绿化混凝土的植物相容性与生物学特性的研究

论文摘要

本项目通过大量的试验研究与理论分析,综合应用化学、生物学、植物生理学、生态环境学等学科知识,系统研究了绿化混凝土的理化性质,主要对绿化混凝土的植物相容性和生物学特牲进行了试验分析。主要研究结果如下:1.通过研制试验结果的分析,探讨了绿化混凝土的组成机理、结构特性、理化特性等,发现其抗压应力-应变曲线具有多峰值跳跃现象,说明了粗骨料之间接触点的粘结强度是决定其强度的关键,也表明了水泥的用量是决定绿化混凝土强度的关键,且“沙琪玛骨架”具有提高植物的耐践踏性等方面的优点,指出如何解决水泥的用量与绿化混凝土的植物相容性这对矛盾是研究绿化混凝土的重要问题,并阐述了绿化混凝土的草种选择原则,列出了适合亚热带地区种植的部分草种。2.利用正交试验探讨了水泥、耕植土、珍珠岩和外加剂等因素对轻质绿化混凝土pH值的影响。结果表明:各因素对轻质绿化混凝土pH值的影响具有明显的时间效应,28 d pH值的降幅最大,7 d前水泥、珍珠岩和外加剂的影响达到显著水平,而28 d后水泥是pH值和28 d抗压强度的主要影响因素,基本上与水泥用量呈线性关系,达到显著水平,并趋于稳定,珍珠岩用量的增加有进一步降低pH值的趋势。28 d后的综合最优水平组合为A1B1C2D3,即水泥用量为4.5kg,耕植土的用量为17.3kg,外加剂用量为2.9kg,珍珠岩用量为7.2kg,在实际应用中应按工程实际合理选择各因素的用量。3.探讨了磷酸盐水泥、硅酸盐水泥和耕植土三因素对轻质绿化混凝土pH值的影响,结果表明:磷酸盐水泥和硅酸盐水泥按2:1的质量比掺入轻质绿化混凝土能提高其早强性和强度,且磷酸盐水泥对轻质绿化混凝土pH值的影响极小:磷酸盐水泥、硅酸盐水泥和耕植土三者的综合最优水平为A2B3C2,即磷酸盐水泥0.05kg,硅酸盐水泥0.025kg,耕植土0.7kg。4.探讨了耕植土、有机肥、外加剂等因素对轻质绿化混凝土的有机质、速效N、速效P、速效K的含量等主要肥力指标及180 d pH值的影响。结果表明:各因素对轻质绿化混凝土肥力有明显的影响,其中有机肥对有机质、速效N、速效P的影响均达到极显著水平,对速效K的影响达到显著水平;耕植土对有机质的影响达到极显著水平,对速效N、速效K的影响均达到显著水平,对速效P的影响不大;外加剂对肥力指标有一定影响,但未达到显著水平。各因素对180 d pH值没有显著影响。综合最优水平组合为A3B3C3,即耕植土用量为24.2kg,有机肥用量为3.5kg,外加剂用量为0.7kg。通过主要物理性质和黑麦草生长质量的验证性试验,说明了最优组合具有良好的植物相容性。5.探讨了长期施肥条件下绿化混凝土酶活性及其与土壤肥力的关系。结果表明,NPK与有机肥长期配合施用能明显提高绿化混凝土有机质含量,全氮、全磷及速效氮、磷、钾含量,增强土壤转化酶、磷酸酶和脲酶的活性。玉米秸秆有利于提高绿化混凝土转化酶活性,而有机肥则主要提高绿化混凝土脲酶和磷酸酶活性。土壤酶活性与土壤肥力之间具有很好的相关性,其中,磷酸酶、脲酶、转化酶活性与有机质、全磷、速效磷含量呈显著正相关。为寻求绿化混凝土良好的植物相容性要求,提高绿化混凝土生物化学环境条件,为进一步提高绿化混凝土的可持续耕作性研究科学依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第一章 绿化混凝土的研究现状与展望
• 1 绿化混凝土的概念、主要类型与用途
• 1.1 绿化混凝土的概念
• 1.2 绿化混凝土的主要类型与用途
• 1.2.1 孔洞型绿化混凝土
• 1.2.2 敷设式绿化混凝土
• 1.2.3 随机多孔型绿化混凝土
• 1.2.4 复合随机多孔型绿化混凝土
• 1.2.5 轻质绿化混凝土
• 1.2.6 "沙琪玛骨架"绿化混凝土
• 1.2.7 自适应植被混凝土
• 1.2.8 护堤植生型生态混凝土
• 2 绿化混凝土研究综述
• 2.1 国外研究概况
• 2.2 国内研究概况
• 2.3 绿化混凝土的主要研究进展
• 2.3.1 绿化混凝土的选料研究
• 2.3.2 绿化混凝土构件的耐久性研究
• 2.3.3 绿化混凝土防护特性研究
