无砂大孔混凝土的植生性与抗冲性试验研究.pdf

2 0 1 1年 第 1 O期 (总 第 2 6 4期 ) N u mb e r 1 0 i n2 0 1 l ( T o t a l No 2 6 4 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 实用技术 P RACTI CAL TECHNOL OGY d o i ： 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 1 1 0 0 4 3 无砂大孔混凝土的植生性与抗冲性试验研究 邢振 贤 ，闫翠英 ，倪磊 ，曹文 明 ( 华北水利水电学院，河南 郑州 4 5 0 0 1 1 ) 摘要 ： 通过试验分析水灰 比 、 水泥用量和骨料 品种对无砂大孔混凝土性 能的影响 ， 提 出了用卵石作粗骨料 ， 水 灰比取 0 4进行配合 比 设计 ， 可以使无砂大孔混凝土获得较好的植生性能。 以此为基础优选配合比， 进行无砂大孔混凝土后期强度、 抗冲耐久性和植被模型试验。 研究结果表明， 这种混凝土具备植被生长的基本条件， 可以在堤防护岸工程建设中推广应用。 关键词： 堤防工程；生态混凝土；沉浆面积；连通孔隙 中图分类号 ： T U5 2 8 2 文献标志码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 1 ) 1 0 0 1 2 7 0 3 E xpe r i me nt al s t udy on pl a n t -gr owi n g p r oper t i e s of mac r opor ou s c onc r e t e wi t h out s a nd XI NG Zh c n - x i a n， YAN Cu i - yin g， NI Le i ， CAO W e n- mi n g ( No a hC h i n a Un i v e r s i t y o f Wa t e r R e s o u r c e s a n dE l e c t r i cP o w e r ， Z h e n g z h o u4 5 0 0 1 1 ， C h i n a ) Abs t r a c t ： By a n a ly z i n g t h e e ffe c t o fwa t e r c e me n t r a t i o， a mo u t o f c e me n t ， a n d t y p e o fc o a r s e a g g r e g a t e s o n p r o pe r t i e s o fc o n c r e t e， i t p u t s f o r - ward t h a t whe n c a r r y i n g o u t t h e mi x p r o p o r t i o n d e s i g n o f t h e c o n c r e us i n g g r a v e l s a s a g gre g a t e s e t t i n g t h e wa t e r - c e me n t r a t i o a s 04 c a n h e l p t he m a e r o p o r o u s c o n c r e t e wi t h o ut s an d a c q ui r e s a t i s f y i n g pl a n t g r o wi n g p r o pe rti e s Ba s e d o n t h i s i d e a， e x p e rime n t s t o t h e l a t e r p e rio d s e ng t h s ， t he e r o s i o n r e s i s t a n c e p r o p e r t y a n d t h e v e g e t a t i o n s a mp l e o fc o n c r e t e s a r e t