浅析生态混凝土技术方法

王海祥/WANG Hai-xiang

（中建二局第二建筑工程有限公司，河南 郑州 45000）

随着我国经济水平的不断提高，更多21世纪风格的建筑物出现，原有的老建筑物拆除产生大量的废弃混凝土，据不完全估计，每年产生的废旧混凝土有两亿吨以上。废弃混凝土被乱扔在河流、草地，严重破坏地表植被系统，使我国脆弱的生态环境继续恶化。“可持续发展”是我国在1972年提出的科学发展观的基本要求之一，因此本文对废旧混凝土进行二次利用的研究，可以有效保护环境和减少水土流失，同时具有积极的社会效益和经济效益。

本项目研究再生集料、水泥、掺合料和外加剂的选用及其配合比，使其既满足强度要求，又满足植物的生长。

1 生态混凝土现状

当前，生态混凝土主要分为广义和狭义两个方面，广义生态混凝土是指以石、砂做骨料，适量降低水泥用量，提高混凝土的透水性能和净水作用。还有一个主要特点是与周围环境色彩相容，据文献介绍，目前国内外采用大量彩色混凝土做人行道路面及装饰工程，具有与环境协调、色调一致、让人感到舒适。狭义生态混凝土也是指用石、砂做骨料，但是其添加外加剂，可以生长植物，植物的根系可以用混凝土做支护，混凝土可以与植物很好的相容。与普通混凝土相比生态混凝土可以有效地缓解城市热岛效应，因为生态混凝土的孔隙率大，它能够让雨水流入地下，这样既可以补充地下水，还能够消除空气中的油类化合物对周边环境的危害；因此生态混凝土是保护自然、维护生态平衡的优良铺装材料。

生态混凝土的发展，有利于人类生态混凝土的良性发展，对城市雨水管理以及水污染防治等工作有重要意义，因生态混凝土拥有与大自然融合的色彩配方，针对不同的环境，选择不同的装修风格进行铺设施工，这是普通混凝土不能实现的。

2 生态混凝土技术

当前，再生集料植被生态混凝土正处于发展阶段，其制备方法比较特殊和复杂。混凝土既要有一定的孔隙率和碱度来满足植被的生长，又要具有一定的强度来抵抗外力，这就对植被生态混凝土的骨料和配合比有一定的要求。

生态混凝土的制作工艺如下：材料与配合比→搅拌→成型→养护。

1）材料与配合比 此次生态混凝土与已有生态混凝土最大的不同是选择的材料是废弃混凝土或掺入一定比例的再生骨料，碎石粒径选择宜为15～20mm,选用矿渣粉、石灰粉等取代水泥作为胶凝材料，掺入外加剂，要求孔隙率应控制在18%～35%，水胶比应控制在0.2～0.55之间，考虑酸碱性来满足植物的生长需求和混凝土强度。生态混凝土的配合比与混凝土的耐久性有很强的联系，配合比中胶凝材料以及骨料的量直接影响生态混凝土的孔隙率以及生态混凝土的强度：同时配合比也影响胶凝材料的浆体层厚度，浆体层越厚，分布越均匀，生态混凝土的强度越高，同时抵抗外界的能力则越好。还有生态混凝土再生骨料的粒径、形状、强度和表面状态以及掺合料的种类和活性等也会对生态混凝土的耐久性产生影响，所以配合比的选择非常重要。

2）搅拌 方案比选：①集料，胶凝材料和外加剂放入，再加入水；②放入部分集料、胶凝材料和外加剂，加水，二次放入集料、胶凝材料和外加剂，加水；③胶凝材料加水，集料加水。通过比选，选出最合适的搅拌方法，使混凝土的各项标准达到最优化。

3）成型 方案比选：①振捣成型；②压实成型。保证振捣质量，孔隙率符合初步设计要求，不得出现蜂窝，麻面等不良现象，影响混凝土透水性，进而影响植物根系生长空间。

4）养护 因为生态混凝土的孔隙率较大，洒水养护可能会影响其结构形态。选择薄膜养护，既可以保证混凝土强度稳定增长，也可以保证生态混凝土形态。

3 检测生态混凝土的性能指标

生态混凝土要保证其强度，性能等指标满足GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》要求。

1）生态混凝土的力学性能 准备6组试件，进行压缩试验。一般其强度需保证在28d龄期达到10MPa左右，强度测定方法与普通混凝土的测定方法相同。其结果需满足GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》要求。

2）孔隙率和透水性 生态混凝土孔隙包括贯通孔隙、半封闭孔隙和全封闭孔隙均需满足GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》要求，贯通孔隙和半封闭孔隙是提供植物生长空间的，考虑到需要保证植物能够正常生长，孔隙率在其规范要求范围内尽量偏大。孔隙率测定方法为先测定其试块在空气中的质量，然后测定其在水中的质量，最后得到该试块的孔隙率。孔隙率决定透水率，孔隙率越大透水性相对越好。透水系数的测定方法为在一定的水头下，单位时间内透过混凝土的水量与混凝土透水的面积成正比，与混凝土透水面积成正比，与混凝土透水厚度成反比。

3）耐久性 生态混凝土会被用在生存环境非常恶劣的地方，依据文献要求其外部影响因素主要有风化、碳化、冻融及疲劳荷载等，内部影响因素主要有配合比。保证耐久性满足GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》要求。在保证孔隙率情况下，骨料粒径越小，生态混凝土的耐久性会越好。

4）孔隙内碱性环境 生态混凝土要求植物能够正常生长，植物生长需要合理的酸碱性，其PH值应该在最有利于生长的范围。

4 结语和生态混凝土发展展望

本文仅阐述使用废旧混凝土产生生态混凝土需要的条件，对其配合比，胶凝材料如何保证孔隙率及混凝土强度提供方法，为以后生态混凝土发展提供方向。地球资源问题是21世纪人类面临的重大问题之一，人类在充分利用自己的才华开发大自然的同时，也在无情地破坏目前我们唯一可以生存的家园。我们面临着资源枯竭、能源危机、地球温暖化、臭氧层破坏、土地沙漠化、野生动物种类减少、热带雨林减少、酸雨范围扩大等日益严重的环境问题，大气、水质与土壤污染、噪音、振动等公害给人类生活带来了极大的危害和损失，而混凝土材料的生产与使用是造成这些环境问题与公害的原因之一，固体废弃物的综合化利用消除了对环境的不利影响，解放了大量土地，同时节省了大量的原生矿产资源。随着全球资源日益短缺，以废旧混凝土为原材料的生态混凝土必将成为未来建筑材料的支柱。

要制成生态混凝土，还缺少以下条件：①准确的配合比，以保证强度、孔隙率；②植物，由于植物生长需要一定酸碱性，大多数植物都是在碱性环境生长，如何调整酸碱性，是整个生态混凝土制成的关键。

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