基于正交试验的生态混凝土孔隙环境优化研究

为使生态混凝土力学性能满足要求的同时改善其孔隙环境,通过设计有交互作用的正交试验,采用正交试验的敏感性分析方法,探究硅灰、苯丙乳液、尿素对生态混凝土抗压强度、孔隙率、孔隙环境pH值、总氮累积释放率4个指标的影响规律,并构建多元回归方程验证可靠性并得出最优配合比。结果表明:硅灰、尿素及两者交互作用下对抗压强度与孔隙率的影响显著;硅灰与尿素对降低孔隙内pH值有利,苯丙乳液会影响硅灰的降低效果;尿素能提高总氮累积释放率,硅灰与苯丙乳液能起到制约作用,且苯丙乳液效果较为明显。回归方程拟合曲线与试验结果曲线形态及趋势相似,生态混凝土的最优配合比为硅灰掺量9%、苯丙乳液掺量5%、尿素掺量10%。

聚丙烯纤维改性多孔生态混凝土的制备及性能研究

以玄武岩碎石为天然粗骨料,废弃混凝土为再生粗骨料,聚丙烯纤维为增强相,制备了不同聚丙烯纤维掺杂量的多孔生态混凝土,探究了聚丙烯纤维的掺杂量对多孔生态混凝土的物理性能、微观形貌、力学性能及抗冻性能的影响。结果表明,多孔生态混凝土的透水系数和孔隙率呈现出正向线性关系,随着聚丙烯纤维掺杂量的增大,混凝土的透水系数和孔隙率持续降低;适量聚丙烯纤维的掺杂能够在多孔生态混凝土中形成均匀致密的网格结构,当聚丙烯纤维的掺杂量为3%(体积分数)时,混凝土的致密度最高。随着聚丙烯纤维掺杂量的增大,混凝土的抗折强度先增大后降低,抗压强度先快速增大后缓慢增大。在28 d龄期下,当聚丙烯纤维的掺杂量为3%(体积分数)时,混凝土的抗折强度达到最大值4.68 MPa,对应的抗压强度为14.68 MPa。经历100次冻融循环后,当聚丙烯纤维的掺杂量为3%(体积分数)时,混凝土的质量损失率最低为2.17%,相对动弹性模量最高为84.81%,抗冻性能最佳。因此,聚丙烯纤维的最佳掺杂量为3%(体积分数)。

聚丙烯纤维改性多孔生态混凝土的制备及性能研究

以聚丙烯纤维为增强相,制备了聚丙烯纤维改性多孔生态混凝土,研究了纤维掺杂量对混凝土微观形貌、力学性能、抗冻性能的影响。结果表明,适量的聚丙纤维掺杂到多孔生态混凝土中后被混凝土基体紧密包裹,在混凝土内部形成了稳固的纤维网络结构,使混凝土粗骨料之间的胶结力得到提高,抗变形能力增强,裂纹和骨料脱落的现象减少。当聚丙烯纤维掺杂量为0.9%(体积分数)时,混凝土的抗压强度、抗折强度、峰值应力和挠度均达到最大值,分别为29.95,5.04,28.00 MPa和6.8 mm。混凝土残余承载力从大到小依次为PP-0.9%>PP-0.6%>PP-0.3%>PP-1.2%。150次快速冻融测试后,随着聚丙烯纤维掺杂量的增多,混凝土的质量损失率先减小后增大,相对动弹性模量先增大后降低,当聚丙烯纤维掺杂量为0.9%(体积分数)时,混凝土的质量损失率最小为1.38%,相对动弹性模量最大为90.45%。综合可知,聚丙烯纤维掺杂量0.9%(体积分数)的混凝土的力学性能和抗冻性能最优。

生态混凝土制备及植生试验研究

传统河道边坡防护通常采用硬性材料硬化边坡以达到加固效果,然而这种作法对河道周边的生态环境造成了巨大的破坏。为此,本试验引入了生态混凝土的概念,将其作为基础材料进行深入研究。以水泥掺量和骨料掺量为影响因素,设计了单因素影响试验,对生态混凝土初期强度进行了详细的分析,并展开了植生试验,以期在实现加固效果的同时最大限度地保护生态环境。结果表明,对生态混凝土强度影响显著性为:水泥掺量>骨料掺量,黑麦草适宜在生态混凝土中生长。

