植被生態混凝土耐久性評價指標研究

鮑英基

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植被生態混凝土耐久性評價指標研究

鮑英基

（江蘇建筑職業技術學院 江蘇徐州 221116）

隨著社會經濟的發展，植被生態混凝土作為一種環保材料被廣泛應用于堤壩、公路護坡等工程中，但由于其自身的結構特點影響其耐久性的因素較普通混凝土更多，本文通過分析影響植被生態混凝土耐久性的因素建立耐久性評價指標，對于植被生態混凝土的推廣應用具有積極意義

耐久性；生態混凝土；植被

1.前言

植被生態混凝土是一種通過材料研選、采用特殊工藝制造出來的具有特殊的結構與表面特性的混凝土，一般由多孔混凝土和填充土壤兩部分組成，既滿足工程防護的要求又適合植物的生長，能有效的保護和改善生態環境，因而在堤壩、河岸和公路邊坡等工程建設中得到了廣泛的應用。

但植被生態混凝土也有自身缺點，即為了滿足植物生長的要求，植被生態混凝土的孔隙率一般較大，因此其強度低且耐久性差，對其耐久性及評價體系的研究是十分必要的。本文通過分析影響植被生態混凝土耐久性的相關因素，確定植被生態混凝土耐久性評價指標，研究植被生態混凝土耐久性評價體系。

2.植被生態混凝土耐久性影響因素

所謂混凝土結構的耐久性，是指混凝土結構在自然環境、使用環境及材料內部因素的作用下，在設計要求的目標使用期內，不需要花費大量資金加固處理而保持其安全、使用功能和外觀要求的能力。影響植被生態混凝土耐久性的因素很多，可分為內部因素和外部因素，內部因素主要有混凝土的結構特征、集料、配合比、外加劑和土壤等，外部因素主要有碳化侵蝕、硫酸鹽侵蝕、凍融損傷等。

2.1內部因素

2.1.1混凝土的結構特征

植被生態混凝土為了滿足植物生長的要求，一般采用單一級配的材料作為骨架，其內部存在著大量連通的孔隙，孔隙率一般大于25%，孔隙的大小與數量等直接影響植被生態混凝土的耐久性。

2.1.2集料和配合比

植被生態混凝土結構為了抵抗外力，其應具有一定的強度，而強度的主要來源為水泥的水化和骨料的強度，水泥漿體對骨料的包裹越均勻，水泥漿體的厚度越厚，則植被生態混凝土的強度越高，抵抗物理破壞和化學侵蝕的能力越強，植被生態混凝土的耐久性越好。

2.1.3土壤

植被生態混凝土為了滿足植物的生長，一般在其孔隙內加入成分復雜且化學性質活潑人工土壤，土壤內富含酸、鹽、二氧化碳等成分，這些成分對混凝土的水泥和集料會產生不同程度的侵蝕和破壞，影響植被生態混凝土的耐久性。

另外，水泥的品種、強度等級及礦物成分，骨料、摻合料和外加劑等都會對植被生態混凝土的耐久性產生影響。

2.2外部因素

2.2.1碳化侵蝕

植被生態混凝土的碳化主要是由于混凝土水化過程中產生的氫氧化鈣、水化硅酸鈣、未水化的硅酸三鈣等與二氧化碳發生反應引起的。與普通混凝土不同，引起植被生態混凝土碳化的二氧化碳除了空氣中的部分以外，還有土壤中微生物的代謝和分解、有機質的腐爛、植被生長過程中的根的活動以及地下水等產生的，這部分二氧化碳含量是空氣中的幾十甚至數百倍，因此，植被生態混凝土的碳化較普通混凝土更嚴重，耐久性更差。

2.2.2硫酸鹽侵蝕

2.2.3凍融破壞

當混凝土接觸水或者混凝土中含有一定的水且處在反復交替的正負溫度環境中，如冬季北方寒冷地區的公路和河流的邊坡工程，混凝土將產生凍融破壞。主要原因是當溫度較低時一方面混凝土中的水結成冰體積增大，另一方面混凝土表面存在溫度梯度，使混凝土表面產生拉應力，當拉應力超過混凝土的抗拉強度則會產生裂縫。與普通混凝土相比，植被生態混凝土的孔隙率大，強度低，在凍融循環的作用下更容易發生破壞。

2.2.4微生物侵蝕

破壞混凝土的微生物主要為來自雨水、河水和污水的各種菌類。植被生態混凝土的孔隙環境呈低堿性，為微生物提供生存和繁衍的必要條件，微生物的代謝產物會對植被生態混凝土產生破壞，產生的酸性物質使混凝土中性化同時改變混凝土的滲透性。

3. 植被生態混凝土耐久性評價指標的建立

基于以上分析，以植被生態混凝土的強度為基本指標，從影響植被生態混凝土耐久性的抗凍性、抗碳化侵蝕和抗微生物侵蝕三個方面建立耐久性評價指標體系。

圖1 耐久性評價指標

4.結語

雖然植被生態混凝土已在工程實踐中得到了廣泛的應用，但是其耐久性及耐久性評價標準的研究仍然較少，理論研究相對滯后。植被生態混凝土為了滿足植物生長，其孔隙率大強度低，在孔隙內還填充土壤，因此其特性較普通混凝土有較大差異，影響耐久性的因素也更多且各種因素相互作用，機理更加復雜，植被生態混凝土耐久性的研究對其推廣和應用具有積極意義。

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