植生混凝土的调查研究分析

植生混凝土的调查研究分析

普永刚曹枢谷小帅杨建斌董志勇

中建一局（集团）有限公司西安710000

摘要：随着近几年环保形势越来越严峻，以及可持续发展在我们的社会中越来越被人们所重视，这使得现代混凝土行业必须坚持走可持续发展与混凝土发展相结合的绿色、生态的混凝土道路。但道路、水利、等建设均需要大量的开挖边坡，导致生态破坏严重。

为了减少混凝土护坡对当地水域环境所产生的负面影响，使道路、河道等两旁的护坡也能够融入到整个生态环境系统中，植生混凝土被越来越多的学者所研究。本文总结了植生混凝土的研究现状，研究了植生混凝土的制备以及其如何降碱和选择种植植物，以及其所存在的问题及其以后发展的方向。

关键词：植生混凝土，研究进展，护坡，降碱，植物选择

1研究意义

近年来，更多的人意识到环境的可持续发展尤为重要。但随着我国城市面积的扩大，湖泊与河流的安全、生态和环境问题日益严重，许多湖泊、河流护坡依然更多的采用传统混凝土护坡形式。在环保与可持续发展的大环境下，为了修复生态环境，实现公路、铁路、河渠、堤坝的全面绿化，植生混凝土应运而生。

植生型混凝土是以多孔混凝土为承载基体，混凝土能够生长植物，在实现安全防护的同时又能实现生态种植。通过对原材料的选择，采用特殊工艺制作而成的一种能将工程防护和生态修复很好的结合起来的新型护坡材料[1-2]。

2国内外研究现状

2.1国外的研究现状

日本从90年代开始研究能改善水质富营养化状况的混凝土材料，提出了“亲水”的概念；大成建设技术研究所进行了连续4年的探索性研究，1993年提出了环境理念材料的概念。在20世纪90年代，为了达到边坡稳定，生态护坡的目的，日本就开始研究多孔混凝土，并组织建立了生态混凝土工学会[3-4]。

韩国韩美科学株式会社的GilBJ等提出了一种降低混凝土碱性方法，可以中和混凝土基层砌块的碱成分，并削弱混凝土中的有害元素和阻碍植物生长不利元素。具体方法为：将干燥的混凝土块浸入含有水、乙酸和稀酸的水溶液中，以中和碱性，之后将混凝土块浸入盛满水的水池中，以稀释混凝土块上的弱酸溶液并干燥。试验结果表明PH值为12的强碱性混凝土块，中和后PH值可降为7～8[5]。

美国亚利桑那州立大学的NarayananNeithalath与澳大利亚南澳大学的Beecham研究了不同骨料尺寸对植生型多孔混凝土的影响，实验结果表明：植生型多孔混凝土的孔径随着骨料尺寸的增加而增大[6-7]。

美国德克萨斯A&M大学的CYSung利用不饱和聚酯树脂，通过在多孔聚合物块中种植冷季型草和草本植物形成新型的植生混凝土，利用不饱和聚酯树脂，通过提高种植在聚合物砌块上的覆盖度和种植性能，以提高多孔聚合物混凝土的强度性能[8]。

2.2国内研究现状

国内对于植生混凝土的研究和应用开始的较晚，在上世纪90年代吴中伟院士开始提出了绿色高性能混凝土。我国虽起步较晚，但近些年来在这方面还是取得了一定的研究成果。

唐瑞通过采用粗集料粒径为16-20mm、20-25mm、25-30mm三种碎石级配，制备植生混凝土并测其物理力学性能发现植生混凝土的抗压强度随粗集料粒径的增大而降低且当粗集料粒径为16-20mm时，植生混凝土标准养护28d后的抗压强度可达5.39Mpa，且混凝土的孔隙率大于30%，并且分析了三种降碱方式发现采用低碱硫铝酸盐水泥制备的植生混凝土，标准养护28d后内部孔隙环境pH值呈中性[9]。

