[摘要]植草混凝土作為一種新型生態(tài)護(hù)坡材料，兼具邊坡防護(hù)和生態(tài)保護(hù)的雙重作用，在河道整治工程中具有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。文章通過室內(nèi)試驗(yàn)，探討了三種常用成型方法對(duì)植草混凝土性能的影響，并獲得最佳成型參數(shù)。對(duì)三種不同成型方法的結(jié)果對(duì)比顯示，采用靜壓成型方法獲得的植草混凝土的抗壓強(qiáng)度和試驗(yàn)孔隙率值均為最大，屬于三種成型方法中的最佳成型方法，建議在施工條件允許的情況下選用。

　　[關(guān)鍵詞]河道治理;植草混凝土;成型方法

　　1研究背景

　　隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生產(chǎn)生活對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響日漸加重，并造成原始生態(tài)循環(huán)的破壞，同時(shí)帶來水資源利用方面的諸多問題。在傳統(tǒng)的河道整治工程中，大多強(qiáng)調(diào)簡(jiǎn)單的快排式手段，不僅原始的生態(tài)河道被裁彎取直，而硬質(zhì)化的砌石與混凝土河道護(hù)岸嚴(yán)重地阻礙了河流與生態(tài)陸地的水循環(huán)[1]。因此，使用新型環(huán)保護(hù)岸材料，進(jìn)行河道生態(tài)化治理就已成為未來的發(fā)展趨向。在這一背景下，對(duì)于既能滿足河道排水防洪、濾水保土，又能滿足生態(tài)環(huán)保要求的新型生態(tài)護(hù)岸材料成為當(dāng)下人們最為關(guān)注的研究話題[2]。目前，常見的生態(tài)護(hù)坡有多種形式，其中植草護(hù)坡技術(shù)應(yīng)用最為廣泛，也最有發(fā)展前景。這種護(hù)坡由單一粒徑的石料、水泥、砂和添加劑按照一定的配合比制成，不僅可以滿足河道護(hù)坡的防洪抗沖要求，其內(nèi)部的孔隙還可以為植物提供生長(zhǎng)空間，具有十分顯著的生態(tài)價(jià)值[3]。目前，國(guó)內(nèi)關(guān)于河道植草護(hù)坡的混凝土的研究主要集中于配合比優(yōu)化、物理力學(xué)性能、植草性能以及水凈化機(jī)理等幾個(gè)主要方面[4]。顯然，植草護(hù)坡混凝土的物理和生態(tài)性能不僅和配合比密切相關(guān)，同時(shí)也和其成型工藝有很大關(guān)系�；�于此，此次研究通過室內(nèi)試驗(yàn)對(duì)河道治理工程植草護(hù)坡混凝土成型工藝展開研究，以便為植草護(hù)坡工程設(shè)計(jì)施工提供必要的技術(shù)參考。

　　2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

　　2.1試驗(yàn)材料

　　試驗(yàn)用水為普通自來水，根據(jù)植草混凝土的堿性要求，水的PH值應(yīng)該控制在8以內(nèi)，每m3混凝土用水量在90-120kg之間;水泥是植草混凝土制備中的主要膠結(jié)材料，其強(qiáng)度會(huì)對(duì)混凝土的物理力學(xué)性能產(chǎn)生十分顯著的影響。此次試驗(yàn)選用的是P.O42.5普通硅酸鹽水泥;植草混凝土的制備過程中，還需要摻入一定量的粉煤灰，以起到減少用水量和調(diào)節(jié)混凝土性能的作用[5]。此次試驗(yàn)用粉煤灰為電廠生產(chǎn)的Ⅰ級(jí)粉煤灰;試驗(yàn)用粗骨料為單級(jí)配人工碎石，其粒徑為10—20mm，堆積密度為1460kg/m3;細(xì)骨料為河沙，其細(xì)度模數(shù)為2.15，含泥量<2.8%。試驗(yàn)用減水劑為山東萊陽鴻翔建筑外加劑廠生產(chǎn)的高效聚羥酸減水劑，該減水劑與水泥有良好的適應(yīng)性，在減少用水量的同時(shí)，可以使混凝土的28d強(qiáng)度增加20%左右。

