姜偉

青島青建藍(lán)谷新型材料有限公司 山東 青島 266235

植生混凝土是以多水泥為主要膠凝材料將混凝土骨料膠接在一起，從而形成可供植物生長(zhǎng)的多孔狀的具有一定強(qiáng)度的輕質(zhì)混凝土[1]。植生混凝土目前主要應(yīng)用在需承擔(dān)大載荷作用的區(qū)域，例如用于公路鐵路的護(hù)坡、海綿城市的建設(shè)、河堤的護(hù)理、預(yù)防坡道的水土流失等。植生混凝土的研究被國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者所重視，成為行業(yè)研究熱點(diǎn)，但是目前混凝土的吸水性能、保水性能、堿度過高等問題依舊困擾著植生混凝土的制備與大面積應(yīng)用[2]。本文利用多孔性材料沸石摻加到植生混凝土中，以改善植生混凝土存在的上述問題。

1 實(shí)驗(yàn)方法

本實(shí)驗(yàn)所用沸石為天然沸石，本實(shí)驗(yàn)所采用的天然沸石進(jìn)行6組試驗(yàn)，每組實(shí)驗(yàn)成型9塊，試驗(yàn)組編號(hào)為FS01、FS2、FS3、FS4、FS5和FS6，四組編號(hào)沸石摻量分別為0%、5%、10%、15%、20%和25%。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 吸水性能

針對(duì)試驗(yàn)的每組三塊植生混凝土進(jìn)行了吸水性能試驗(yàn)，F(xiàn)S01、FS2、FS3、FS4、FS5和FS6的吸水率分別為7.9%、9.4%、10.6%、11.4%、11.7%和11.8%。從試驗(yàn)結(jié)果中可以看出，沸石的摻量對(duì)植生混凝土的吸水率具有較大的影響，從結(jié)果趨勢(shì)上分析表明：隨著天然沸石摻量的逐漸增加，植生混凝土水泥漿體的吸水率呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)。吸水率隨著沸石摻量的增加，在FS4組之前增長(zhǎng)明顯，F(xiàn)S4組之后，吸水率增長(zhǎng)的趨勢(shì)趨于平緩。當(dāng)沸石摻量為0%（FS1）時(shí)，植生混凝土的吸水率為7.9%，當(dāng)沸石摻量在15%(FS4)時(shí)，吸水率為11.4%，相比FS1吸水率提高了44%，當(dāng)沸石摻量為20%（FS5）和25%（FS6）時(shí)，混凝土的吸水率分別為11.7%和11.8%，吸水率相對(duì)變化不大，但是相對(duì)FS1，吸水率分別提高了48.1%和49.3%。因此，植生混凝土漿體的吸水率隨著沸石摻加量的增加，吸水率增加，當(dāng)沸石摻加量超過25%時(shí)，吸水率提高率趨于平緩。

2.2 保水性能

針對(duì)沸石摻加量對(duì)植生混凝土漿體保水性能的影響，針對(duì)試驗(yàn)的每組三塊植生混凝土漿體進(jìn)行了連續(xù)時(shí)間段的檢測(cè)，試驗(yàn)結(jié)果如下圖2所示。

圖2 沸石摻量對(duì)植生混凝土漿體保水性能的影響

沸石的摻入會(huì)影響植生混凝土漿體的保水率，特別是在水泥硬化15小時(shí)以內(nèi)，沸石的摻入會(huì)大幅降低植生混凝土硬化漿體的保水率，5%和10%摻量的沸石對(duì)植生混凝土漿體保水性能最為顯著，這是由于沸石本身性質(zhì)的原因，沸石是多孔性材料，內(nèi)部有諸多的額微孔，在硬化漿體中可以提高吸水率，但同時(shí)也相對(duì)提高了硬化漿體的失水率。20%的沸石摻加量對(duì)植生混凝土硬化漿體的保水率效果較好，失水率在摻加沸石的實(shí)驗(yàn)中效果最好，僅次于沒有摻加沸石FS1組。

2.3 堿性環(huán)境的改善

FS01、FS2、FS3、FS4、FS5和FS6六組試塊的浸出液pH分別為11.3、10.9、10.6、10.4、10.3、10.3。這是因?yàn)榉惺嗫仔越Y(jié)構(gòu)，水泥水化所產(chǎn)生的C-S-H和CH會(huì)在沸石微孔結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生，而沸石與水泥水化產(chǎn)生的CH發(fā)生化學(xué)激發(fā)反應(yīng)，形成硅氧鍵、鋁氧鍵，最終形成三維網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，因此，沸石吸附一部分氫氧化鈣，并與之進(jìn)行反應(yīng)，降低了氫氧化鈣含量，進(jìn)而降低了浸出液的pH。因此，沸石的摻入可以在很大程度上改善植生混凝土的堿性環(huán)境，為植物的生長(zhǎng)提供有利的生長(zhǎng)條件。

2.4 植生混凝土的強(qiáng)度影響

針對(duì)六組植生混凝土試塊進(jìn)行強(qiáng)度性能試驗(yàn)，結(jié)果表明FS01、FS2、FS3、FS4、FS5和FS6六組試塊的28d抗壓強(qiáng)度分別為6.2MPa、6.1MPa、6.4MPa、6.5MPa、5.6MPa、4.6MPa，強(qiáng)度的總體趨勢(shì)是先上升后降低，這可能是由于水泥水化所產(chǎn)生的C-S-H和CH，隨著沸石摻量的增加，與水泥產(chǎn)物氫氧化鈣發(fā)生聚合化學(xué)反應(yīng)，形成硅氧鍵、鋁氧鍵的聚合，又生成C-S-H，最終形成三維網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致植生混凝土結(jié)構(gòu)中的氫氧化鈣減少，致使水泥水化的平衡打破，反應(yīng)出更多的氫氧化鈣，增加了水化反應(yīng)，同時(shí)生成的凝膠也使植生混凝土的強(qiáng)度增加，造成了在沸石在一定摻量范圍內(nèi)，隨著沸石的增加，植生混凝土的抗壓強(qiáng)度會(huì)有所增加。但超過一定范圍后，抗壓強(qiáng)度會(huì)極具的降低。

3 結(jié)束語(yǔ)

沸石的摻加對(duì)于植生混凝土的吸水率、保水率、堿度環(huán)境、抗壓強(qiáng)度等性能均有較大的影響，具體表現(xiàn)如下：①植生混凝土漿體的吸水率隨著沸石摻加量的增加，吸水率增加，當(dāng)沸石摻加量超過25%時(shí)，吸水率提高率趨于平緩；②沸石的摻加會(huì)增加硬化漿體的早期失水率，降低水化漿體的保水率，隨著硬化漿體的水化，15%和20%的沸石摻量在一定程度上可以使硬化漿體的失水率降低，有助于硬化漿體保水性能；③沸石的摻入可改善植生混凝土的堿性環(huán)境，為植物的生長(zhǎng)提供有利的生長(zhǎng)條件；④沸石的摻加在一定范圍內(nèi)，可以提高植生混凝土的28d抗壓強(qiáng)度。