框架式植被混凝土的配制与应用

2015-12-19徐新朱燕妮李雪

商品混凝土 2015年8期

关键词：防水剂生土保水剂

徐新，朱燕妮，李雪

（徐州中联混凝土有限公司，江苏徐州 221100）

框架式植被混凝土的配制与应用

徐新，朱燕妮，李雪

（徐州中联混凝土有限公司，江苏徐州 221100）

本文总结了传统植被混凝土的施工工艺，结合结构混凝土和透水混凝土的理念，对框架式植被混凝土配比进行了多次研究及技术改进，基本解决传统植被混凝土的缺陷，施工简单、效率高，混凝土强度高，对于大于 60°的高陡边坡、困难复杂地形都可以施工。

框架式；植被混凝土；配制；应用

0 前言

在九十年代以前，对于岩石边坡和地质灾害形成的边坡，工程师们优先考虑的是安全和稳定。对于安全系数低的部分往往采用混凝土砌筑和护面进行全封闭式的加强防护。但也同时带来了视觉污染和生态失衡，久而久之形成了严重的环境恶化问题。

随着人们环保意识的提高，越来越意识到绿化环境的重要性，因此植被混凝土应运而生。人们对植被混凝土的定义，一般都是用于江河堤坝处，以及对坡面或边坡等处的生态环境进行修复和美化，是一种绿化环境的新技术[1]。

现在的植被混凝土技术多数还是停留在传统工艺上，过程繁琐、耗时耗力，更重要的是传统的植被混凝土强度和耐久性较差。框架式植被混凝土的设计思路是基于结构混凝土和透水混凝土的基础上总结而来的。在拥有结构框架的坚固性和耐久性的同时，留有足够的空隙让植被生长，并且还要保留传统植被混凝土植生土的可喷播性或流动性，使施工程序化繁为简。

1 试验原材料

水泥：淮海中联 P·O42.5 水泥。28d 强度为 49.5MPa；

粉煤灰：国华 II 级粉煤灰，需水量比为 98%；

细骨料：III 区细沙，细度模数 1.8；

碎石：采用粒径在 31.5～40mm 单级配多棱角碎石；

减水剂：江苏苏博特 JM-10，减水率 18%；

植生土：经过晒干、粉碎，粒径小于 2.5mm 的施工地的原有表层土，如土壤不好，可按一定比例混合锯末、磨碎的稻壳等新鲜有机物，并进行发酵处理；

种子：选用普通耐盐碱草坪草；

保水剂：聚羧酸盐保水剂。

2 配合比的设计及确定

2.1 骨料用量的确定

本配合比依据混凝土的配合比设计作为基础，设定 1m3的混凝土其表观体积就是由骨料堆积而成，选择 31.5～40mm单级配粒径可以制造大量空隙。经实测，紧密堆积密度为1523kg/m3，表观密度为 2718kg/m3。考虑到大面积施工时，原料的粒径会有波动，对堆积密度有影响，所以要加入修正系数，此修正系数应根据各产地的不同，经多次试验自行确定。本次试配骨料取紧密堆积密度为 1500kg/m3，表观密度为2700kg/m3。

2.2 水灰比的确定

水灰比的大小影响着强度的同时，还会影响空隙率。水灰比过大时，浆体太稀会导致水泥浆下沉严重，表层强度和底层强度差距大，表层易脱落；水灰比过小时，浆体粘稠，不易均匀的包裹住骨料表面，形成部分的粘结点及粘结面积减少，也会降低强度。经试验后确定，水灰比在 0.2～0.35 时较理想。由于南北方地质问题，生产的水泥成分也有一定的差异，因此，对于其他地方的水泥性质的不同，建议进行多次试验，寻找适合自己的水灰比。

2.3 配合比的确定

本文所用骨料的紧密堆积密度 1500kg/m3、表观密度为2700kg/m3，由此可以得出骨料的孔隙率为 44.4%。在骨料用量 1500kg/m3时，混凝土的孔隙率可以根据实际情况的需要设定在 20%～30%，本次配合比设定在 25%，那么浆体体积为44.4%-25%=19.4%，即 194mL。经计算得出表 1。

