绿色生态混凝土配合比优化设计研究

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1、万方数据硕十学位论义绿色牛念混凝土配合比优化设计研究1绪论1．1立题依据及研究的目的、意义绿色生态混凝土是一种性能介于普通混凝土和耕植土之间的新型材料，它是由水泥、矿物掺合料、粗骨料(也可掺加少量绌骨料)、水和外加剂等按特定比例经特殊工艺制成的具有连续孔隙的、适合某些植物生长的多孔混凝土。基于植物学相关理论，绿色生态混凝土的有效孔隙率应介于20％～30％之间，碱度应该控制在PH值小于10的范围内；基于绿色生态混凝土的应用范围，其28天抗压强度应大于5MPa，28天抗折强度应大于1MPa。绿色生态混凝土表面生长着绿色植物，既改善了周围大气的环境，又保持了绿色自然景观，社会效益和生态效益

2、十分突出，对人类的可持续发展具有重要贡献。绿色生态混凝土可大量用于城市休闲广场，城市人行道、住宅小区的绿化，停车场、屋顶花园、建筑物墙面绿化等，可大幅增加城市的绿化面积，改善城市的生态环境，也可用丁．高速公路的护坡、江河的护堤等交通工程、水利工程中，既能固土又可美化环境，若进一步开发，还可用于沙漠固沙，为沙漠改造提供新的途径。因此，研究绿色生态混凝土的意义重大。绿色牛态混凝土是一种多相复合材料，且对孔隙率、碱度、强度等性能有着特定的要求，而其性能在很大程度上是由原材料的性质及其相对含量决定的，对其配合比进行优化设计是获得优良性能的关键。然而，绿色生态混凝土在我国还处于起步阶段，还没有

3、统一合理的配合比设计方法，且在绿色生态混凝土制备技术的基本理论、施工工艺、配合比设计理论体系、混凝土与植被的相容性与匹配问题及相关的试验方法与规程等方面几乎还是空白；因此，开展绿色生态混凝土配合比优化设计对完善绿色生态混凝土的制备技术至关重要。目前，国内外学者大都是参照高性能混凝土配合比设计方法来提出绿色生态混凝土配合比设计控制参数，但由于绿色生态混凝土对骨料级配、孔隙率、流变特性等方面的特殊要求，高性能混凝土配合比设计方法有一定的指导参考价值，但已不适用于绿色生态混凝土的配合比设计。由于流变学能够描述材料内部结构和宏观力学特性之间的关系，所以它逐渐成为材料科学基础理论的一个重要组成

4、部分。目前，流变学理论在水泥基材中的应用日益广泛，已经成为了研究水泥基复合材料的一种重要方法。利用流变学的基本模型和规律，可以研究水泥基胶凝材料、砂浆以及混凝土拌和物的粘性、塑性及弹性的演变过程以及硬化后混凝土的强度、弹性和徐变等问题。而且，水泥基胶凝材料体系的流变性能与混凝土配合比是一一对应的关系，因此，水泥基胶凝材料浆体的流变特性对绿1万方数据硕十学位论义绿色牛态混凝土配合比优化设计研究色生态混凝十的配合比优化设计有一定程度的指导意义。在此基础上，借鉴高性能混凝土配合比优化设计方法，利用计算机软件建立绿色生态混凝土性能与原材料的关系、将配合比优化设计转化为数学问题，从而求解最优解

5、应该是具有可行性的。1．2国内外研究现状1．2．1混凝土配合比设计方法及其优化国内外研究现状1．2．1．1混凝土配合比设计方法及其优化国内研究现状1)绿色生态混凝土配合比设计方法及其优化绿色生态混凝土，又名多孔植被混凝土，植生混凝土，绿化混凝土，是一种生物相容型生态混凝土，是以无砂多孔混凝土作为骨架，在孔隙结构中填充植生基材供植物生长，与环境协调并能够保护和改善生态环境的新犁混凝土材料，是一种有益于环境的建筑材料。绿色生态混凝土主要由以下三部分组成：主体结构、植生基材和植物，如图1．1所示。主体结构基本南无砂多孔混凝土构成，植生基材一般南保水性材料和肥料或者再加上植物种子混合而成，保

6、水性填充材可用各种土壤颗粒，也可用吸水性聚合物加难溶性肥料等配制而成。福建建筑科学研究院的陈锋【，】根据所撒播的草种或种植的植物所处位置的不同，把种植构造分成上置式构造、中置式构造和下置式构造3,00，图1．1是上置式构造。C∞俄a鹏rtgateCrampwcw撕僦-in：吨m蒯l硐1．1绿色生态混凝土的结构组成Fig．1．1Thestructureofthegreenecologicalconcrete虽然与普通混凝上相比，绿色生态混凝上的强度和耐久性都有所不及，但它能像土壤一样种植多种植物，对实现人类与生态体系协调发展具有积极的作用，具有广泛的应用前景。我国学者对绿色生态混凝土的

7、研究起步比较晚，1998年，吉林省水利实业公司[2，31开始研究绿色生态混凝土，随后东南大学等研究单位都相继展开了对绿色生态混凝土的研究工作，但目前都还处于试验研究的初期阶段。作为绿色生态混凝土，万方数据硕士学位论文绿色生态混凝土配合比优化设计研究制备技术十分关键的一步，配合匕匕设计方法及其优化的研究从未间断。(1)绿色生态混凝土配合比设计参数控制绿色生态混凝土配合比的设计不仅要考虑设计强度，同时还要保证孔隙率满足设计要求。因此需要严格控制胶凝材料用量、水