r i e d o u t Fi n a l l y， th e r e s u l t o ft h i s s e rie s o fe x p e rime n t s s h o ws th a t t h e ma c r o p o r o us c o n c r e t e wi t h o ut s an d p os s e s s e s n e c e s s a r y c o n d i t i o n s for p l a n t s t o s u r v i v e a n d g r o w u p I t i s s u g g e s t e d that ma c r o p o r o u s c o n c r e t e wi t h o u t s an d c a n b e a p p l i e d t o h a r n e s s ri v e r s Keywor ds ： s t r e n g t h e n i ngt h e d y k e s an d r e v e t me n t s ； e c o l o g i c a l c o n c r e t e ； d e p o s i t i o np a s t e a r e a； c o n n e c t i v ep o r e 0 引言 在堤防工程建设时， 人们习惯于用混凝土作护砌材料硬化 岸坡， 来解决河水径流与雨水横流对岸坡的冲刷问题 ， 保护堤 防工程安全度汛 ， 这是 2 0 世纪传统的治河方法， 也发挥了巨大 作用。 然而， 随着人们生态意识的增强， 开始审视这种治河方式 的不足。 首先， 这种方式破坏了水体与岸坡、 甚至坡顶的有机联 系， 使原有的生态系统 、 温湿度环境失去平衡 ； 其次， 河道岸坡 用混凝土护砌后， 原来的灌木、 杂草荡然无存， 岸坡湿地生物没 有了栖息地 ， 生物链条遭到破坏 ； 再者 ， 大面积的混凝土面板 ， 颜色灰 白， 视觉效果差 ； 更有甚者 ， 阳光照射下的混凝土面板反 射热量， 形成“ 热岛效应” ， 导致局部气候恶化。 对此 ， 在混凝土 表面种草， 使混凝土绿化形成植被 ， 是解决这些问题的有效方 法 。 无砂 大孔混凝 土是解决 混凝土植 生性 的首 选材料 之一 。 本 试验就无砂大孑 L 混凝土的连通孔隙率、 沉浆面积率 、 强度、 抗冲 刷等性能进行了研究 ， 为其在堤防护岸工程中的应用提供技术 支持 。 1 混凝 土配合技 术与植生性能 1 1 混凝土原材料 试验采用强度等级为 P O 4 2 5级水泥作胶凝材料 ， 自来水 作混凝土拌和与养护用水 ， 采用了碎石和卵石两种石子作粗骨 料， 骨料最大粒径 1 5 1T I1 T I ， 骨料级配 5 1 5 n l n l 。 实测粗骨料基本 性质见表 1 。 表 1 粗骨料基本性质 1 2 混凝 土 配合 比设计 与植 生性 能 考虑到无砂混凝土水泥用量少的特点， 在进行配合比设计 时， 选用 1 5 0 、 2 0 0 k g m， 两个水泥用量 ， 相应地水灰 比取 0 3 5 、 0 4 0 、 0 4 5 、 0 5 0 ， 进行无砂大孔生态混凝土的初步配合比计算， 表 2是碎石混凝土的配合 比， 骨料用量为 1 5 7 5 k g m ， 表 3是 卵石混凝土的配合 比， 骨料用量为 1 5 5 0 k g m3 o 按照表 2 、 3数 据称取原材料 ， 拌制成型碎石和卵石混凝土试件， 养护到 2 8 d 龄期测试无砂大孔混凝土的连通孔隙率、 沉浆面积率和抗压强 度等技术性质 ， 碎石混凝土的测试结果列入表 2 ， 卵石混凝土的 测试结果列入表 3 。 2 混凝土植 生性 能试验结果分析 2 1 混 凝土连 通 孔 隙率 要想在混凝土表面种植草皮或者灌木， 这些植被将来能不 能成活生长 ， 在很大程度上取决于混凝土内部有没有足够大的 收稿 日期 ：2 0 1 1 0 4 - 2 3 基金项 目：水利部堤 防安全与病吾 防治工程技术研究 中心开放课题基金项 目( 2 0 0 9 0 2) 1 2 7 表 2 无砂大孔碎石混凝土配合比与植生性能 编号 ( k g m 量 3 ) 枷 率 编号 ( k g 臆 m3 ) 瑚 浆 连通孔隙率 ， 可供植被根系扎根生长 ， 吸收孔隙预先填埋的肥 料或营养成分， 所以说连通孔隙率是混凝土植生性的主要指标。 