植被生態(tài)混凝土耐久性評(píng)價(jià)指標(biāo)研究

鮑英基

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植被生態(tài)混凝土耐久性評(píng)價(jià)指標(biāo)研究

鮑英基

（江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇徐州 221116）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，植被生態(tài)混凝土作為一種環(huán)保材料被廣泛應(yīng)用于堤壩、公路護(hù)坡等工程中，但由于其自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)影響其耐久性的因素較普通混凝土更多，本文通過分析影響植被生態(tài)混凝土耐久性的因素建立耐久性評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)于植被生態(tài)混凝土的推廣應(yīng)用具有積極意義

耐久性；生態(tài)混凝土；植被

1.前言

植被生態(tài)混凝土是一種通過材料研選、采用特殊工藝制造出來的具有特殊的結(jié)構(gòu)與表面特性的混凝土，一般由多孔混凝土和填充土壤兩部分組成，既滿足工程防護(hù)的要求又適合植物的生長，能有效的保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境，因而在堤壩、河岸和公路邊坡等工程建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。

但植被生態(tài)混凝土也有自身缺點(diǎn)，即為了滿足植物生長的要求，植被生態(tài)混凝土的孔隙率一般較大，因此其強(qiáng)度低且耐久性差，對(duì)其耐久性及評(píng)價(jià)體系的研究是十分必要的。本文通過分析影響植被生態(tài)混凝土耐久性的相關(guān)因素，確定植被生態(tài)混凝土耐久性評(píng)價(jià)指標(biāo)，研究植被生態(tài)混凝土耐久性評(píng)價(jià)體系。

2.植被生態(tài)混凝土耐久性影響因素

所謂混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，是指混凝土結(jié)構(gòu)在自然環(huán)境、使用環(huán)境及材料內(nèi)部因素的作用下，在設(shè)計(jì)要求的目標(biāo)使用期內(nèi)，不需要花費(fèi)大量資金加固處理而保持其安全、使用功能和外觀要求的能力。影響植被生態(tài)混凝土耐久性的因素很多，可分為內(nèi)部因素和外部因素，內(nèi)部因素主要有混凝土的結(jié)構(gòu)特征、集料、配合比、外加劑和土壤等，外部因素主要有碳化侵蝕、硫酸鹽侵蝕、凍融損傷等。

2.1內(nèi)部因素

2.1.1混凝土的結(jié)構(gòu)特征

植被生態(tài)混凝土為了滿足植物生長的要求，一般采用單一級(jí)配的材料作為骨架，其內(nèi)部存在著大量連通的孔隙，孔隙率一般大于25%，孔隙的大小與數(shù)量等直接影響植被生態(tài)混凝土的耐久性。

2.1.2集料和配合比

植被生態(tài)混凝土結(jié)構(gòu)為了抵抗外力，其應(yīng)具有一定的強(qiáng)度，而強(qiáng)度的主要來源為水泥的水化和骨料的強(qiáng)度，水泥漿體對(duì)骨料的包裹越均勻，水泥漿體的厚度越厚，則植被生態(tài)混凝土的強(qiáng)度越高，抵抗物理破壞和化學(xué)侵蝕的能力越強(qiáng)，植被生態(tài)混凝土的耐久性越好。

2.1.3土壤

植被生態(tài)混凝土為了滿足植物的生長，一般在其孔隙內(nèi)加入成分復(fù)雜且化學(xué)性質(zhì)活潑人工土壤，土壤內(nèi)富含酸、鹽、二氧化碳等成分，這些成分對(duì)混凝土的水泥和集料會(huì)產(chǎn)生不同程度的侵蝕和破壞，影響植被生態(tài)混凝土的耐久性。

另外，水泥的品種、強(qiáng)度等級(jí)及礦物成分，骨料、摻合料和外加劑等都會(huì)對(duì)植被生態(tài)混凝土的耐久性產(chǎn)生影響。

2.2外部因素

2.2.1碳化侵蝕

植被生態(tài)混凝土的碳化主要是由于混凝土水化過程中產(chǎn)生的氫氧化鈣、水化硅酸鈣、未水化的硅酸三鈣等與二氧化碳發(fā)生反應(yīng)引起的。與普通混凝土不同，引起植被生態(tài)混凝土碳化的二氧化碳除了空氣中的部分以外，還有土壤中微生物的代謝和分解、有機(jī)質(zhì)的腐爛、植被生長過程中的根的活動(dòng)以及地下水等產(chǎn)生的，這部分二氧化碳含量是空氣中的幾十甚至數(shù)百倍，因此，植被生態(tài)混凝土的碳化較普通混凝土更嚴(yán)重，耐久性更差。

2.2.2硫酸鹽侵蝕

2.2.3凍融破壞

當(dāng)混凝土接觸水或者混凝土中含有一定的水且處在反復(fù)交替的正負(fù)溫度環(huán)境中，如冬季北方寒冷地區(qū)的公路和河流的邊坡工程，混凝土將產(chǎn)生凍融破壞。主要原因是當(dāng)溫度較低時(shí)一方面混凝土中的水結(jié)成冰體積增大，另一方面混凝土表面存在溫度梯度，使混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度則會(huì)產(chǎn)生裂縫。與普通混凝土相比，植被生態(tài)混凝土的孔隙率大，強(qiáng)度低，在凍融循環(huán)的作用下更容易發(fā)生破壞。

2.2.4微生物侵蝕

破壞混凝土的微生物主要為來自雨水、河水和污水的各種菌類。植被生態(tài)混凝土的孔隙環(huán)境呈低堿性，為微生物提供生存和繁衍的必要條件，微生物的代謝產(chǎn)物會(huì)對(duì)植被生態(tài)混凝土產(chǎn)生破壞，產(chǎn)生的酸性物質(zhì)使混凝土中性化同時(shí)改變混凝土的滲透性。

3. 植被生態(tài)混凝土耐久性評(píng)價(jià)指標(biāo)的建立

基于以上分析，以植被生態(tài)混凝土的強(qiáng)度為基本指標(biāo)，從影響植被生態(tài)混凝土耐久性的抗凍性、抗碳化侵蝕和抗微生物侵蝕三個(gè)方面建立耐久性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

圖1 耐久性評(píng)價(jià)指標(biāo)

4.結(jié)語

雖然植被生態(tài)混凝土已在工程實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用，但是其耐久性及耐久性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的研究仍然較少，理論研究相對(duì)滯后。植被生態(tài)混凝土為了滿足植物生長，其孔隙率大強(qiáng)度低，在孔隙內(nèi)還填充土壤，因此其特性較普通混凝土有較大差異，影響耐久性的因素也更多且各種因素相互作用，機(jī)理更加復(fù)雜，植被生態(tài)混凝土耐久性的研究對(duì)其推廣和應(yīng)用具有積極意義。

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