植被型生态混凝土孔隙内碱环境改造方法研究.pdf
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1、新 鬼 蟓 粉 中 国 科 技 核 心 期 刊 植被型生态混凝土孔隙内 碱环境改造方法研究 李荣炜 , 汪守淳 。 , 舒国志 , 韦江雄 , 余其俊 。 ( 1 深圳市建设工程质量检测中心 , 广东 深圳5 1 8 0 3 1 ; 2 厦 门市建筑科学研究 院集 团股份有限公司 , 福建 厦门3 6 5 0 0 0 ; 3 华南理工大学 材料科学与工程学院, 广东 广州5 1 0 6 4 0 ) 摘要: 分析探索了植被型生态混凝土孔隙内碱环境的改造方法。结果表明, 将植被型生态混凝土孔隙内的碱度控制在适宜范 围以获得植物 生长的环境条件, 可考虑采用以下措施 : ( 1 ) 掺加适量矿物掺合
2、料 ; ( 2 ) 待置于空气 中的混凝土碳化一定程度后再进行 植物培植; ( 3 ) 按照m( 水) : m( 草酸) = 1 0 0 : ( 1 3 ) 配制草酸溶液, 喷洒于生态 混凝土 中, 再往孔隙 内填充偏酸性土壤 。 关键词 : 植被型生态混凝土: p H值; 矿物掺合料; 碳化: 草酸 中图分类号: T U 5 2 8 2 文献标识码: A 文章编号: 1 0 0 1 7 0 2 X( 2 0 1 4 ) 0 9 0 0 1 1 - 0 4 Th e me t h o d s f o r c r e a ti n g t h e a l k a l i n i t y o f
3、t h e p o r e s o l u ti o n i n e c o l o g i c a l c o n c r e t e a d a p t t o p l a n t s - g r o wi n g L I R o n g w e i , WA N G S h o u c h u n 2 , S HU G u o z h i , J i a n g x i o n g 3 , Y U Q ij u n ( 1 S h e n z h e n Co n s t r u c t i o n T e s t i n g Ce n t e r , S h e n z h e n 5
4、1 8 0 31 , Gu a n g d o n g , Ch i n a ; 2 X i a m e n A c a d e m y o f B u i l d i n g R e s e a r c h G r o u p C o L t d Xi a me n 3 6 5 0 0 0 , F u j i a n , C h i n a ; 3 Co l l e g e o f Ma t e ria l s S c i e n c e a n d E n g i n e e rin g , S o u t h Ch i n a Un i v e r s i t y o f T e c h
5、 n o l o g y, Gu a ng z h o u 51 0 6 4 0, Gu a n g d o n g, Ch i n a ) Ab s t r a c t : T h e me t h o d s f o r c r e a t i n g t h e a l k a l i n i t y o f t h e p o r e s o l u t i o n i n e c o l o g i c a l c o n c r e t e a d a p t t o p l a n t s - g r o w i n g h a v e b e e n a n a l y z e
6、 d a n d e x p l o r e d Th e res u l t s i n d i c a t e t h a t t h e alk ali n i t y o f t h e p o r e s o l u t i o n i n e c o l o g i c al c o n c r e t e a d a p t t o p l a n t s g r o wi n g s h o u l d b e k e p t a t t h e p r o p e r r a n g e i n o r d e r t o p r o v i d e s u i t a b
7、l e e n v i r o nme n t for p l a n t s g r o wt h Th e f o l l o wi n g me a s u r e s fi r e r e c o mme n d e d: ( 1 ) a dd i n g s u i t a b l e mi n e r a l a d mi x t u r e s ;( 2 ) p l a c i n g i n a i r f o r a pe rio d S O a s t o ma k e t he c o n c r e t e p a r t i all y c a r b o n a t
8、 e d; ( 3 ) p rep a r e o x ali c a c i d s o l u t i o n b a s e d o n m( wa t e r ) : m( o x ali c a c i d ) =1 0 0: ( 1 - 3 ), wh i c h i s s pr a y e d i n t h e e c o l o g i c al c o n c r e t e , t h e n t h e p o r e s a r e fil l e d wi t h a c i d i c s o i l r Ke y wo r d s : e c o l o g