从测试结果看， 水泥用量是影响无砂大孔混凝土连通孔隙率的 主要因素。 水泥用量越大， 无砂大孑 L 混凝土的连通孔隙率越小 ， 在配合比相同情况下， 水泥用量增加 5 0 k g m ， 昆 凝土的连通孔 隙率减小 3 5 ； 水灰比对无砂大孔混凝土连通孔隙率的影响 明显。 水灰比越大混凝土的连通孑 L 隙率越小， 要想保证混凝土有 比较大的连通孔隙率， 适合植被生长， 混凝土的水灰比要小于 0 4 ； 骨料品种对无砂大孑 L 混凝土的孔隙率也有影响。 对比表 2 、 3数 据可见， 在配合比相同的条件下， 用碎石拌制的无砂大孔混凝 土的连通孑 L 隙率， 比用卵石拌制的无砂大孔混凝土的连通孔隙 率要大 2 - - 4 。 2 2 混凝土的沉浆面积率 在混凝土表面种植的植被 ， 能不能长期存活 ， 就要看这些 植被的根系能不能穿透混凝土， 吸收混凝土下面土壤中的水分 和养料 ， 所以混凝土底面不能有沉浆， 否则植被消耗完孔隙中 预先填埋的肥料和营养物之后， 就会因为缺乏新营养和水分补 充而干枯。 沉浆是在混凝土试件成型或浇筑时， 水泥浆从骨料颗 粒表面上淌下 ， 沉积到试件底部的水泥浆层， 图 1 所示。 沉浆面 积率是指从试件底面量取并计算的水泥浆层面积， 占试件底面 积的百分率， 见图2 。 图 2中左边试件沉浆面积率 1 0 0 ， 意味着 混凝土底面全部被水泥浆糊满， 将来植被根系无法穿透这块混 凝土， 很难长期存活； 图 2中右边试件沉浆面积率为 0 ， 意味着 混凝土底面没有水泥浆， 将来植被根系可以穿透这块混凝土， 吸 收混凝土下面土壤中的水分和养料， 长期存活下去。 因此在进行 无砂大孔混凝土配合比设计时， 沉浆面积率是考虑的主要应用 技术指标之一。 表中试验结果表明， 沉浆面积率与水灰比、 水泥用量和骨 料品种都有关系。 在水泥用量和骨料品种相同条件下 ， 水灰比越 大沉浆面积率越大， 只有当水灰比小于 0 4 时才不出现明显沉浆， 不影响植物根系生长； 在骨料品种和水灰 比相同条件下， 水泥 】 28 图 1 混凝土拌合物沉浆厚 度 图 2 混凝土拌合物沉浆面 积 用量越大混凝土的沉浆面积率越大； 在水灰比和水泥用量相同 条件下， 碎石混凝土的沉浆面积率明显大于卵石混凝土， 因此 建议在料源允许条件下， 用卵石作骨料配制无砂大孔生态混凝 土 ， 这样对植被生长有利 。 2 3混凝 土强度 试验结果表明， 无砂大孑 L 昆 凝土 2 8 d的抗压强度达到或超 过 5 MP a 。 从试验结果看， 水泥用量是影响混凝土强度的主要因 素 ， 水泥用量增加、 5 0 k g m3 ， 混凝土强度平均增加 2 MP a ； 水灰 比也是影响 昆 凝土强度的主要凶素 ， 水灰比越小混凝土的强度 越高， 符合普通混凝土的一般规律； 骨料品种对混凝土强度也 有影响， 在水泥用量较高( 2 0 0 k g m ) 时， 碎石混凝土的强度比 卵石混凝土高。 在水泥用量较低( 1 5 0 k g m3 ) 时 ， 碎石混凝土的 强度与卵石混凝土强度接近。 3 混凝土的后期 强度与抗 冲耐久性试验 根据上述分析， 无砂大孑 L 混凝土 2 8 d 龄期的抗压强度 5 MP a ， 将来在其表面进行植被作业时 ， 这个强度值偏低 ， 那么它的后 期强度会不会提高呢? 另外 ， 无砂大孔混凝土要在水利工程堤防 护岸时应用， 还需要研究它的抗冲耐久性。 对此， 筛选出2组配 合比重新成型试件， 研究无砂大孔 昆 凝土的后期强度和抗冲刷 耐久性 ， 试验结果见表 4 6 。 表 4卵石 4 2 5级水泥无砂大孔混凝 土配合 比 表 5 卵石 4 2 _5级水泥无砂大孔混凝土后期强度 3 1 混凝土的后期强度 表 5中试验结果表明， 无砂大孔混凝土抗压强度、 劈裂抗 表 6 无砂大孔混凝土抗冲刷 性指标 拉强度规律性较好 ， 随着养护时间增长 ， 混凝土后期强度( 9 0 d 龄期) 都有增加， 抗压强度增加 4 0 ， 劈裂抗拉强度增加 2 ： 右， 这对后期在混凝土表面进行植被栽种作业是有利的， 7 5 MP a 的抗压强度完全可以满足植被作业要求。 