多孔隙植生型混凝土力学性能研究

马少华 谢明 冯威 孟凡冰

摘要：边坡植被恢复问题越来越引起人们的关注，边坡植被所处地势坡度越来越大，边坡稳定性和抗冲刷性成为了现在边坡稳定研究的一大难题。多孔隙植生型混凝土是一种以无机粗骨料为骨架并掺和水泥、矿粉、添加剂等胶凝材料制备而成的新型混凝土，并且利用工程废渣作为骨料引进了废渣利用的先进理念，更大程度上做到了生态工程的使用。本文旨在研究新型混凝土力学性能。多孔隙植生型混凝土在满足边坡所需可靠的强度外还满足植物生长所需的孔隙。

关键词：多孔隙植生型混凝土;透水系数;无机粗骨料;空隙率;PH值;抗压强度

随着我国社会经济高速发展，城市化进程日益加快，混凝土作为大宗的人造材料广泛使用，促进城市文明和经济发展的同时也产生了一些负面作用，在环境方面城市热岛效应急剧增强、生态环境严重破坏。多孔隙植生型混凝土是一种以无机粗骨料为骨架并掺和水泥、矿粉、添加剂等胶凝材料制备而成的新型混凝土，并且利用工程废渣作为骨料引进了废渣利用的先进理念，更大程度上做到了生态工程的使用。

1 基本力学性能研究

多孔隙植生型混凝土作为边坡基层与普通混凝土的区别在于多孔隙植生型混凝土在满足植物生长的条件下具有很高强度，这也是本次试验研究中最重要的一个基本力学性质的意义。通过上边的试验我们可以得出，胶凝材料的一般性能对于多孔隙植生型混凝土的试件强度的性质起着特别重要的影响，多孔隙植生型混凝土的性能是否满足植物生长的需求直接影响到多孔质生混凝土强度是否满足要求。无机粗骨料的强度、胶凝材料自身的强度和胶凝材料泥浆与无机粗骨料之间的粘结力强度一起决定了多孔隙植生型混凝土的工作后最后的强度。多孔隙植生型混凝土内部的结构是由完整包裹着泥浆的无机粗骨料之间的各点接触互相粘结起到的作用，所以怎样能够提高无机粗骨料与胶凝材料间的粘结力成为研究多孔隙植生型混凝土基本力学性能的重中之重。

抗压强度

（1）试件准备

根据不同的数据准备了共八组不同的试验。（所有试件均为标准养护）

（2）试验方法及结果计算

立方体试件在标准养护室养护到龄期时取出用干布擦拭干净，用皮尺测量立方体的尺寸并且检查立方体的外观，采用NYL2000D型压力机进行试验。将压板清理干净后，把立方体试件工整的安放在压力机机下压板上，立方体试件的正中间与压力机下压板中心完全对准，立方体试件的上承压面必须与成型的时候顶面垂。0.3Mpa～0.5Mpa的加荷速度匀速连续增加荷载，当立方体试件接近破坏时候立方体试件开始迅速变形时，应该停止调整压力机开关，直至试件破坏，最后记录下破坏时的荷载。

（3）试验结果及分析

空隙率对抗压强度的影响。试验结果表明，不同配合比的多孔隙植生型混凝土立方体试件的抗压强度随空隙率的增加而降低，随着空隙率的增加，多孔隙植生型混凝土立方体试件的抗压强度迅速降低。28d的试验数据中空隙率为30%的多孔隙植生型混凝土的抗压强度比空隙率为20%的多孔隙植生型混凝土的抗压强度低一半，即明显降低。这一现象表明，多孔隙植生型混凝土与普通混凝土一样，由于多孔隙植生型混凝土结构内部孔隙结构的存在，对多孔隙植生型混凝土的強度有着相同的影响。在工程中，多孔隙植生型混凝土28天的最佳抗压强度达到10MPa以上。同时根据试验结果可以看出，多孔隙植生型混凝土的孔隙比超过40%后，其抗压强度不会增加，也就是说，增加的机会很小。为了满足优化设计强度的要求，多孔隙植生型混凝土的空隙率必须控制在40%以内。

2 未来展望

与普通混凝土相比，多孔隙植生型混凝土在物理性能和力学性能具有优越性。自然环境保护和生态环境的优势是更多学者更深入研究其独特方面的理由。通过不懈的努力，已成为未来各种混凝土研究的难点之一，随着多孔隙植生型混凝土在许多项目中的成功应用，多孔隙植生型混凝土的发展将使人们更加关注它。但是，我国多孔隙植生型混凝土的研究还处于起步阶段，实验和结论只是初步实验分析的研究，仍有许多问题有待进一步研究和讨论，例如如何标准化最佳混合比例方案;设计方法如何选择最佳原材料和基本物理性质等参数;如何进一步研究和提高力学性能和耐久性;如何控制多孔隙植生型混凝土零件的质量和体积;如何确定不同的骨料用于不同生长环境中植物生长的保护和管理系统。同时我们还需要大规模的生产，大规模的设计，完善的建设和深入的科学研究。只有深入的研究才能使多孔隙植生型混凝土成为可能。在中国，它得到了大力推广，可以在未来的项目中大面积应用，从而使中国的具体研究能够更好地发展。

参考文献：

[1] Carola Edvardsen.Green concrete-sustainable design and maintenance of concrete structures[J]. Fifth Canmet/ ACI International Conference on Durability of Concrete，2000（06）.

[2] 杨铭.关于高速公路除雪机械设备的管理探索[J].中国科技纵横，2013（24）.

[3] 赵晓东.浅析高速公路除雪机械设备管理[J].黑龙江交通科技，2011（34）.

[4] 张渊波.高速公路冬季除雪工作中机械的配置与管理[J].辽宁交通科技，2002（25）.

[5] 郭荣春，周进.除雪机械的现状和发展方向分析[J].山东交通科技，2010（06）.

[6] 刘新菊，任子明.多孔混凝土的研究开发[J].中国建材科技，1999（04）.

作者简介：马少华，男，山西大同人，硕士，研究方向：建筑与土木工程。

（作者单位：1.西京学院 土木工程学院;2.陕西省混凝土结构安全与耐久性重点实验室）