生态混凝土材料配合比优化试验研究

针对生态混凝土设计中高孔隙率和高强度之间相互矛盾、低碱度难以兼顾的难题,考虑目标孔隙率、水灰比、有机质掺量、灰骨比等四个影响因素,采用正交试验法对生态混凝土的材料配合比进行了优化设计。通过对试验结果进行分析,探讨了不同因素对生态混凝土强度和pH值的影响程度,并得到一组四种因素组合情况下的生态混凝土最优配合比。

基于正交试验的沸石生态混凝土配合比优化

为探究沸石生态混凝土的最佳配比,基于正交试验设计了9组不同配合比的沸石生态混凝土,研究了目标孔隙率、水灰比和粉煤灰掺量3个因素及其3个不同水平对沸石生态混凝土抗压强度、实际孔隙率、透水系数和pH值的影响。结果表明:抗压强度最佳配合比组合方案为目标孔隙率20%、水灰比0.35、粉煤灰掺量20%;实际孔隙率、透水系数和pH值最佳配合比组合方案为目标孔隙率30%、水灰比0.35、粉煤灰掺量20%。为保证沸石生态混凝土的强度,选择力学性能较好的组合为目标孔隙率20%、水灰比0.35、粉煤灰掺量20%,可用于垃圾填埋场底层、垃圾箱、河岸混凝土护坡面、公园景区路面等工程。

生态混凝土胶凝材料配合比优化试验研究

以42.5级硫铝酸盐水泥作为研究对象进行改性处理,对生态混凝土胶凝材料的配合比进行了优化研究。针对生态混凝土生态护坡时碱度偏高,无法达到植生要求的问题,兼顾生态混凝土的抗压强度,通过选择不同的矿物掺合料进行胶凝材料的试配试验,并测定其性能。结果表明,将硫铝酸盐水泥作为胶凝材料的主要成分是可行的;在胶凝材料中掺入矿物掺合料能够降低碱度,但效果并不明显;石膏相对于其他矿物掺合料具有更强的控碱能力,且制备的生态混凝土的抗压强度也达到了较为理想的水平;在硫铝酸盐水泥中掺入5%硅灰、20%石膏和15%矿粉,可使生态混凝土的碱度和抗压强度达到较为理想的状态。

稻壳灰生态混凝土的力学及植生性能

【目的】利用工业发电过程中产生的废弃稻壳灰替代硅灰制备稻壳灰生态混凝土,改善生态混凝土的强度和植生性能,降低生态混凝土制造成本的同时保护生态环境。【方法】采用稻壳灰部分代替硅灰作为胶凝材料,保持硅灰和稻壳灰质量之和不变,对稻壳灰代替硅灰进行第1次配比设计,研究水和胶凝材料的质量比(水胶比)、稻壳灰替代率对稻壳灰生态混凝土强度的影响,确定最佳水胶比和稻壳灰替代率的取值范围;进行第2次配比设计,采用Design Expert软件进行响应面分析,研究水胶比、稻壳灰替代率和孔隙率对稻壳灰生态混凝土抗压强度和抗折强度等力学性能的影响,确定最佳水胶比和稻壳灰代替率,并采用狗牙根、黑麦草、高羊茅3种草本植物验证稻壳灰生态混凝土的植生性能。【结果】随着稻壳灰替代率的增大,稻壳灰生态混凝土的强度呈现先增大后减小的趋势,最佳稻壳灰替代率为55%;3种草本植物均能够在稻壳灰生态混凝土中正常生长,高羊茅植生性能最佳。【结论】稻壳灰可以替代硅灰用作胶凝材料,制备的稻壳灰生态混凝土具有良好的力学性能和植生性能。

