植被生态混凝土耐久性评价指标研究

2017-10-14鲍英基

四川水泥 2017年3期

鲍英基

植被生态混凝土耐久性评价指标研究

鲍英基

（江苏建筑职业技术学院江苏徐州 221116）

随着社会经济的发展，植被生态混凝土作为一种环保材料被广泛应用于堤坝、公路护坡等工程中，但由于其自身的结构特点影响其耐久性的因素较普通混凝土更多，本文通过分析影响植被生态混凝土耐久性的因素建立耐久性评价指标，对于植被生态混凝土的推广应用具有积极意义

耐久性；生态混凝土；植被

1.前言

植被生态混凝土是一种通过材料研选、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，一般由多孔混凝土和填充土壤两部分组成，既满足工程防护的要求又适合植物的生长，能有效的保护和改善生态环境，因而在堤坝、河岸和公路边坡等工程建设中得到了广泛的应用。

但植被生态混凝土也有自身缺点，即为了满足植物生长的要求，植被生态混凝土的孔隙率一般较大，因此其强度低且耐久性差，对其耐久性及评价体系的研究是十分必要的。本文通过分析影响植被生态混凝土耐久性的相关因素，确定植被生态混凝土耐久性评价指标，研究植被生态混凝土耐久性评价体系。

2.植被生态混凝土耐久性影响因素

所谓混凝土结构的耐久性，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。影响植被生态混凝土耐久性的因素很多，可分为内部因素和外部因素，内部因素主要有混凝土的结构特征、集料、配合比、外加剂和土壤等，外部因素主要有碳化侵蚀、硫酸盐侵蚀、冻融损伤等。

2.1内部因素

2.1.1混凝土的结构特征

植被生态混凝土为了满足植物生长的要求，一般采用单一级配的材料作为骨架，其内部存在着大量连通的孔隙，孔隙率一般大于25%，孔隙的大小与数量等直接影响植被生态混凝土的耐久性。

2.1.2集料和配合比

植被生态混凝土结构为了抵抗外力，其应具有一定的强度，而强度的主要来源为水泥的水化和骨料的强度，水泥浆体对骨料的包裹越均匀，水泥浆体的厚度越厚，则植被生态混凝土的强度越高，抵抗物理破坏和化学侵蚀的能力越强，植被生态混凝土的耐久性越好。

2.1.3土壤

植被生态混凝土为了满足植物的生长，一般在其孔隙内加入成分复杂且化学性质活泼人工土壤，土壤内富含酸、盐、二氧化碳等成分，这些成分对混凝土的水泥和集料会产生不同程度的侵蚀和破坏，影响植被生态混凝土的耐久性。

另外，水泥的品种、强度等级及矿物成分，骨料、掺合料和外加剂等都会对植被生态混凝土的耐久性产生影响。

2.2外部因素

2.2.1碳化侵蚀

植被生态混凝土的碳化主要是由于混凝土水化过程中产生的氢氧化钙、水化硅酸钙、未水化的硅酸三钙等与二氧化碳发生反应引起的。与普通混凝土不同，引起植被生态混凝土碳化的二氧化碳除了空气中的部分以外，还有土壤中微生物的代谢和分解、有机质的腐烂、植被生长过程中的根的活动以及地下水等产生的，这部分二氧化碳含量是空气中的几十甚至数百倍，因此，植被生态混凝土的碳化较普通混凝土更严重，耐久性更差。

2.2.2硫酸盐侵蚀

2.2.3冻融破坏

当混凝土接触水或者混凝土中含有一定的水且处在反复交替的正负温度环境中，如冬季北方寒冷地区的公路和河流的边坡工程，混凝土将产生冻融破坏。主要原因是当温度较低时一方面混凝土中的水结成冰体积增大，另一方面混凝土表面存在温度梯度，使混凝土表面产生拉应力，当拉应力超过混凝土的抗拉强度则会产生裂缝。与普通混凝土相比，植被生态混凝土的孔隙率大，强度低，在冻融循环的作用下更容易发生破坏。

2.2.4微生物侵蚀

破坏混凝土的微生物主要为来自雨水、河水和污水的各种菌类。植被生态混凝土的孔隙环境呈低碱性，为微生物提供生存和繁衍的必要条件，微生物的代谢产物会对植被生态混凝土产生破坏，产生的酸性物质使混凝土中性化同时改变混凝土的渗透性。

3. 植被生态混凝土耐久性评价指标的建立

基于以上分析，以植被生态混凝土的强度为基本指标，从影响植被生态混凝土耐久性的抗冻性、抗碳化侵蚀和抗微生物侵蚀三个方面建立耐久性评价指标体系。

图1 耐久性评价指标

4.结语

虽然植被生态混凝土已在工程实践中得到了广泛的应用，但是其耐久性及耐久性评价标准的研究仍然较少，理论研究相对滞后。植被生态混凝土为了满足植物生长，其孔隙率大强度低，在孔隙内还填充土壤，因此其特性较普通混凝土有较大差异，影响耐久性的因素也更多且各种因素相互作用，机理更加复杂，植被生态混凝土耐久性的研究对其推广和应用具有积极意义。

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