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2009结构工程师考试考前辅导:生态水泥混凝土材料与技术2

www.zige365.com 2009-6-12 21:06:01 点击:发送给好友 和学友门交流一下 收藏到我的会员中心
3、环境协调型混凝土环境协调型混凝土是指通过混凝土材料的性能、形状或构造等的设计,使其具有降低环境负荷的能力。  例如通过控制混凝土空隙特性和空隙率,可使混凝土具有不同的性能,如良好的透水性、吸音性能、蓄热性能、吸附气体性能等。通过对混凝土性能和色彩的设计,使混凝土能与动植物和谐共生,这类混凝土包括植物适应型生态混凝土、海洋生物适应型生态混凝土和淡水生物适应型混凝土,以及净化水质用生态混凝土[3,14].

  3.1 多孔混凝土材料与制品多孔混凝土(Porous Concrete),简称POC,是由粗骨料与水泥浆或砂浆结合而成,形状如“米花糖”,又称“无砂混凝土”(No fines concrete)或大孔型混凝土,具有连续孔隙结构是其一大特征。POC具有良好的透水性和透气性,孔隙率一般为5-35%,能够提供生物的繁殖生长空间,净化和保护地下水资源,吸收躁音等,因此多孔混凝土作为一种典型的环境材料而受到人们的重视[15].

  3.2 多孔混凝土用原材料与制备方法使用材料主要有水泥、粗集料、细集料、混合材、外加剂以及水,与普通混凝土的原材料基本相同,但是,有时也不用细集料、混合材和外加剂。因孔隙率、孔径大小、孔径分布以及孔是否连通是多孔混凝土考虑的主要性能,所以,对集料的粒径有特殊要求。多孔混凝土一般在工厂内制作,方法之一如下:将除水以外的其他材料倒入搅拌机中预拌,然后加入水拌和,使砂浆包裹在粗集料的表面上,然后倒入模具中振动成型。成型后采用蒸汽养护(预养3小时、65°C养护4小时、然后自然降温。)有时,生物植被混凝土采用普通混凝土与多孔混凝土双层结构。孔混凝土的配合是根据要求其具备的品质和功能而确定,反映多孔混凝土性能的项目有孔隙率、透水系数、抗压强度、抗冻融循环性和干缩,评价多孔混凝土的功能则是依据这些性能。

  3.3 多孔混凝土的应用

  3.3.1 植物栽培和绿化过去利用混凝土栽种植物,主要是先成型箱式和井格式制品,留出空间,填入土壤、再栽培。采用多孔混凝土时,主要是利用POC的连续空隙,作为植物根的生长空间[16].由此,可以将POC扩大应用于河川护岸等工程进行坡面的绿化。作为这种用途的POC也可称为绿化混凝土。植物生长必须有土壤,利用连续空隙生长植物同样需填入必要的土壤,利用混凝土生长植物的要点是:

  (1)适于植物生长的POC的技术要求;

  (2)填充相关种类土壤的方法。作为POC的技术要求主要是确保连续的空隙和空隙的必要直径。如能确保连续空隙率达到25%以上程度,就能维持植物生长的良好状态。此外,骨料的粒径越大、空隙直径越大,植物根的伸长空间就有保证,填入土壤也较容易。作为粗骨料以粒径为13~20mm的碎石为宜。所用的土壤材料,为满足保水性、保肥性的要求,有阳离子交换量高的有机物、粘土或浮石(Zeolite)等,还有高吸水树脂和粘土或有机物(泥炭苔)等保水性材料或与土相混使用。POC用于绿化不仅限于河川护岸工程,而且还可考虑用于停车场和层面的绿化。不仅能满足生态环保的需要,而且也是抑制“热岛”(Heatisland)现象的有效措施。

  3.3.2 水的抑制与渗透利用POC的透水性能,可以用透水的路面。下雨时,汽车道上行驶的汽车会遇到水滑现象(Hydroplaning),飞溅的的水珠引起视界不良,如采用POC路面,这种现象即可消除,因而可以改善行车的安全性。同时还可以吸收汽车噪声。

  近来在都市开发中,沥青和混凝土地面大大降低了雨水向地下的渗透,减少了地下水,并引起地基下沉。此外,由于雨水流速加快,还会引起都市河川泛滥等事故,作为综合排水的一项措施就是利用POC制成渗透性输水管和水斗等加大雨水渗透措施。此外,如用于地下水的蓄排水,还将POC广泛用于道路、隧道、住宅用地、高尔夫球场等。

  3.3.3 水质净化河川、湖沼、海域等水环境本来就有自然净化的作用。但像城市中所见河川、多为混凝土三面开式结构或以大都市为背景直立护岸的封锁性水域,由于生物种类数量的减少,自然净化的功能相应减退。POC由于存在连续空隙,水、气自由通入,在多孔质内部和表面,易于附着细菌(bacteria)和藻类等,形成可栖息的生物膜,使其中的好气性(需氧性)细菌对有机物具有净化的可能。生物的附着因水域条件而异,一般在三个月以内即可加大区别。例如:将中空的POC球体投入公园的河道内,后来出现的生物种类有:2种细菌、45种藻类、原生动物5种和后生动物等多种多样生物。此外,在海域内,也能观察到附有细菌类、藻类和小动物以及贝类和大型海藻类多种生物。由于POC能附着多种多样生物,因而促进了水质的自然净化作用,为此一些厂商已开发出球状、凹凸状等POC制品,以供生物栖息净化水质之用。

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