9、i c al c o n c r e t e a d a p t t o p l a n t s g r o w i n g ; p H v a l u e ; m i n e r a l a d m i x t u r e s ; c a r b o n a t i o n : o x a l i c a c i d 0 前言 植被型生态混凝土是一种具有连续大孔结构, 并且能使植 物在其孔隙中生长, 而根系可以通过混凝土基架深入到土壤层 中, 源源不断地吸收土壤中养分的新型环保建筑材 】 。 由于适 合植物生长的土壤 p H值一般在3 5 9 5 , 如采用普通硅酸盐 水泥配制植被型生态混凝
10、土, 其孔隙内的p H值将高达 1 2 5 l 3 5 嘲 , 使孔隙内填充材料盐碱化并波及到表面, 影响植物生 长。因此, 制备植被型生态混凝土的关键问题之一, 是对其孔 收 稿 日期 : 2 0 1 4 0 l O 6 作者简介: 李荣炜, 男, 1 9 8 3 年生, 广东潮州人, 硕士, 工程师, 主要从 事建筑材料检测研究。地址: 深圳市福 田区振兴路 1 号北楼 4 0 4 , E-ma i h s l e a v n q qe o m 。 隙中的高碱性环境进行改造, 使其能够适应植物生长, 这是长 期以来植被型生态混凝土未能在我国普及应用的主要原因。 根据植被型生态混凝土孔隙内碱
11、环境特点, 有关资料【3 提 出了对碱性环境改造的理论及方法, 包括化学、 物理、 土壤化 学、 生物化学、 结构、 农艺和植物生理等7 类 l 4 种改造方法。 但是, 这些方法大多只是在于理论上的探讨, 实践难度较大, 或者实际效果不明显, 因此应用实例不多。 结合植被型生态混 凝土特有的结构与特点,要改造生态混凝土孔隙内碱环境可 考虑以下几个方面: ( 1 ) 降低植被型生态混凝土胶结材浆体的 碱度。 混凝土孔隙内碱度之所以过高, 主要是来自 胶结材浆体 水化提供的C a ( O H ) : 等。( 2 ) 在植被型生态混凝土孔隙内填 充偏酸性土壤, 以中和溶出的碱性物质。( 3 ) 对
12、植被型生态混 凝土的孔隙表面采用隔绝的方法, 阻止碱性物质的溶出, 即在 混凝土材料表面覆盖一层物质, 封堵水化水泥中的毛细孔道, NE W BU J L Dl NG MAT ER I AL S 1 1 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 李荣炜 , 等: 植被型生态混凝 _- k - : f L 隙内碱环境改造方法研究 阻塞碱溶液的析出。 本文从以上3 方面着手, 通过试验探讨和研究改造植被型 生态混凝土孔隙内碱环境的原理与效果,以期能找出操作简 便、 原料易取、 效果显著且持续耐久的改造措施, 能较好地解决 植被型生态混凝土孔隙内 碱度过高不利于植物生长的难题。
13、 1 原材料与试验方法 1 1 原材料 珠江水泥厂生产的P I I 5 2 5 水泥; 广州市黄埔电厂 级 粉煤灰; 广东省韶钢集团公司生产的磨细矿渣; 挪威埃肯公司 生产的硅灰; 粒径小于O 3 m m的河砂; 广州建筑宝公司生产 的F D N 一 5 R型萘系高效减水剂; 珠海洪湾石场粒径为 2 0 m m的单一粒径级配且球度不小于0 6的花岗岩碎石; 东莞市 东江化学试剂有限公司生产的相对密度为2 0 4 0的磷酸二氢 钠; 天津市津北精细化工有限公司生产的草酸。 1 2 碱度测试方法 碱度采用固液萃取法进行测试 : 将试样破碎, 充分研磨, 过筛( 0 0 8 m m方孔筛) , 称取
14、 1 0 g , 加入 1 0 0 g 蒸馏水中, 用橡 皮塞塞紧以防碳化,每隔约5 m i n 震动均匀 1 次, 2 h 后用滤 纸过滤, 使用P X S 一 2 1 5 型离子活度计测试滤液的p H值。 2 结果与讨论 2 1 降低植被型生态混凝土胶结材浆体碱度的研究 2 1 1 掺加矿物掺合料对植被型生态混凝土孔隙内 碱环境的影响研究 分别在水泥中掺加不同掺量的粉煤灰、矿渣和硅灰作为 植被型生态混凝土的胶结材。 称取适量胶结材, 量取对应需水 量, 在胶砂搅拌机搅拌后, 倒入 1 0 m m x l 0 m m x 4 0 m m的模具 成型, 在振动台上适当振动, 1 d 后脱模。
15、配合比设计和测试结 果见表 l , 水胶比均为0 2 7 。 表 l 掺合料对胶结材浆体碱度的影响试验配比和测试结果 编 试验配比 p H值 号 _ 3 _ 7 _ 4 l 2 新型建筑材料 2 0 1 4 9 由 表1 可知,胶结 材浆体的 碱度随着 矿物 掺合料的 掺加 和养护龄期的延长而降低, 但在2 8 d以后, 孔隙内的碱度降 低幅度很小, 9 0 d以后胶结材的p H值基本小于1 2 。 为进一步 了解浆体的水化产物组成,采用X - r a y 衍射仪对表 1 中1 、 3 、 6 和9 具有不同配合比的胶结材9 0 d 硬化体进行了分析。 试验条件为: 铜靶C u K a , 4
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