混凝土綠化研究管理論文

時間:2022-06-30 03:46:00

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混凝土綠化研究管理論文

一、綠化混凝土概述

綠化混凝土是指能夠適應(yīng)植物生長、可進(jìn)行植被作業(yè)的混凝土及其制品,具有保護(hù)環(huán)境、改善生態(tài)條件、基本保持原有防護(hù)作用三大功能。綠化混凝土可再造自然水環(huán)境,增加護(hù)砌材料表面透水透氣性,提高濕熱交換能力,降低護(hù)砌材料表面溫度,減少城市熱島效應(yīng),維護(hù)水生態(tài)鏈,增加河流自我凈化能力,減少因開采砂石對山林及河道的破壞,減少水泥用量和二氧化碳排放量。

多孔連續(xù)型綠化混凝土是綠化混凝土的一種類型,采用隨機結(jié)構(gòu)無砂混凝土作為植物生長基體,并在孔隙內(nèi)充填植物生長所需的物質(zhì)。

多孔連續(xù)型綠化混凝土分為普通多孔連續(xù)型綠化混凝土和復(fù)合多孔連續(xù)型綠化混凝土兩類。我國研制開發(fā)的復(fù)合多孔連續(xù)型綠化混凝土主要特點是:周邊采用高強度混凝土保護(hù)框并兼作模具,中間填筑無砂混凝土成型,解決了無砂混凝土生長基的構(gòu)件化問題;采用普通硅酸鹽水泥,打破了日本有關(guān)機構(gòu)提出的應(yīng)采用低堿性高爐B、C型水泥的局限;利用廢磚石作為長效肥載體,以緩慢分解、轉(zhuǎn)化氨基酸方式獲得緩釋肥。這種綠化混凝土獲得“環(huán)保型綠化混凝土”的美譽。

二、多孔連續(xù)型綠化混凝土特性的研究

多孔連續(xù)型綠化混凝土特性研究的基本問題是多孔連續(xù)型綠化混凝土的特定結(jié)構(gòu)、特殊的植物生長環(huán)境及相互關(guān)系。

1.溫度環(huán)境問題

溫度是植物生長的必要條件之一,因此,研究綠化混凝土的溫度變化規(guī)律十分重要。多孔連續(xù)型綠化混凝土表層溫度與地表溫度的變化規(guī)律有所不同。

(1)夏季高溫問題

多孔連續(xù)型綠化混凝土吸收并蓄存太陽輻射熱能,表層溫度較高,不僅影響花草種子發(fā)芽率,而且影響花草生長。當(dāng)溫度超過一定限度時,很多草會出現(xiàn)熱休眠現(xiàn)象。

(2)冬季低溫問題

經(jīng)實驗可得,多孔連續(xù)型綠化混凝土冬季表層溫度高于地表溫度。在季節(jié)性寒冷地區(qū),冷季型草的可選擇范圍十分有限,而多孔連續(xù)型綠化混凝土則拓展了植物可選擇范圍。

2.濕度環(huán)境問題

對多孔連續(xù)型綠化混凝土保濕能力模擬試驗表明:實驗20d后,風(fēng)干影響深度為120~140mm;至30d時,深度未繼續(xù)發(fā)展。表層干燥土與底層濕潤土之間不是線性變化關(guān)系,有較明顯的分界線。因此可認(rèn)定多孔連續(xù)型綠化混凝土的耐干旱能力在20d以上。

3.堿性水環(huán)境下的肥效問題

孔隙內(nèi)水環(huán)境在初期呈弱堿性,對所施化肥有一定負(fù)面影響。

(1)孔隙內(nèi)堿性主要來源于骨料表面的水泥水化形成的有害堿,骨料本身也具有弱堿性。銨態(tài)氮肥在pH值大于7.5的堿性水環(huán)境下,其有效成分被分解成氨氣溢出而失效。鉀鹽類肥料在堿性水環(huán)境下發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),肥效基本不受影響。實驗證明施加K2SO4的環(huán)保型綠化混凝土上生長的花草呈富鉀狀態(tài)。磷酸和鈣或鐵、鋁在孔隙內(nèi)堿性水環(huán)境下形成遲效態(tài),有緩釋肥作用;鎂及硼、錳、銅等微量元素的有效性降低。

(2)表層客土對逸出氮肥的阻隔、吸收能力。孔隙內(nèi)部分銨態(tài)氮肥分解為氨氣后,會被阻隔并滯留在一定厚度的濕潤客土中,為土中所含水分吸收。實驗表明:隨覆土厚度、土壤濕度的增加,阻隔吸收氨氣的能力也相應(yīng)增加,表面客土層宜在20~30mm以上。

4.孔隙內(nèi)保水劑的保水能力

孔隙內(nèi)充填土中的水分有限,在初期沒有形成孔洞間毛細(xì)水補給通道,需加入保水劑。常見各類保水劑稱保水率都在數(shù)百倍乃至數(shù)千倍,但這只能在無離子水狀態(tài)下實現(xiàn),在有電解質(zhì)的水中,保水能力下降。在孔隙內(nèi)的水環(huán)境中,存在大量OH-、CO、SO、PO等陰離子,使保水劑保水倍率一般只能達(dá)到標(biāo)稱值的25%~50%。實驗表明:丙烯酰胺型保水劑的保水倍率保留程度相對較好,而丙烯酰鹽型保水劑的剩余保水倍率最大;硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽類對保水劑影響程度較大。

5.多孔連續(xù)型綠化混凝土的構(gòu)造原則

多孔連續(xù)型綠化混凝土應(yīng)滿足如下構(gòu)造要求:

(1)孔隙率

主要決定植物根系的可生長空間。在骨料粒徑為25~40mm時,孔隙率一般為20%~40%。為保證植物生長,孔隙率不宜小于30%。

(2)貫通性

隨機結(jié)構(gòu)的多孔連續(xù)型綠化混凝土孔隙間相互的貫通程度,決定著植物根系的發(fā)育擴展及獲得養(yǎng)分補給的能力,而貫通性取決于水灰比及灰骨比?;夜潜却髸r,貫通性較差;而水灰比大會造成下層淤堵??扇幽繙y進(jìn)行判斷。

(3)反濾性

無砂混凝土生長基體有反濾作用。其保土能力可按下式計算:

D/d50=9~20

式中:D為無砂混凝土骨料平均粒徑;d50為被保護(hù)土特征粒徑。

在被保護(hù)土特征粒徑小于1mm時,滿足反濾性要求的無砂混凝土孔隙率及貫通性很差,故在鋪設(shè)厚度較大(一般宜超過300mm)時,可采用不同級配的骨料分層澆筑。反濾要求較高時,宜在底層鋪設(shè)高纖度(dtex≥15)土工布。

(4)最小厚度

在無土或極貧瘠土地上鋪設(shè)時,建議按下式估算最小厚度:

t=100/(k×b)

式中:t為無砂混凝土厚度,單位為mm;b為孔隙率;k為充填系數(shù),一般為0.8~0.9左右。公式的含義為:孔隙內(nèi)至少充灌相當(dāng)于100mm厚的土壤。

當(dāng)無砂混凝土厚度不能達(dá)到上述要求時,可增加局部充土量來增加土層等效厚度。在一般土壤上鋪設(shè)復(fù)合多孔連續(xù)型綠化混凝土?xí)r,可根據(jù)構(gòu)件容重,按照有關(guān)規(guī)范計算厚度。

(5)等效孔徑

等效孔徑對直根系花卉有直接影響。根據(jù)實驗觀察,等效孔徑不宜小于10mm。

(6)可作業(yè)性

實用的多孔連續(xù)型綠化混凝土必須提供簡便易行的播種、補種、復(fù)種作業(yè)條件,并使各種適用植物均能發(fā)芽生長。主要提高表面及孔隙內(nèi)的附土、滯土、保土能力。一是可提高表面粗糙度,增加客土附著穩(wěn)定性;二是采用凹面復(fù)合多孔連續(xù)型綠化混凝土;三是加高分塊邊框滯土;四是表面鋪設(shè)三維植被網(wǎng),聚丙烯三維植被網(wǎng)可直接用水泥粘合在無砂混凝土表面。

在具備可作業(yè)性的多孔連續(xù)型綠化混凝土上播種花草與在土壤上播種基本相同。將特定草籽拌和在無砂混凝土中的播種方式只有試驗意義。

四、對若干問題的探討

1.抗壓強度

多孔連續(xù)型綠化混凝土的抗壓強度主要取決于灰骨比、骨料品種與粒徑選擇、振搗程度,一般在2.0~15MPa之間。

軟基上的綠化混凝土厚度小于150mm時,較大的抗壓強度指標(biāo)并無意義。受壓破壞表現(xiàn)為骨料間水泥膠結(jié)面折斷,承載能力主要取決于骨料間的黏合強度。

2.植物根系對混凝土結(jié)構(gòu)影響

多孔連續(xù)型綠化混凝土上植物根系發(fā)育的特點是以親水性、親肥性為導(dǎo)向,選擇生長空間相對寬松的方向擴展,根系沿相互貫通的孔隙延伸。在有覆土?xí)r,須根系植物首先選擇在覆土內(nèi)擴展,甚至直根系植物也會衍生出較多須根;無覆土層及覆土厚度較小時,由于底層的溫度、濕度、肥料沉積均好于表層,故須根系及直根系植物均深入綠化混凝土內(nèi)部,在土中分根擴展、延伸。并未發(fā)現(xiàn)植物根系對結(jié)構(gòu)造成破壞。

3.植物選擇問題

在水位變動區(qū),應(yīng)選擇當(dāng)?shù)刈匀簧L植物。自然水環(huán)境是由流水、多種植物、水生動物、清新的空氣共同組成的,當(dāng)?shù)刈匀簧L植物是當(dāng)?shù)厮鷦游锸澄镦湹慕M成部分,單純播種某一種花草,人為改變當(dāng)?shù)刈匀凰莪h(huán)境,勢必切斷當(dāng)?shù)厮鷦游锏氖澄镦?,是對自然的另一種破壞。在水位變動區(qū)以上,可根據(jù)工程要求與當(dāng)?shù)貙嶋H情況,選擇多年生植物,并進(jìn)行必要的養(yǎng)護(hù)。在水位變動區(qū)以下,建議嘗試種植管束類植物。

千篇一律地播種草坪不是最佳的選擇,應(yīng)進(jìn)行必要的園林設(shè)計,達(dá)到花草錯落有致,搭配合理,形成園林化堤壩,使呆板單一的護(hù)砌工程變成充滿生機的旅游資源。

五、結(jié)論

多孔連續(xù)型綠化混凝土工程性能好,實用性強,造價低,尤其是復(fù)合多孔連續(xù)型綠化混凝土解決了連續(xù)型綠化混凝土的構(gòu)件化問題,更適合我國國情。綠化混凝土是一個新穎的技術(shù)領(lǐng)域,仍有很多問題需做大量艱苦細(xì)致的工作,應(yīng)結(jié)合實際深入研究。