　　2.2試塊的制備

　　河道治理工程植草護(hù)坡混凝土成型方法試驗(yàn)研究董文津(凌河保護(hù)區(qū)管理局，遼寧朝陽122629)[摘要]植草混凝土作為一種新型生態(tài)護(hù)坡材料，兼具邊坡防護(hù)和生態(tài)保護(hù)的雙重作用，在河道整治工程中具有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。文章通過室內(nèi)試驗(yàn)，探討了三種常用成型方法對(duì)植草混凝土性能的影響，并獲得最佳成型參數(shù)。對(duì)三種不同成型方法的結(jié)果對(duì)比顯示，采用靜壓成型方法獲得的植草混凝土的抗壓強(qiáng)度和試驗(yàn)孔隙率值均為最大，屬于三種成型方法中的最佳成型方法，建議在施工條件允許的情況下選用。[關(guān)鍵詞]河道治理;植草混凝土;成型方法[中圖分類號(hào)]TV431[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]B在植草混凝土制作過程中，采用二次投料法[6]。因?yàn)樵谠擃惢炷�土的配合比設(shè)計(jì)過程中，為了獲得良好的內(nèi)部孔隙率，一般會(huì)控制水泥等膠凝材料的用量，采用二次投料法進(jìn)行混凝土的拌制，可以有效提升膠凝材料的拌合均勻度，使其能夠更為均勻的包裹好粗骨料，其具體做法是先將細(xì)骨料、水泥和粉煤灰等膠凝裝入容器攪拌均勻，然后將粗骨料以及20%的水加入攪拌機(jī)攪拌30s，在加入40%的水和一半膠凝材料拌合60s，然后將減水劑以及剩余40%水和一半的膠凝材料加入攪拌機(jī)拌合，直至粗骨料包漿層均勻且具有一定的金屬光澤。將制作好的混凝土倒入棱長(zhǎng)為100mm的正方體模具，并按照不同的成型方式成型。在裝模之前需要將模具內(nèi)壁擦拭干凈并涂刷一層脫模劑。將制作好的試件靜置24h拆模，然后置于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)至28d齡期。

　　2.3試驗(yàn)方案

　　為了研究不同成型方案對(duì)植草混凝土的影響，試驗(yàn)中選擇了振動(dòng)成型、搗插成型以及靜壓成型三種常用的成型模式進(jìn)行試驗(yàn)[7]。其中振動(dòng)成型時(shí)將裝好混凝土的模具在振動(dòng)臺(tái)上分別振動(dòng)2s、4、6s、8s、10s、12s成型;采用搗插成型時(shí)用搗棒由模具的邊角向中心分別插搗0次、5次、15次、20次和25次成型;采用靜壓成型時(shí)，需要在試塊表面分別施加0.2kN、0.4kN、0.8kN、1.0kN、1.2kN的成型壓力，維持5s后成型。

　　2.4試驗(yàn)方法

　　孔隙率是影響植草混凝土生態(tài)性能的重要指標(biāo)[8]。試驗(yàn)中，測(cè)定混凝土有效孔隙率的方法如下：首先測(cè)量試件的外觀尺寸，計(jì)算其體積V，將試件放入清水中浸泡飽和，并測(cè)量其在水中的質(zhì)量W1，將試件取出在自然環(huán)境下靜置24h，再稱取其質(zhì)量W2，然后按照如下公式測(cè)定其孔隙率P：P=[1-(W2-W1)/V]×100%(1)試件的抗壓強(qiáng)度采用液壓試驗(yàn)法進(jìn)行，試驗(yàn)中的加載速率為0.1MPa，直至試件破壞，每組測(cè)試三個(gè)試件，將其均值作為該組方案的最終試驗(yàn)結(jié)果。

　　3試驗(yàn)結(jié)果與分析

　　3.1振動(dòng)成型試驗(yàn)結(jié)果與分析

　　利用上節(jié)設(shè)計(jì)的試驗(yàn)方案和方法，對(duì)不同振動(dòng)時(shí)間的振動(dòng)成型試件的孔隙率以及抗壓強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，根據(jù)測(cè)試結(jié)果，繪制出如圖1和圖2所示的抗壓強(qiáng)度和孔隙率變化曲線。由圖可知，植草混凝土的抗壓強(qiáng)度隨振動(dòng)時(shí)長(zhǎng)的增大呈現(xiàn)出先增大后減小的特征，振動(dòng)時(shí)間為8s時(shí)的抗壓強(qiáng)度最大，孔隙率則呈現(xiàn)出逐漸減小的特點(diǎn)。究其原因，隨著振動(dòng)時(shí)間的增加，混凝土的密實(shí)度不斷增加，因此抗壓強(qiáng)度明顯增大，而振動(dòng)時(shí)間的進(jìn)一步增加，則會(huì)造成粗骨料表面膠結(jié)材料的脫落以及在混凝土底部的沉積，因此抗壓強(qiáng)度值有所減小。從孔隙率的變化來看，當(dāng)振動(dòng)時(shí)長(zhǎng)小于8s時(shí)的減小幅度相對(duì)較小，而振動(dòng)時(shí)長(zhǎng)大于8s時(shí)的減小幅度明顯增大。綜上所示，如果采用振動(dòng)成型方式，振動(dòng)時(shí)長(zhǎng)以8s為宜。