表1 理论植被混凝土框架配合比 kg/m3

经试拌混凝土后发现，W/C 为 0.20 时，拌合物较干，会形成部分水泥水化不充分的现象；W/C 为 0.25 时的状态良好，符合施工要求；W/C 为 0.30 时，拌合物已有稍许留浆现象；而 W/C 为 0.35 时，浆体流动性偏大，形成浆体沉降，不建议采用。所以此次配合比选取 0.25 的水灰比。

2.4 掺合料的确定

为减少生产成本，同时达到低碳环保的要求，需要进行配合比的优化。可选择矿渣粉、粉煤灰、石灰石粉等工业废料作为掺合料。此次优先选择矿渣粉和粉煤灰。矿粉取代量分别为 15% 和 18%，粉煤灰的取代量分别为 10% 和 12%，配合比如表 2。

表2 加入掺合料植被混凝土框架配合比 kg/m3

经过试配后，当矿粉的掺量为 18%、粉煤灰的掺量为10% 时，混凝土的状态最好，并且制作出的试块经过水养，28d 的强度最高，平均强度在 7.6MPa。

2.5 植生土的配制

植生土按照施工处的土壤质量进行配制，加入聚羧酸盐保水剂或其他土壤保水剂。保水剂在平时雨水丰裕时，可吸收水分，一般的保水剂能迅速吸收 400 倍左右的纯水，把蒸发、渗透及流失掉的水分储存起来，形成一个微型的水库，等到天气干旱时再释放出去，而植物的根系吸水力普遍大于保水剂的保水力，所以水分可以被植物根茎轻易的吸收使用[2]。为了使植生土有较大的流动性，可以根据情况增加特细砂，或者铁尾矿渣等工业废渣以及粉煤灰混合作为掺合料。植生土的含水量根据掺合料的掺量会有部分的浮动，一般控制在 25% 左右。在工业废渣的选择上应注意 pH 值的波动，控制在中性范围内。本文所用植生土的组分如表 3 所示。

表3 植被混凝土植生土配合比 kg/m3

2.6 种子的确定

种子应优先考虑使用普通耐盐碱草坪草。在施工前，先对种子在配制好的植生土里进行发芽试验。对于不同种类的草种，要根据其特性有针对性的配制植生土，然后分类种植，进行密集度及发芽率的统计，确定好种子的用量后再大规模施工。如选择其他不耐盐碱的品种，可另外准备混凝土防水剂。本文经过试种，选择用量为 60kg/m³。试种效果见图1。

图1 种子搅拌在植生土内 7d 后发芽的效果

3 施工流程及注意事项

3.1 搭模

对于框架式植被混凝土来说，不需要放线、挂网及坡面锚杆的施工等一系列繁琐步骤，只需要稍微的清理一下坡面，像一般工地上的搭模即可。任何坡度、长度、宽度都可以随意搭设。坡度较缓的，只需要搭建四周的挡板。对于有养护要求的，可以在搭模的同时安装养护系统线路。

3.2 浇灌混凝土

将搅拌好的混凝土灌入搭好的框架中，一般环境下中途无需捣振，浇灌完毕后进行整平压实。如坡度较陡，带有上挡板的，可以在中途进行人工捣实。

3.3 浇灌植生土

当框架式植被混凝土凝固后，灌入混合种子的植生土。若施工方指定草种不是耐盐碱性草种，在时间充裕的时候，可以经常喷水养护混凝土框架，使其自行泛出盐碱，28d后碱含量已经不足 10%，对种子影响不大，冲洗干净后再喷播植生土[3]。在时间不充裕时，也可以先使用混凝土防水剂喷淋凝固后的混凝土，使防水剂包裹混凝土，等防水剂干了再喷播植生土。对于基层较厚的混凝土，可以间隔一段时间，多次喷淋防水剂。其防水剂的主要目的是为尽可能多地包裹住混凝土，防止盐碱渗出，保护草种。

3.4 养护

经过 24h 的带模养护，植生土稳固后即可脱模。脱模后，可以在表层加盖无纺布或其他保墒材料，既能起控温作用，还能提高种子的出芽率和成活率，又能防止飞禽的啄食和破坏。在养护期间，要关注出芽是否均匀，对于不匀称的部位进行补植，未成活的幼苗部分进行替换。本文试验成品效果见图 2 及图 3。