3 2 混凝 土 的抗 冲性 表 6是 2组无砂大孔混凝土抗冲性试验结果 ， 从数据看这 种混凝土的抗冲磨强度不比普通混凝土差， 说明将这种混凝土 用于河道岸坡 ， 即可以防止暴雨横流对岸坡的高速洗刷 ， 也可 以防止雨季洪峰径流对河道的冲刷 ， 满足水利工程建设需要。 4 植被模 型 中间试验 与结论 使用本试验配合 比， 浇筑了一块无砂大孔混凝土， 然后在 其表面铺设营养土 ， 栽种草皮( 图3 ) ， 经过浇水 、 施肥 、 管护等过 程 ， 在无砂大孔混凝土表面长成了绿色植被( 图4 ) 。 图 3 混凝土与植被栽种 图 4 长成的混凝土植 被 通过调整配合 比， 无砂大孔混凝土的连通孔隙率、 沉浆面 积率可以满足植被生长需求 ， 后期强度可以满足在其表面作业 要求， 抗冲性可以达到堤防工程岸坡防冲刷标准。 在水利堤防工程建设中推广应用无砂大孑 L 混凝土， 可以将岸 坡硬化和绿化有机地结合起来， 带来明显的生态效益和社会效益。 参考文献 ： 【 1 】 杨久俊 ， 严亮， 韩静宜 植生性再生混凝土的制备及研究 混凝土 ， 2 0 0 9 ( 9 ) ： 1 1 9 1 2 3 f 2 2 王兆， 杨锐 绿色高性能混凝土的研究与探索 J 】 混凝土 ， 2 0 1 0 ( 4 ) ： 1 0 0 -1 03 作者简介： 邢振贤( 1 9 5 8 一 ) ， 男， 教授， 从事离性 能生态混凝土材 斗 研究。 联系地址： 河南省郑州市北环路 3 6 -( 4 5 0 0 1 1 ) 联 系电话 ： 1 3 5 9 8 0 9 9 3 5 8 f 0 藿 盟 圜 2 0 1 1 年 工程 机械 行业用 户 满意度 测 评结果 揭晓 三 一 产品 获8 项 第一 9 月 2 4日， “ 中国装备制造业的崛起” 2 0 1 1 年工程机械行业用户满意度测评结果发布会在北京人民大会堂隆重召开。据悉， 此 次测评由中国质量协会和全国用户委员会发起， 调查了近 3 0 0 0多个工程机械产品的用户。三一重工旗下泵车、 拖泵、 车载泵 、 搅拌 站等 8 类产品获得 自主品牌用户满意度第一。 本次测评是由中国质量协会和全国用户委员会发起的， 在工程机械行业还是第一次 ， 调查对象为工程机械产品的直接用户， 测 评范围为国内市场主流品牌， 包括 自主品牌和国外品牌。据悉， 本次测评本着“ 用户第一” 的原则， 依据产品特性及市场 自身特点， 于 2 0 1 1 年 7 9月调查了近 3 0 0 0多个用户， 力求尽可能真实反应这些品牌的用户满意度和产品质量水平。三一重工旗下车载泵 、 搅拌 站、 泵车、 拖泵、 摊铺机、 履带起重机、 挖掘机、 旋挖钻机 8 类产品， 在评选中获用户满意度第一的美誉。 主办方表示 ， 这一结果表明， 自2 0 0 6 年 国务院关于加快装备制造业的若干意见 和 2 0 0 8 年 装备制造业调整和振兴规划 实 施以来， 我国工程机械制造业获得了长足的进步， 一部分产品的质量水平赶上和超过了国外产品。 发布会上， 有资深行业专家表示， 自主品牌工程机械产品的用户满意度远高于国外竞争者 ， 表明我国工程机械行业的整体竞争 力已可以跟国外竞争者相抗衡。 专家表示， 自主品牌的高用户满意度， 主要得益于， 在行业龙头企业的带动下 ， 国产工程机械产品在性能和国外产品相比肩的 同时， 能够为用户提供更为优异的服务， 且价格比国外同类产品低 4 0 左右， 具有良 好的性价比。 调查显示 ， 自主品牌的服务质量的 用户评价比国外品牌高出 1 0 分以上。如三一重工近期重磅推出“ 一生无忧” 服务承诺 ， 将传统的设备服务率先升级为价值链服务， 就开了工程机械行业之先河， 得到了众多行业客户的肯定。 同时， 调查结果显示， 在产品质量方面， 自主品牌仍需在设计质量、 操控性 、 舒适性方面进一步提升。在这些方面， 国外品牌经过 长期的积累， 占有较大优势， 需要 自主品牌学习。 1 29