生态混凝土的制备及其在护坡工程中的应用分析

生态混凝土结合了工程防护和生态修复的优点,能够安全防护河岸以及湖泊两侧,并实现美观的生态种植,具有重要的研究和应用价值。对生态混凝土的制备以及其在护坡工程中的应用进行分析,结果表明:生态混凝土的制备应优选原材料、注重配合比、严格遵循拌合料制备流程、采用有效的成型与养护方法;生态混凝土在护坡工程中具有良好的应用优势,但也应重视应用要点,才能确保应用效果。

基于红黏土边坡的生态混凝土护坡技术研究

为研究生态混凝土护坡技术对红黏土边坡的改良作用,对生态混凝土的力学性能与植生性能进行试验,结果表明30%孔隙率的生态混凝土的28 d抗压强度能达到14.4 MPa, 28 d抗折强度能达到2.8 MPa。生态混凝土内部环境为微碱性,在生态混凝土上覆土种植耐碱性植物后14 d植株高度能达到16.5 cm,且植物覆盖率能达到80%,植物生长状况良好,植物茎叶通过降雨截流、削弱溅蚀和抑制地表径流,有效减弱了雨水冲刷作用。生态混凝土与植物护坡相结合增加了边坡的稳定性,改善生态景观和驾驶环境。

大孔隙卵石生态混凝土在河流生态修复中的应用

文章旨在探索一种新型的生态混凝土材料--大孔隙卵石生态混凝土,并将其应用于河流生态修复工程中,以实现水体与陆地生态系统的物质、能量和信息的交流。通过原材料的研选、配合比的优化设计、植生性能改良等,成功研制出了满足工程强度要求且具有良好植生性能的大孔隙卵石生态混凝土。工程应用表明,该材料能够有效改善河流生态系统的脆弱性,提升河流的自净能力和抗冲击能力,为河流生态修复提供了一种新的解决方案。

低碱生态混凝土改良红黏土种植环境技术及应用

红黏土广泛分布于湿热多雨的广西地区,因其具有水敏性、贫瘠性、密实性等特性,易于发生开裂、软化等现象,导致红黏土分布区域种植环境恶劣,进而影响当地生态环境。根据广西某地区湿热多雨的气候条件,结合低碱环境草种生长特点,开展低碱生态混凝土联合混合培养基种植覆盖土层改良红黏土种植环境的技术试验,即利用上层混合培养基种植覆盖土层对植物进行种植培养,使其根系通过中层低碱生态混凝土孔隙扎根至下层红黏土中,形成根土复合结构,既增强红黏土的力学性能,又改善红黏土的种植环境。试验结果表明,改良后的低碱生态混凝土能够将pH值控制在弱碱环境;对低碱生态混凝土配合比进行调整,可以使其在充当骨架受力结构的同时,具有更大的孔隙率,为植物根系提供足够的生存环境;根据广西地区的自然环境设计了合理的种植覆盖土层,并进行了植草可行性试验,结果表明狗牙根和披碱草为合适的草种。本次研究方案可推广至原状红黏土边坡生态固坡和红黏土荒地生态复绿等工程中,具有较高的应用价值。

公路高边坡设计中生态混凝土与土接触效应分析

生态护坡是公路边坡项目中一种重要的防护技术,能够有机融合边坡治理和边坡生态恢复性能,突破传统护坡中无法兼顾治理与保护生态的单一性。重点研究了生态混凝土这一新型的生态护坡材料,分析了在公路高边坡设计中生态混凝土与土的接触效应,从力学、几何、生物、化学4方面进行了总结,详细梳理了高边坡防治方案的设计要点,并通过对工程防护效果的综合探析证明了该方案的生态价值与经济价值,以期为类似项目提供有效参考。

浅谈生态混凝土护坡在闽江防洪工程中的应用

在绿色建筑快速发展的背景下,生态混凝土正逐步进入城市防洪建设工程。文章主要介绍生态混凝土护坡在闽江防洪工程南平段四期(松溪)项目上的应用,分析生态混凝土护坡的优越性及施工工艺技术,进而推广在更多项目上的应用,为今后类似工程施工提供借鉴。

