多孔植被混凝土研究

论文摘要

人类进行边坡防护已有很长的历史,但在防护与绿化美化两方面一直没有统一,与传统防护材料相比,多孔植被混凝土既有较高的强度能有效地进行边坡防护、加强边坡的稳定性,提高防护年限,又具有很大的孔隙率便于植物在其中生长,具有改善环境的功能,是一种被广泛认可的生态混凝土,因此,开展多孔植被混凝土的研究具有重要意义。本文针对目前多孔混凝土没有统一合理的配合比设计方法,提出了以孔隙率为主要设计参数,强度为次要设计参数的设计思路,确定了多孔混凝土各原材料的计算方法,经试验证明,在保证孔隙率的前提下,采取提高胶结材强度和减小集料粒径等措施提高多孔混凝土的强度是可行的,并且该设计方法简洁明了,各设计指标物理意义明确直观,避免了使用经验公式和经验曲线。考虑多孔混凝土结构的特殊性,经过大量试验提出了多孔混凝土的制备工艺,首先,搅拌工艺是:①骨料和70%的拌和水,搅拌1min,②加入50%胶凝材料,搅拌1min,③加入剩余的50%胶凝材料和30%的拌和水,搅拌2min;其次,成型工艺也与普通混凝土不同,新拌混凝土分三层铺装,每层用Φ16mm铁棒插捣20次,装满后先机械振动20s,然后施加0.1～0.15MPa的压力;再次,养护方法具有特殊性,实验室可采用标准条件养护,施工现场采用覆盖薄膜保湿养护。采用普通硅酸盐水泥制备多孔植被混凝土的一个重要问题是孔隙内水环境碱度太高,不适应植物生长,本文在分析碱类物质的来源、存在形态后提出了改造胶结材碱度、用弱酸性土壤中和碱类物质以及对多孔混凝土进行表面处理阻止碱的溶出这三种改造孔隙内碱度的方法,试验表明多孔混凝土表面处理方法不仅能有效保持孔隙内土壤为中性,而且还有助于提高多孔植被混凝土的耐久性。本文针对护坡的实际要求,分析了多孔植被混凝土的护坡形式,提出了表层覆土材料必须具备一定的强度以防止雨水的冲刷,分析了种植材料和草种的种类和选材原则,进行了多孔植被混凝土植被种植试验,观察了植物生长的状况,试验证明,多孔混凝土表面处理后植物完全可以在其上健康良好的生长。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 目前应用的护坡技术
• 1.2.1 混凝土类护坡技术
• 1.2.2 孔洞型材料护坡技术
• 1.2.3 植被护坡技术
• 1.3 当前护坡技术存在的问题
• 1.4 多孔植被混凝土护坡技术的提出
• 1.4.1 多孔植被混凝土的概念
• 1.4.2 多孔植被混凝土的特点
• 1.4.3 多孔植被混凝土国内外研究现状
• 1.4.4 多孔植被混凝土需要解决的问题
• 1.5 本文主要研究内容
• 1.6 本文研究目的和意义
• 2 原材料与试验方法
• 2.1 试验原材料
• 2.1.1 水泥
• 2.1.2 集料
• 2.1.3 矿物掺合料
• 2.1.4 混凝土外加剂
• 2.1.5 拌和水
• 2.1.6 天然土壤
• 2.1.7 化学试剂
• 2.1.8 环氧树脂
• 2.1.9 乳化沥青
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 强度测试方法
• 2.2.2 孔隙率测试方法
• 2.2.3 pH 值测试方法
• 3 多孔混凝土配合比设计方法研究
• 3.1 多孔混凝土的特征
• 3.1.1 多孔混凝土的结构特征
• 3.1.2 多孔混凝土的破坏特征
• 3.2 原材料性能对多孔混凝土性能的影响
• 3.2.1 集料的影响
• 3.2.2 胶结材料的影响
• 3.3 多孔混凝土配合比设计分析研究
• 3.3.1 配合比设计思路的提出
• 3.3.2 设计参数的确定
• 3.4 多孔混凝土配合比设计方法的提出
• 3.4.1 水灰比确定方法
• 3.4.2 单位体积多孔混凝土各原材料用量计算方法
• 3.5 配合比设计方法试验研究
• 3.5.1 多孔植被混凝土设计指标
• 3.5.2 原材料物理性能的测试
• 3.5.3 试配试验研究
• 3.6 本章小结
• 4 多孔混凝土制备工艺研究
• 4.1 多孔混凝土搅拌工艺研究
• 4.1.1 集料表面清洁程度对多孔混凝土性能的影响
• 4.1.2 不同搅拌工艺对比研究
• 4.2 多孔混凝土成型方法研究
• 4.2.1 振动成型方法研究
• 4.2.2 压制成型方法研究
• 4.2.3 振动和压制复合成型方法研究
• 4.3 多孔混凝土养护方法研究
• 4.4 本章小结
• 5 多孔混凝土孔隙内碱环境及改造方法研究
• 5.1 多孔混凝土孔隙内碱环境研究
• 5.1.1 改造孔隙碱环境的必要性
• 5.1.2 孔隙内盐碱性物质的来源
• 5.2 孔隙内碱度改造原则及方法
• 5.2.1 碱度改造原则
• 5.2.2 碱度改造方法
• 5.3 胶结材碱度影响因素及改造方法研究
• 5.3.1 水泥用量对胶结材碱度的影响
• 5.3.2 矿物掺合料对胶结材碱度的影响
• 5.3.3 改善胶结材碱度研究及分析
• 5.4 用弱酸性土壤改善孔隙内碱度研究
• 5.5 多孔混凝土表面处理改造孔隙内碱度方法研究
• 5.5.1 表面处理方法及材料
• 5.5.2 表面处理对多孔混凝土性能的影响
• 5.6 本章小结
• 6 护坡形式、种植材料及植被的选择和种植试验
• 6.1 多孔植被混凝土护坡形式
• 6.2 种植材料的选用分析研究
• 6.2.1 种植材料的种类
• 6.2.2 种植材料的选择原则
• 6.3 孔隙内注浆试验研究
• 6.4 护坡植被选用分析研究
• 6.4.1 护坡植被选型原则
• 6.4.2 不同气候区域对植被的要求
• 6.4.3 边坡对植被的要求
• 6.4.4 护坡植被的混播原则
• 6.5 植被种植试验研究
• 6.6 本章小结
• 7 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录