房嘉明针对多孔混凝土孔隙内碱环境进行多种方式的降碱处理，试验发现喷洒硫酸亚铁降碱效果相对较好，使孔隙内碱度降低了16%。探索植生工艺进行植生试验，获得28d植生效果为植被密度81株/dm2、植被高18cm、抗压强度8.8MPa、透水系数11.47mm/s及植生基材碱度为8.26的生态护坡方案[10]。

3植生混凝土的主要优点

植生混凝土是一种能适应动植物生长的新型生态环保混凝土材料，符合国家对环保及可持续发展的要求，对美化城市，促进生态文明有着积极的作用。

主要优点如下

（1）植生混凝土良好的透水性，在强降雨的情况下可迅速排水，并且具有良好的反滤性，可减少流水侵蚀下堤坝管涌和土壤流失的现象。

（2）可实现植生绿化、生物共存、水质净化等功能。

（3）植物能从地表吸收热量，有助于减少城市热岛效应。

（4）由于具有很高的孔隙率，增强了河道的自净能力、吸收周边噪音。

4存在的问题及发展方向

目前，无论是在国际上还是在国内，植生混凝土的应用已经取得了一定的成效和成果，植生混凝土相对于普通混凝土，具有透水、适应植物的生长、提高河道两旁绿化和净化水质等作用，对环境及生态有着好的影响。虽然我们在植生混凝土取得了一定的成就，但同时也暴露了相当多的问题：

（1）目前为止我国暂没有植生混凝土应用的详细规范、技术性文件来指导试验研究和工程设计，这在很大程度上限制了植生混凝土在实际工程中的应用。

（2）混凝土内部呈碱性，若出现碱性溢出则会对混凝土中植物的生长产生非常不利的影响。人们虽对碱度控制进行了研究，抑碱方式多样，但缺乏大面积工程实例，应用很少，在这方面还得进行更多的研究。

（3）植生混凝土内部孔隙率较高强度偏低，既想要其有一定的强度又想植物可以很好的生长，如何达到两者间的平衡决定了植生混凝土的使用范围。

（4）虽然许多试验通过模拟强暴雨来观察其性能，但对于现实中更为残酷的环境中如冻融等方面的研究甚少。

5结语

国外经过很多年的研究植生混凝土不仅能够满足作为结构材料和功能材料之基本要求，还可以起到改善生态环境的作用。但在我国植生混凝土的研究还处在初级阶段，还有许多的问题有待研究。植生混凝土需要更多的学者，政府部门等的研究和推广，让植生混凝土更早的为我国的环保事业做出贡献。

参考文献

[1]土琼，严捍东.建筑垃圾再生骨料透水性混凝上试验研究[J].合肥工业大学学报：自然科学版，2004，27（6）：100-104.

[2]MontesF.Perviousconcrete：characterizationoffundamentalpropertiesandsimulationofmicrostructure[D].Dissertation，UniversitvofSouthCarolina，2006.

[3]水口裕之.ニココソクリートとは[J].日本コンクリート工学，1998（3）：9-12.

[4]先端建設技術ャンター.ボーコンクリート河川認岸工法の手引さ[M].日本东京：山海棠出版，2002.

[5]GilBJ，BYUN，GilJ.CONCRETENEUTRALIZATIONMETHODOFTHEGRASSBLOCKANDTHEGRASSBLOCKWHICHITMANUFACTURES：，KR20090078017（A）[P].2009.

[6]S.Beecham.Therelationshipbetweenporosityandstrengthforporousconcrete[J].Construc-tionandBuildingMaterials，2011，25（11）：4294-4298.

[7]OmkarDeo，NarayananNeithalath.Comrressiveresponseofperviousconcreteproportionedfordesiredporosi-ties[J].ConstructionandBuildingMaterials，2011，25（11）：4181-4189.

[8]SungCY，KimYI.StrengthofPorousPolymerCon-creteandGrowthPropertiesofPlantwithinPlantingPolymerBlockUsingUnsaturatedPolyesterResin[J].Ad-vancedMaterialsResearch，2013，687：235-240.

[9]唐瑞.植生混凝土的制备及其河道护坡性能的研究[D].西南科技大学，2018.

[10]房嘉铭.植生型多孔混凝土在生态护坡的应用研究[D].重庆交通大学，2016.