生态混凝土边坡防护试验及力学分析

生态混凝土种类繁多,文章通过大量的室内外试验,提出一种实用性强、经济合理的植物相容型生态混凝土模式。选用常见的石灰岩碎石,组成间断级配的水泥碎石结构,适当喷洒一些酸性的养护液以中和混凝土中碱性,营造适合草本生长的中性环境,并通过长期跟踪观测和模拟护坡试验,效果良好。最后采用强度折减理论对生态混凝土护坡稳定系数进行了理论对比分析。

面向小河流治理的反滤型生态混凝土护坡材料的研究与应用

传统护坡多是基于边坡稳定性进行考量,无法实现生态平衡。为此,研究利用滤水保土性能和抗压强度优越的反滤型生态混凝土护坡进行河流治理。结果显示,反滤型生态混凝土试块分别使用P.O 42.5与P.O 32.5水泥的7d抗压强度为12.01、10.21MPa。当降水量为30mm/h时,反滤型生态混凝土护坡的安全系数为1.34。研究表明,反滤型生态混凝土结构稳定,在小河流治理中表现良好。

玉米芯骨料生态混凝土的物理和力学性能

基于多源固废开发玉米芯骨料生态混凝土,并对其物理和力学性能进行试验研究.结果表明:当玉米芯吸水量为其吸水率的80%时,生态混凝土强度最高,玉米芯中的水分可对水泥起到内养护作用;当玉米芯的体积分数为30%~50%时,生态混凝土的干密度为1200~1550kg·m^(-3)、抗压强度为2.0~5.7MPa、抗折强度为0.21~1.00MPa、收缩应变为380×10^(-6)~590×10^(-6);生态混凝土的弯曲分为弹性阶段、裂缝产生、裂缝扩展和破坏4个阶段,玉米芯颗粒在其中起到桥联作用,可约束裂缝的产生和扩展,所得生态混凝土的弯曲韧性为0.86-3.78 kN·mm.

新型喷射-生态混凝土力学性能和工作性能研究

生态混凝土护坡技术是水库消落区生态治理的核心,为解决水库消落区陡坡护坡施工难度大的问题,提出一种可喷射生态混凝土,研究了增稠剂掺量、水灰比和骨胶比对生态混凝土(EPC)工作性能、孔隙率和抗压强度的影响。结果表明,增稠剂掺量0.8%,水灰比在0.35~0.4之间,骨胶比在3.0~4.0之间的EPC工作性能满足喷射作业要求,EPC孔隙率在21.5%~25.93%之间,抗压强度约为5.04~7.59 MPa。

生态混凝土绿色护坡的植生性与耐久性

作为传统边坡防护混凝土的替代品,在实际工程中,大孔隙护坡生态混凝土可有效保护服役地区的边坡生态环境,具有较好的生态和社会效益。通过植生性能、耐久性试验及微观机理分析,研究大孔隙护坡生态混凝土内部碱环境的关键调控方法。结果表明:复合降碱方法可以实现较好的降碱效果;降碱处理后的大孔隙护坡生态混凝土与黑麦草和高羊茅具有很好的匹配性,满足植被的生长需求;植物生长前后,生态混凝土的抗压强度及孔隙率未产生显著变化。生态混凝土碱环境调控方法与草种协同技术的提出有利于大孔隙护坡生态混凝土的性能提升,进一步推动“绿色可持续型”生态混凝土材料在护坡工程中的实际应用。

生态混凝土植生与抗冲刷性能研究

通过设计生态混凝土植生试验以及包含3种坡面状况、4种边坡坡度、3种降雨强度的冲刷试验对生态混凝土的植生性能及其与植物结合后的抗冲刷性能展开研究。植生试验结果表明:植生20天时,生态混凝土组植株最高为22.5 cm,植物斑化指数为95.37%,植物覆盖率为102.6%,生态混凝土组与素土组的植物茎叶生长状况相差不大,但素土组植物根系普遍更长;植生40天时,两组根系分布范围接近。冲刷试验结果表明:素土边坡与生态混凝土覆土边坡的土体流失量在特定条件下会随降雨累积量的增加产生激增,而生态混凝土植生边坡的土体流失量在各条件下均未激增;相同冲刷条件下抗冲刷性能为生态混凝土植生边坡>生态混凝土覆土边坡>素土边坡。