• 2.3.4 孔隙内碱性水环境改造
• 2.3.5 对混凝土pH值的降值处理
• 2.3.6 植物生长材料选择和充填
• 2.3.7 绿化混凝土力学性能试验
• 2.3.8 绿化混凝土草种选择与建植管理研究
• 2.4 绿化混凝土研究中的主要问题
• 2.5 应用前景
• 3 本研究的主要目的意义及内容
• 第二章 绿化混凝土的研制试验
• 1 材料与方法
• 1.1 水泥
• 1.2 轻骨料
• 1.3 碎石骨料
• 1.4 生物有机肥
• 1.5 其他材料
• 2 设计步骤
• 2.1 设计要求
• 2.2 确定碎石用量
• 2.3 确定恰当的水灰比
• 2.4 配合比优化确定
• 2.5 "沙琪玛"混凝土预制块的制备
• 2.6 营养土灌浆
• 2.7 试验设备及加载过程
• 3 结果与分析
• 3.1 "沙琪玛骨架"预制块孔隙度
• 3.2 "沙琪玛骨架"绿化混凝土的单向抗压力学性能
• 3.3 "沙琪玛骨架"绿化混凝土的植物相容性
• 3.4 草种建植情况
• 4 小结与讨论
• 第三章 绿化混凝土植物相容性优化试验
• 1 绿化混凝土pH值优化配比试验
• 1.1 材料与方法
• 1.1.1 材料
• 1.1.2 试验方法
• 1.2 结果与分析
• 1.2.1 各因素对轻质绿化混凝土24h的pH值的影响
• 1.2.2 各因素对轻质绿化混凝土7d的pH值的影响
• 1.2.3 各因素对轻质绿化混凝土28d的pH值的影响
• 1.2.4 各因素对轻质绿化混凝土180d的pH值的影响
• 1.2.5 各因素对轻质绿化混凝土28d的抗压强度的影响
• 1.2.6 综合最优水平组合
• 1.2.7 验证性试验结果
• 1.3 小结与讨论
• 2 磷酸盐水泥对轻质绿化混凝土pH值的影响
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 试验材料
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 正交试验设计
• 2.2.2 轻质绿化混凝土试验块制备
• 2.2.3 电位法测定轻质绿化混凝土pH值
• 2.2.4 对比试验
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 各因素对轻质绿化混凝土48 h pH值的影响的显著性分析
• 2.3.2 各因素对轻质绿化混凝土72 h pH值的影响的显著性分析
• 2.3.3 各因素对轻质绿化混凝土24 h抗压强度的影响的显著性分析
• 2.3.4 综合最优水平组合
• 2.3.5 对比试验的结果分析
• 2.4 结论与讨论
• 3 绿化混凝土草种选择
• 3.1 草种选择原则
• 3.2 选择优良品种
• 3.3 亚热带主要草种简介
• 3.4 讨论
• 第四章 绿化混凝土生物学特性的研究
• 1 绿化混凝土肥力的优化配比试验
• 1.1 材料与方法
• 1.1.1 待测材料
• 1.1.2 主要物理性质测定
• 1.1.3 主要肥力指标测定
• 1.1.4 试验设计
• 1.1.5 试验方法
• 1.2 结果与分析
• 1.2.1 各因素对轻质绿化混凝土有机质的影响
• 1.2.2 各因素对轻质绿化混凝土速效N的影响
• 1.2.3 各因素对轻质绿化混凝土速效P的影响
• 1.2.4 各因素对轻质绿化混凝土速效K的影响
• 1.2.5 各因素对轻质绿化混凝土180dpH值的影响
• 1.2.6 最优水平组合及其主要物理性质测定结果
• 1.2.7 黑麦草生长质量验证性试验结果
• 1.3 小结与讨论
• 2 定期施肥条件下绿化混凝土的生物学特性
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 供试绿化混凝土
• 2.1.2 测试项目与方法
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 长期施肥对绿化混凝土酶活性的影响
• 2.2.2 长期施肥对绿化混凝土养分的影响
• 2.2.3 绿化混凝土中酶与养分的相关分析
• 2.3 讨论
• 第四章 展望
• 参考文献
• 致谢