环保型植生多孔混凝土试验研究

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发布时间：2021-09-16

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环保型植生多孔混凝土试验研究
杨加，周锡玲2,3，张胜，杨军
(1．湖南农业大学东方科技学院，长沙410128；2．湖南农业大学工学院，长沙410128；3．中南大学
土木建筑学院，长沙410004；4．国防科技大学指挥军官基础教育学院，长沙410007)
摘要：以正交试验设计原理为基础，对影响多孔混凝土植生性能的灰集比、水灰比和掺合料进行试验研究，并
进行了配合比优化设计。结果表明：多孔混凝土总孔隙率与连通孔隙率表现出良好的线性相关性，而孔隙率与抗压
强度间不存在良好的线性比例关系。掺合料对多孔混凝土pH 值的影响次序为：单掺45％粉煤灰>掺粉煤灰和矿渣
微粉各22．5％+5％硅灰>掺粉煤灰和矿渣微粉各22．5％>单掺45％矿渣微粉>单掺5％硅灰；对孔隙率与28d抗压强度
的影响次序为：单掺45％粉煤灰<单掺45％矿渣微粉<单掺5％硅灰<掺粉煤灰和矿渣微粉各22．5％<掺粉煤灰和矿
渣微粉各22．5％+5％硅灰。综合考虑多孔混凝土的植生性能，本试验范围内的最优配合比为：灰集比1：9，水友比
38％，双掺粉煤灰和矿渣微粉各22．5％。
关键词：多孔混凝土；正交试验；孔隙率；抗压强度；pH值
Abstract：Based on the principle of the orthogonal design，the influences of cement—aggregate ratio，water—cement
ratio and admixtures on the performances of porous concrete for plant—growing are studied，and the design of the optimum
mix proportion is carried out．The results indicate that there is a good linearly proportional relationship between the total
porosity and connected porosity of porous concrete，but not between the porosity and compressive strength．The effective
order of admixtures on pH of porous concrete is as following：45％ fly ash>22．5％ fly ash．22．5％ slag powder and 5％ sili·
ca fume>22．5％ fly ash and 22．5％ slag powder>45％ slag powder>5％ silica fume．Th e efective order of admixtures on
porosity and compressive strength of porous concrete is as following：45％ fly ash<45％ slag powder<5％ silica fume<
22．5％ fly ash and 22．5％ slag powder<22．5％ fly ash．22．5％ slag powder and 5％ silica fume．According to comprehen·
sive consideration on the perform ances of porous concrete for plant—growing，when the cement-aggregate ratio is 1：9，wa—
ter-eement ratio is 38％，combined mixture of fly ash and slag powder is both 22．5％，the mix proportion within the range
of this experiment is best．
Key words：Porous concrete；Orthogonal experiment；Porosity；Compressive strength；pH
中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1000-4637(2011)10-18-05
0 前言
多孔混凝土 -21(Porous Concrete，简称POC)，又
称无砂混凝土(Non—fines Concrete)，主要是由水泥、
粗集料和水拌制而成的混凝土，具有较大的连续孔
隙结构的特征(一般孔隙率在18％~35％)，透气、透
水性良好。多孔混凝土在生态方面还具有良好的吸
波、降噪[31、净水4 等优点。环保型植生多孔混凝土
属于生态混凝土(Eco—concrete)，是利用多孔混凝土
较大的连通孔隙特征，填充植物所需营养，生长植
物根系这一特点来种植植物。这种混凝土适用于房
屋、城市工程坡面结构以及河流两岸护坡等表面的
绿化与保护。
1995年，日本混凝土工学协会就提出了生态混
凝土的概念，日本、美国、韩国等国家在植生多孔混
基金项目：2011年湖南农业大学”大学生科技创新基金”。
一18一
凝土运用上已经有了广泛应用。目前，我国植生多
孔混凝土配制技术研制仍处于初级阶段[句，其降碱
处理一直是该技术应用的瓶颈之一。本文致力于研
究多孔混凝土的制备及其植生性能改造，为我国植
生多孔混凝土的应用与推广提供一定的研究依据。
1 植生多孔混凝土原材料的选择
(1)粗集料：粗集料品质是多孔混凝土力学性
能的主要影响因素之一，多孔混凝土强度要求粗骨
料表面粗糙从而可以增大与水泥浆体的粘结力。
由于碎石颗粒表面粗糙、多棱角，空隙率和表面积
比卵石大，而且碎石与水泥石粘结力更大在水灰
比相同的条件下，较卵石混凝土强度高[83。另外，不
同的集料级配不仅影响多孑L混凝土的强度特性，还
影响孑L隙率与孑L隙直径。相关研究表明[91，为兼顾多
孔混凝土的强度和植生特性，碎石级配最佳选择为