很丰富的技术内容，其核心是保证耐久性。 1混凝土工程耐久性不足的后果 混凝土工程因其工程量浩大，将会因耐久性不足对未来社会造成极为沉重的负担。据我从网上搜索的资料美国一项调查显示，美国的混凝土基础设施工程总价值约为6万亿美元，每年所需维修费或重建费约为3千亿美元。美国50万座公路桥梁中20万座已有损坏，平均每年有150-200座桥梁部分或完全坍塌，寿命不足20年；美国共建有混凝土水坝3,000座，平均寿命30年，其中32%的水坝年久失修。 美国对二战前后兴建的混凝土工程，在使用30-50年后进行加固维修所投入的费用，约占建设总投资的40%-50%以上。中国50-60年代所建设的混凝土工程已使用40余年，如果我国混凝土工程的平均寿命按30-50年计，在今后的10-30年内，为了维修建国以来所建基础设施的费用，将是极其巨大的。 目前，我国的基础设施建设工程规模宏大，每年高达２万亿元人民币以上，约30-50年后，这些工程也将进入维修期，所需的维修费或重建费将更为巨大。作为21世纪的高性能混凝土，更要从提高混凝土耐久性入手，以降低巨额的维修和重建费用。 2影响混凝土耐久性的主要因素 一般混凝土工程的使用年限约为50-100年，不少工程在使用10-20年后，有的甚至使用9年以后，即需要维修。用普通水泥混凝土所完成的工程不能满足耐久性(超耐久)要求的根本原因，在于混凝土本身的内部结构。 首先，为满足混凝土施工工作性要求，即用水量大、水灰比高，因而导致混凝土的孔隙率很高，约占水泥石总体积的25%-40%，特别是其中毛细孔占相当大部分，毛细孔是水分、各种侵蚀介质、氧气、二氧化碳及其它有害物质进入混凝土内部的通道，引起混凝土耐久性的不足。 其次，水泥石中的水化物稳定性不足。水泥水化后的主要化合物是碱度较高的高碱性水化矽酸钙、水化铝酸钙、水化硫铝酸钙。此外，在水化物中还有数量很大的游离石灰，它的强度极低，稳定性极差，在侵蚀条件下，是首先遭到侵蚀的部分。要大幅度提高混凝土的耐久性，就必须减少或消除这些稳定性低的组分，特别是游离石灰。 3提高混凝土耐久性的技术途径 如前分析，要提高混凝土的耐久性，必须降低混凝土的孔隙率，特别是毛细管孔隙率，最主要的方法是降低混凝土的拌和用水量。但是如果纯粹的降低用水量，混凝土的工作性将随之降低，又会导致捣实成型工作困难，同样造成混凝土结构不致密，甚至出现蜂窝等宏观缺陷，不但混凝土强度降低，而且混凝土的耐久性也同时降低。目前减少孔隙率的途径往往是掺入高效减水剂。 3.1掺入高效减水剂 在保证混凝土拌和物所需流动性的同时，尽可能降低用水量，减小水灰比，使混凝土的总孔隙，特别是毛细管孔隙率大幅度降低。水泥在加水搅拌后，会产生一种絮凝状结构。在这些絮凝状结构中，包裹着许多拌和水，从而降低了新拌混凝土的工作性。施工中为了保持混凝土拌和物所需的工作性，就必须在拌和时相应地增加用水量，这样就会促使水泥石结构中形成过多的孔隙。当加入减水剂后，减水剂的定向排列，使水泥质点表面均带有相同电荷。在电性斥力的作用下，不但使水泥体系处于相对稳定的悬浮状态，还在水泥颗粒表面形成一层溶剂化水膜，同时使水泥絮凝状的絮凝体内的游离水释放出来，因而达到减水的目的。 3.2掺入高效活性矿物掺料 普通水泥混凝土的水泥石中水化物稳定性的不足，是混凝土不能超耐久的另一主要因素。在普通混凝土中掺入活性矿物的目的，在于改善混凝土中水泥石的胶凝物质的组成。活性矿物掺料(矿渣、粉煤灰等)中含有大量活性二氧化硅及活性三氧化二铝，它们能和水泥水化过程中产生的游离石灰及高碱性水化矽酸钙产生二次反应，生成强度更高，稳定性更优的低碱性水化矽酸钙，从而达到改善水化胶凝物质的组成，消除游离石灰的目的。有些超细矿物掺料，其平均粒径小于水泥粒子的平均粒径，能填充于水泥粒子之间的空隙中，使水泥石结构更为致密，并阻断可能形成的渗透路。 3.3消除混凝土自身的结构破坏因素 除了环境因素引起的混凝土结构破坏以外，混凝土本身的一些物理化学因素，也可能引起混凝土结构的严重破坏，致使混凝土失效。例如，混凝土的化学收缩和干缩过大引起的开裂，水化热过性过高引起的温度裂缝，硫酸铝的延迟生成，以及混凝土的碱集料反应等。因此，要提高混凝土的耐久性，就必须减小或消除这些结构破坏因素。限制或消除从原材料引入的碱、硅酸、氯离子等可以引起结构破坏和钢筋蚀物质的含量，加强施工控制环节，避免收缩及温度裂缝产生，提高混凝土的耐久性。 3.4保证混凝土的强度 尽管强度与耐久性是不同概念，但又密切相关，它们之间的本质联系是基于混凝土的内部结构，都与水灰比这个因素直接相关。在混