　　3.2插搗成型試驗(yàn)結(jié)果與分析

　　利用上節(jié)設(shè)計(jì)的試驗(yàn)方案和方法，對(duì)不同插搗次數(shù)的插搗成型試件的孔隙率以及抗壓強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，根據(jù)測(cè)試結(jié)果，繪制出如圖3和圖4所示的抗壓強(qiáng)度和孔隙率變化曲線。由圖可知，植草混凝土的抗壓強(qiáng)度隨著插搗次數(shù)的增加呈現(xiàn)出先增大后減小的變化特征，當(dāng)插搗次數(shù)為15次時(shí)的抗壓強(qiáng)度值最大。同時(shí)，試件的孔隙率隨著插搗次數(shù)的增加呈現(xiàn)出逐漸減小的變化特征。造成上述變化特征的原因與振動(dòng)成型類似，這里不再重復(fù)。綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如果采用插搗成型模式，插搗次數(shù)應(yīng)該以15次左右為最佳。

　　3.3靜壓成型試驗(yàn)結(jié)果與分析

　　利用上節(jié)設(shè)計(jì)的試驗(yàn)方案和方法，對(duì)不同靜壓荷載的靜壓成型試件的孔隙率以及抗壓強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，根據(jù)測(cè)試結(jié)果，繪制出如圖5和圖6所示的抗壓強(qiáng)度和孔隙率變化曲線。由圖可知，植草混凝土的抗壓強(qiáng)度隨著成型壓力的增大呈現(xiàn)出先增大后減小的變化特征，當(dāng)成型壓力為0.8kN時(shí)混凝土的抗壓強(qiáng)度值最大。同時(shí)，試件的孔隙率隨著成型壓力的增加呈現(xiàn)出逐漸減小的變化特征。造成上述變化特征的原因前兩種成型方式類似，這里不再重復(fù)。綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如果采用靜壓成型模式，成型壓力應(yīng)該以0.8kN左右為最佳。

　　3.4不同成型方式的對(duì)比分析

　　為了對(duì)植草混凝土的成型方法進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)選，研究中對(duì)不同成型方法的最優(yōu)參數(shù)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，具體數(shù)值如表1所示。由表中的結(jié)果可知，采用靜壓成型方法獲得的植草混凝土的抗壓強(qiáng)度和試驗(yàn)孔隙率值均為最大，屬于三種成型方法中的最佳成型方法，建議在施工條件允許的情況下選用。

　　4結(jié)論

　　此次研究通過室內(nèi)試驗(yàn)的方式，探討了不同成型方法對(duì)植草混凝土性能的影響，獲得的主要結(jié)論如下：1)采用振動(dòng)成型方法時(shí)，植草混凝土的抗壓強(qiáng)度隨振動(dòng)時(shí)長(zhǎng)的增大而先增大后減小，孔隙率則呈現(xiàn)出不斷減小的特征，振動(dòng)時(shí)長(zhǎng)為8s時(shí)可以獲得最佳效果。2)采用插搗成型方法時(shí)，植草混凝土的抗壓強(qiáng)度隨插搗次數(shù)的增大而先增大后減小，孔隙率則呈現(xiàn)出不斷減小的特征，插搗次數(shù)為15次時(shí)可以獲得最佳效果。3)采用靜壓成型方法時(shí)，植草混凝土的抗壓強(qiáng)度隨成型壓力的增大而先增大后減小，孔隙率則呈現(xiàn)出不斷減小的特征，成型壓力為0.8MPa時(shí)可以獲得最佳效果。4)三種不同成型方法的對(duì)比結(jié)果顯示，采用靜壓成型方法獲得的植草混凝土的抗壓強(qiáng)度和試驗(yàn)孔隙率值均為最大，屬于三種成型方法中的最佳成型方法，建議在施工條件允許的情況下選用。

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　　《河道治理工程植草護(hù)坡混凝土成型方法試驗(yàn)研究》來源：《吉林水利》，作者：董文津