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随着现代社会经济的不断发展,人民生活水平的同益提高,不仅要求人与社会的和谐发展同时也越来越讲求人与自然的和谐发展。因而进入八十年代以来,保护地球环境,寻求与自然的和谐,走可持续发展之路成为全世界共同关注的课题。混凝土作为人类社会使用量最大的建筑材料今后的发展方向既要满足人类社会发展的需求,又要考虑自然环境的承受能力,减轻对地球的负担。而作为边坡和河堤护坡材料、行人路面基材的轻质生态混凝土的研制和研究就是其中的一个重要方向。
为了改善普通的高水泥掺量的生态混凝土的高碱度,本文从轻质和低碱度出发,分析了在以陶粒为骨料,以水泥-粉煤灰-添加剂-水为胶凝材料的系统内轻质低碱“沙琪玛骨架”生态混凝土在四种因素的影响下,抗压强度和pH值的变化情况。分析结果表明在减水剂为0g、水灰比0.4、灰骨比为0.25;水泥与粉煤灰比值为6/41;减水剂为0.5g、水灰比0.4、灰骨比为0.3、水泥与粉煤灰比值为7/3的配比情况下,试样较好地满足轻质和低碱度的要求。
本文为了研究并改善“沙琪玛骨架”生态混凝土的植生性能,用一种有机材料浆液模拟淤泥和淤泥质粘土,对“沙琪玛骨架”的孔隙进行注浆试验,并对注浆后的混凝土试样进行了力学试验和特性分析。研究结果表明,“沙琪玛骨架”生态混凝土在注浆压力达到试样抗压强度的38%~42%就有可能发生结构性破坏,为了保证该混凝土不被注浆压力破坏,必须控制注浆压力保持在抗压强度值的38%以下,另外,注浆后试样内部部分骨料粘结点受到劈裂,抗压强度的衰减幅度达到30%左右,最高可达51%。此外,注浆后“沙琪玛骨架”生态混凝土的极限变形模量与平均变形模量更为接近,反映出σ-ε压缩曲线较注浆前更为平坦。
另外为了配合植生需要,研制了一种以水泥、大粒径碎石、营养土等为原料,且适于植物生长的“沙琪玛骨架”混凝土。试验研究分析了该种混凝土试块抗压强度与水灰比、水泥含量的关系;结合混凝土的护坡性能分析了试块透水性能,水泥含量与PH值的关系,耐冲刷性能。此外对此种生态混凝土的植生性进行了试验研究。
对于以生态混凝土为基材的生态护坡工程的有限元分析结果表明:以轻质生态混凝土作为岩石边坡坡面防护材料时,坡面切向剪应力比普通喷射混凝土时有所减小,坡面侧向位移和竖向位移比较小,满足工程要求。