1、 第第 1 页页 共共 76 页页 第第 1 1 章章 前前 言言 1.1 1.1 项目研究的背景和意义项目研究的背景和意义 混凝土材料及其制品自 19 世纪中叶开始采用以来，发展极为迅速，在世界各国现代 土木工程建设中占据主导地位。它在给人类带来文明和进步的同时，也给生态环境和人居 环境带来了诸多负面影响。 长期以来，人们只注意到混凝土给人类带来方便和财富的一面，混凝土作为人类使用 量最大的建筑材料，给人类带来文明与进步的同时，也给生态环境和人居环境带来诸多负 面影响。在各种工程建设中，大量采用混凝土或混凝土板块，极大破坏了自然环境。水泥 混凝土的大量使用侵占了绿地面积，损坏了原有的环境景观
2、，资源能源消耗量巨大，环境 问题日益突出。另外传统混凝土材料质地脆硬，表面粗糙且呈碱性，缺乏视觉效果。随着 可持续发展战略的实施，国家进行大规模基础设施建设。施工开挖造成大量的裸露土坡与 岩质边坡。铁路公路工程中的护坡工程以及水利工程进行江河堤防护砌广泛采用混凝土护 砌。由于缺乏透水性和透气性，对温度湿度调节性差，造成寸草不生，一片荒芜。夏季太 阳直接暴晒有形成热岛效应，造成气候恶化。水利工程进行江河堤防护砌的边坡忽略了河 道与岸上生态系统的有机联系，使植物难以生长，鱼类与两栖类失去栖息繁殖条件，水体 脱离生物群落，自净能力降低，使原有生态系统破坏，导致严重的水体流失和生态失衡。 随着现代社会
3、的进步，人们对环境要求越来越高，世界各国日益重视环境保护。我国也提 出了人与自然环境和谐相处的科学发展观，坚持以人为本，把改善生态保护环境作为经济 发展和提高人民生活质量的重要内容。新世纪的混凝土不仅要满足作为结构材料的要求， 还要尽量减少给环境带来的不良影响。 因此要突破传统混凝土的局限， 发展可植被混凝土， 成为当前混凝土科学发展方向之一。无砂大孔生态混凝土不仅拥有传统混凝土材料的性 能，更赋予其新的特性，是一种能保护环境，使人类与自然和谐发展的新型混凝土。透水 性能是无砂大孔生态混凝土的重要指标之一。 1.2 1.2 无砂大孔生态混凝土的特点无砂大孔生态混凝土的特点 无砂大孔生态混凝土就
4、是不加砂的混凝土，它与普通混凝土的最大区别就是不用细骨 料，只用粗骨料。颗粒均匀的粗骨料被水泥浆包裹其表面，水泥浆不起填充作用，而是仅 第第 2 页页 共共 76 页页 将粗骨料胶结在一起，使之成为一种多孔性材料。国内外无砂大孔混凝土中的粗骨料主要 是碎石和卵石，也有用烧结碎砖块和陶粒的。如果用石子作粗骨料，除应满足强度和压碎 指标的要求外，石子的粒径应大于 5mm，小于 40mm。考虑到均等粒径骨料的堆积空隙率大， 一般用粒径 515mm 或 1020mm 的石子做大孔混凝土的骨料。 无砂大孔混凝土与普通混凝土相比，具有以下优点。一是表观密度小，一般在 1400 kg/m 31900kg/m
5、3之间，属于轻混凝土的范畴；二是水泥用量比普通混凝土少 1/41/3， 工程造价低；三是浇筑时产生的混凝土侧压力小，可选用各种轻型模板；四是浇筑后混凝 土的表面和内部存在大量连通的蜂窝状孔洞，便于培植植被，绿化混凝土表面；五是由于 混凝土不用砂子，简化了材料运输、搅拌设备及现场管理，同时还降低混凝土成本；六是 施工简单，靠自重落料即可密实成型，不需要机械振捣或人工插捣，对工人的技术水平要 求不高，具有一般技术的工人即可胜任；七是骨料除可采用碎石、卵石、陶粒外，还可以 直接利用炉渣等工业废料，或强度较高的建筑垃圾，便于环境保护；八是旧的无砂大孔混 凝土构件破碎后，又是很好的混凝土粗骨料。这样可以
6、重复利用，对节省地方天然河砂材 料，对建筑垃圾的减量是有利的；九是无砂大孔混凝土的多孔决定它的透水性和透气性， 从而可以为植被生长提供条件，植物根系可通过孔隙穿过混凝土扎根土壤，从而保持生态 平衡。 1.3 1.3 无砂大孔生态混凝土的国内外发展现状无砂大孔生态混凝土的国内外发展现状 无砂大孔混凝土是为植被混凝土提供植物生长的一个载体，是构成植被混凝土的基本 构件，因此无砂大孔混凝土的性质对加入养料后所形成的植被混凝土的性质影响非常大。 无砂大孔混凝土的研究，始于50年代初，国外先于国内，但抗压强度较低。在19世纪中叶， 国外就开始应用无砂大孔混凝土二战期间，由于建材奇缺，无砂大孔混凝土得到了广泛 的应用，后来欧美很多国家对无砂大孔混凝土进行了较深入的研究，并制定了一些相应的 规程或规范。无砂大孔混凝土的配合比设计及旌工工艺与普通混凝土不同，就其工程应用 而言，要求既要有足够的强度，又要有良好的透水性。在美国的全国骨料协会和全国预制 混凝土协会联合研究实验室中，已经进行了几项研究，借以开发无砂透水混凝土的强度和 透水性的测定方法，以及配比方法的有关数据。 1
