混凝土綠化研究管理論文

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一、綠化混凝土概述

綠化混凝土是指能夠適應植物生長、可進行植被作業的混凝土及其制品，具有保護環境、改善生態條件、基本保持原有防護作用三大功能。綠化混凝土可再造自然水環境，增加護砌材料表面透水透氣性，提高濕熱交換能力，降低護砌材料表面溫度，減少城市熱島效應，維護水生態鏈，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。

多孔連續型綠化混凝土是綠化混凝土的一種類型，采用隨機結構無砂混凝土作為植物生長基體，并在孔隙內充填植物生長所需的物質。

多孔連續型綠化混凝土分為普通多孔連續型綠化混凝土和復合多孔連續型綠化混凝土兩類。我國研制開發的復合多孔連續型綠化混凝土主要特點是：周邊采用高強度混凝土保護框并兼作模具，中間填筑無砂混凝土成型，解決了無砂混凝土生長基的構件化問題；采用普通硅酸鹽水泥，打破了日本有關機構提出的應采用低堿性高爐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、轉化氨基酸方式獲得緩釋肥。這種綠化混凝土獲得“環保型綠化混凝土”的美譽。

二、多孔連續型綠化混凝土特性的研究

多孔連續型綠化混凝土特性研究的基本問題是多孔連續型綠化混凝土的特定結構、特殊的植物生長環境及相互關系。

1．溫度環境問題

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律十分重要。多孔連續型綠化混凝土表層溫度與地表溫度的變化規律有所不同。

（1）夏季高溫問題

多孔連續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芽率，而且影響花草生長。當溫度超過一定限度時，很多草會出現熱休眠現象。

（2）冬季低溫問題

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

2．濕度環境問題

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

3．堿性水環境下的肥效問題

孔隙內水環境在初期呈弱堿性，對所施化肥有一定負面影響。

（1）孔隙內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。銨態氮肥在pH值大于7．5的堿性水環境下，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境下發生復分解反應，肥效基本不受影響。實驗證明施加K2SO4的環保型綠化混凝土上生長的花草呈富鉀狀態。磷酸和鈣或鐵、鋁在孔隙內堿性水環境下形成遲效態，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?？紫秲炔糠咒@態氮肥分解為氨氣后，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增加，表面客土層宜在20～30mm以上。

4．孔隙內保水劑的保水能力

孔隙內充填土中的水分有限，在初期沒有形成孔洞間毛細水補給通道，需加入保水劑。常見各類保水劑稱保水率都在數百倍乃至數千倍，但這只能在無離子水狀態下實現，在有電解質的水中，保水能力下降。在孔隙內的水環境中，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到標稱值的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．多孔連續型綠化混凝土的構造原則

多孔連續型綠化混凝土應滿足如下構造要求：

（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

隨機結構的多孔連續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育擴展及獲得養分補給的能力，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為被保護土特征粒徑。

在被保護土特征粒徑小于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，一般為0．8～0．9左右。公式的含義為：孔隙內至少充灌相當于100mm厚的土壤。

當無砂混凝土厚度不能達到上述要求時，可增加局部充土量來增加土層等效厚度。在一般土壤上鋪設復合多孔連續型綠化混凝土時，可根據構件容重，按照有關規范計算厚度。

（5）等效孔徑

等效孔徑對直根系花卉有直接影響。根據實驗觀察，等效孔徑不宜小于10mm。

（6）可作業性

實用的多孔連續型綠化混凝土必須提供簡便易行的播種、補種、復種作業條件，并使各種適用植物均能發芽生長。主要提高表面及孔隙內的附土、滯土、保土能力。一是可提高表面粗糙度，增加客土附著穩定性；二是采用凹面復合多孔連續型綠化混凝土；三是加高分塊邊框滯土；四是表面鋪設三維植被網，聚丙烯三維植被網可直接用水泥粘合在無砂混凝土表面。

在具備可作業性的多孔連續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并無意義。受壓破壞表現為骨料間水泥膠結面折斷，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構影響

多孔連續型綠化混凝土上植物根系發育的特點是以親水性、親肥性為導向，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。在有覆土時，須根系植物首先選擇在覆土內擴展，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部，在土中分根擴展、延伸。并未發現植物根系對結構造成破壞。

3．植物選擇問題

在水位變動區，應選擇當地自然生長植物。自然水環境是由流水、多種植物、水生動物、清新的空氣共同組成的，當地自然生長植物是當地水生動物食物鏈的組成部分，單純播種某一種花草，人為改變當地自然水草環境，勢必切斷當地水生動物的食物鏈，是對自然的另一種破壞。在水位變動區以上，可根據工程要求與當地實際情況，選擇多年生植物，并進行必要的養護。在水位變動區以下，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，應進行必要的園林設計，達到花草錯落有致，搭配合理，形成園林化堤壩，使呆板單一的護砌工程變成充滿生機的旅游資源。

五、結論

多孔連續型綠化混凝土工程性能好，實用性強，造價低，尤其是復合多孔連續型綠化混凝土解決了連續型綠化混凝土的構件化問題，更適合我國國情。綠化混凝土是一個新穎的技術領域，仍有很多問題需做大量艱苦細致的工作，應結合實際深入研究。