淺析生態混凝土技術方法

王海祥/WANG Hai-xiang

（中建二局第二建筑工程有限公司，河南 鄭州 45000）

隨著我國經濟水平的不斷提高，更多21世紀風格的建筑物出現，原有的老建筑物拆除產生大量的廢棄混凝土，據不完全估計，每年產生的廢舊混凝土有兩億噸以上。廢棄混凝土被亂扔在河流、草地，嚴重破壞地表植被系統，使我國脆弱的生態環境繼續惡化。“可持續發展”是我國在1972年提出的科學發展觀的基本要求之一，因此本文對廢舊混凝土進行二次利用的研究，可以有效保護環境和減少水土流失，同時具有積極的社會效益和經濟效益。

本項目研究再生集料、水泥、摻合料和外加劑的選用及其配合比，使其既滿足強度要求，又滿足植物的生長。

1 生態混凝土現狀

當前，生態混凝土主要分為廣義和狹義兩個方面，廣義生態混凝土是指以石、砂做骨料，適量降低水泥用量，提高混凝土的透水性能和凈水作用。還有一個主要特點是與周圍環境色彩相容，據文獻介紹，目前國內外采用大量彩色混凝土做人行道路面及裝飾工程，具有與環境協調、色調一致、讓人感到舒適。狹義生態混凝土也是指用石、砂做骨料，但是其添加外加劑，可以生長植物，植物的根系可以用混凝土做支護，混凝土可以與植物很好的相容。與普通混凝土相比生態混凝土可以有效地緩解城市熱島效應，因為生態混凝土的孔隙率大，它能夠讓雨水流入地下，這樣既可以補充地下水，還能夠消除空氣中的油類化合物對周邊環境的危害；因此生態混凝土是保護自然、維護生態平衡的優良鋪裝材料。

生態混凝土的發展，有利于人類生態混凝土的良性發展，對城市雨水管理以及水污染防治等工作有重要意義，因生態混凝土擁有與大自然融合的色彩配方，針對不同的環境，選擇不同的裝修風格進行鋪設施工，這是普通混凝土不能實現的。

2 生態混凝土技術

當前，再生集料植被生態混凝土正處于發展階段，其制備方法比較特殊和復雜。混凝土既要有一定的孔隙率和堿度來滿足植被的生長，又要具有一定的強度來抵抗外力，這就對植被生態混凝土的骨料和配合比有一定的要求。

生態混凝土的制作工藝如下：材料與配合比→攪拌→成型→養護。

1）材料與配合比 此次生態混凝土與已有生態混凝土最大的不同是選擇的材料是廢棄混凝土或摻入一定比例的再生骨料，碎石粒徑選擇宜為15～20mm,選用礦渣粉、石灰粉等取代水泥作為膠凝材料，摻入外加劑，要求孔隙率應控制在18%～35%，水膠比應控制在0.2～0.55之間，考慮酸堿性來滿足植物的生長需求和混凝土強度。生態混凝土的配合比與混凝土的耐久性有很強的聯系，配合比中膠凝材料以及骨料的量直接影響生態混凝土的孔隙率以及生態混凝土的強度：同時配合比也影響膠凝材料的漿體層厚度，漿體層越厚，分布越均勻，生態混凝土的強度越高，同時抵抗外界的能力則越好。還有生態混凝土再生骨料的粒徑、形狀、強度和表面狀態以及摻合料的種類和活性等也會對生態混凝土的耐久性產生影響，所以配合比的選擇非常重要。

2）攪拌 方案比選：①集料，膠凝材料和外加劑放入，再加入水；②放入部分集料、膠凝材料和外加劑，加水，二次放入集料、膠凝材料和外加劑，加水；③膠凝材料加水，集料加水。通過比選，選出最合適的攪拌方法，使混凝土的各項標準達到最優化。

3）成型 方案比選：①振搗成型；②壓實成型。保證振搗質量，孔隙率符合初步設計要求，不得出現蜂窩，麻面等不良現象，影響混凝土透水性，進而影響植物根系生長空間。

4）養護 因為生態混凝土的孔隙率較大，灑水養護可能會影響其結構形態。選擇薄膜養護，既可以保證混凝土強度穩定增長，也可以保證生態混凝土形態。

3 檢測生態混凝土的性能指標

生態混凝土要保證其強度，性能等指標滿足GB 50010-2010《混凝土結構設計規范》要求。

1）生態混凝土的力學性能 準備6組試件，進行壓縮試驗。一般其強度需保證在28d齡期達到10MPa左右，強度測定方法與普通混凝土的測定方法相同。其結果需滿足GB 50010-2010《混凝土結構設計規范》要求。

2）孔隙率和透水性 生態混凝土孔隙包括貫通孔隙、半封閉孔隙和全封閉孔隙均需滿足GB 50010-2010《混凝土結構設計規范》要求，貫通孔隙和半封閉孔隙是提供植物生長空間的，考慮到需要保證植物能夠正常生長，孔隙率在其規范要求范圍內盡量偏大。孔隙率測定方法為先測定其試塊在空氣中的質量，然后測定其在水中的質量，最后得到該試塊的孔隙率。孔隙率決定透水率，孔隙率越大透水性相對越好。透水系數的測定方法為在一定的水頭下，單位時間內透過混凝土的水量與混凝土透水的面積成正比，與混凝土透水面積成正比，與混凝土透水厚度成反比。

3）耐久性 生態混凝土會被用在生存環境非常惡劣的地方，依據文獻要求其外部影響因素主要有風化、碳化、凍融及疲勞荷載等，內部影響因素主要有配合比。保證耐久性滿足GB 50010-2010《混凝土結構設計規范》要求。在保證孔隙率情況下，骨料粒徑越小，生態混凝土的耐久性會越好。

4）孔隙內堿性環境 生態混凝土要求植物能夠正常生長，植物生長需要合理的酸堿性，其PH值應該在最有利于生長的范圍。

4 結語和生態混凝土發展展望

本文僅闡述使用廢舊混凝土產生生態混凝土需要的條件，對其配合比，膠凝材料如何保證孔隙率及混凝土強度提供方法，為以后生態混凝土發展提供方向。地球資源問題是21世紀人類面臨的重大問題之一，人類在充分利用自己的才華開發大自然的同時，也在無情地破壞目前我們唯一可以生存的家園。我們面臨著資源枯竭、能源危機、地球溫暖化、臭氧層破壞、土地沙漠化、野生動物種類減少、熱帶雨林減少、酸雨范圍擴大等日益嚴重的環境問題，大氣、水質與土壤污染、噪音、振動等公害給人類生活帶來了極大的危害和損失，而混凝土材料的生產與使用是造成這些環境問題與公害的原因之一，固體廢棄物的綜合化利用消除了對環境的不利影響，解放了大量土地，同時節省了大量的原生礦產資源。隨著全球資源日益短缺，以廢舊混凝土為原材料的生態混凝土必將成為未來建筑材料的支柱。

要制成生態混凝土，還缺少以下條件：①準確的配合比，以保證強度、孔隙率；②植物，由于植物生長需要一定酸堿性，大多數植物都是在堿性環境生長，如何調整酸堿性，是整個生態混凝土制成的關鍵。

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