沸石掺量对植生混凝土性能的影响分析

姜伟

青岛青建蓝谷新型材料有限公司 山东 青岛 266235

植生混凝土是以多水泥为主要胶凝材料将混凝土骨料胶接在一起，从而形成可供植物生长的多孔状的具有一定强度的轻质混凝土[1]。植生混凝土目前主要应用在需承担大载荷作用的区域，例如用于公路铁路的护坡、海绵城市的建设、河堤的护理、预防坡道的水土流失等。植生混凝土的研究被国内外专家学者所重视，成为行业研究热点，但是目前混凝土的吸水性能、保水性能、碱度过高等问题依旧困扰着植生混凝土的制备与大面积应用[2]。本文利用多孔性材料沸石掺加到植生混凝土中，以改善植生混凝土存在的上述问题。

1 实验方法

本实验所用沸石为天然沸石，本实验所采用的天然沸石进行6组试验，每组实验成型9块，试验组编号为FS01、FS2、FS3、FS4、FS5和FS6，四组编号沸石掺量分别为0%、5%、10%、15%、20%和25%。

2 试验结果与分析

2.1 吸水性能

针对试验的每组三块植生混凝土进行了吸水性能试验，FS01、FS2、FS3、FS4、FS5和FS6的吸水率分别为7.9%、9.4%、10.6%、11.4%、11.7%和11.8%。从试验结果中可以看出，沸石的掺量对植生混凝土的吸水率具有较大的影响，从结果趋势上分析表明：随着天然沸石掺量的逐渐增加，植生混凝土水泥浆体的吸水率呈现逐渐升高的趋势。吸水率随着沸石掺量的增加，在FS4组之前增长明显，FS4组之后，吸水率增长的趋势趋于平缓。当沸石掺量为0%（FS1）时，植生混凝土的吸水率为7.9%，当沸石掺量在15%(FS4)时，吸水率为11.4%，相比FS1吸水率提高了44%，当沸石掺量为20%（FS5）和25%（FS6）时，混凝土的吸水率分别为11.7%和11.8%，吸水率相对变化不大，但是相对FS1，吸水率分别提高了48.1%和49.3%。因此，植生混凝土浆体的吸水率随着沸石掺加量的增加，吸水率增加，当沸石掺加量超过25%时，吸水率提高率趋于平缓。

2.2 保水性能

针对沸石掺加量对植生混凝土浆体保水性能的影响，针对试验的每组三块植生混凝土浆体进行了连续时间段的检测，试验结果如下图2所示。

图2 沸石掺量对植生混凝土浆体保水性能的影响

沸石的掺入会影响植生混凝土浆体的保水率，特别是在水泥硬化15小时以内，沸石的掺入会大幅降低植生混凝土硬化浆体的保水率，5%和10%掺量的沸石对植生混凝土浆体保水性能最为显著，这是由于沸石本身性质的原因，沸石是多孔性材料，内部有诸多的额微孔，在硬化浆体中可以提高吸水率，但同时也相对提高了硬化浆体的失水率。20%的沸石掺加量对植生混凝土硬化浆体的保水率效果较好，失水率在掺加沸石的实验中效果最好，仅次于没有掺加沸石FS1组。

2.3 碱性环境的改善

FS01、FS2、FS3、FS4、FS5和FS6六组试块的浸出液pH分别为11.3、10.9、10.6、10.4、10.3、10.3。这是因为沸石多孔性结构，水泥水化所产生的C-S-H和CH会在沸石微孔结构中产生，而沸石与水泥水化产生的CH发生化学激发反应，形成硅氧键、铝氧键，最终形成三维网络状结构，因此，沸石吸附一部分氢氧化钙，并与之进行反应，降低了氢氧化钙含量，进而降低了浸出液的pH。因此，沸石的掺入可以在很大程度上改善植生混凝土的碱性环境，为植物的生长提供有利的生长条件。

2.4 植生混凝土的强度影响

针对六组植生混凝土试块进行强度性能试验，结果表明FS01、FS2、FS3、FS4、FS5和FS6六组试块的28d抗压强度分别为6.2MPa、6.1MPa、6.4MPa、6.5MPa、5.6MPa、4.6MPa，强度的总体趋势是先上升后降低，这可能是由于水泥水化所产生的C-S-H和CH，随着沸石掺量的增加，与水泥产物氢氧化钙发生聚合化学反应，形成硅氧键、铝氧键的聚合，又生成C-S-H，最终形成三维网络状结构，导致植生混凝土结构中的氢氧化钙减少，致使水泥水化的平衡打破，反应出更多的氢氧化钙，增加了水化反应，同时生成的凝胶也使植生混凝土的强度增加，造成了在沸石在一定掺量范围内，随着沸石的增加，植生混凝土的抗压强度会有所增加。但超过一定范围后，抗压强度会极具的降低。

3 结束语

沸石的掺加对于植生混凝土的吸水率、保水率、碱度环境、抗压强度等性能均有较大的影响，具体表现如下：①植生混凝土浆体的吸水率随着沸石掺加量的增加，吸水率增加，当沸石掺加量超过25%时，吸水率提高率趋于平缓；②沸石的掺加会增加硬化浆体的早期失水率，降低水化浆体的保水率，随着硬化浆体的水化，15%和20%的沸石掺量在一定程度上可以使硬化浆体的失水率降低，有助于硬化浆体保水性能；③沸石的掺入可改善植生混凝土的碱性环境，为植物的生长提供有利的生长条件；④沸石的掺加在一定范围内，可以提高植生混凝土的28d抗压强度。