保水保肥型植生水泥基材料的制备与性能研究

发布时间：2017-08-20 12:21

  本文关键词：保水保肥型植生水泥基材料的制备与性能研究

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【摘要】：随着社会的快速发展,高速公路、铁路与隧道等基础设施逐年增多。高速公路、铁路的路基与隧道口荒山的边坡稳定性直接影响着基础设施的安定性与使用寿命。因此,基础设施的边坡防护成为高速公路、铁路、隧道等基础设施建设的重点问题。同时,我国水土流失问题日渐加剧,已成为困扰和阻碍我国可持续发展战略实施的重点难题。此外,健康完善的河岸生态系统能够以适当的形式与自然界保持良好的物质交换,从而加强陆地的水土保持能力,防止水体富营养化的出现。但随着我国城镇化程度的快速提高,高强度的开发与不合理的土地利用方式,导致我国河岸生态系统遭受严重破坏。因此,河流岸堤的防护以及河岸生态系统的恢复具有重大深远意义。植生混凝土是以植生胶凝材料与粗骨料为主要原料制备的具有特殊结构的混凝土。其特有的多孔、大孔结构可保证植物根系穿过混凝土基体深入到土壤层,不仅可以护坡固沙,防止水土流失,而且还可以绿化边坡,改善生态环境,同时还可以净化水质,防治水污染。同时,还可以利用植生混凝土覆盖在废旧混凝土表面,就地设计人工假山,既解决了废旧混凝土难以处理的问题,又增加了经济效益、景观效益与生态效益。本论文围绕有机保水材料对硫铝酸盐水泥性能的影响、无机多孔材料对硫铝酸盐水泥性能的影响、无机复合保水保肥型植生胶凝材料的制备、有机-无机复合保水保肥型植生胶凝材料的制备、保水保肥型植生混凝土的制备、保水保肥型植生混凝土的耐久性等方面展开深入研究,并结合XRD、MIP、TG-DSC等测试分析手段对植生胶凝材料的组成和结构进行系统研究。本论文围绕研究课题取得的主要结论如下:(1)适量的吸水树脂A可以有效的提高硫铝酸盐水泥硬化浆体的吸水能力与保水保肥性能。吸水树脂A的适宜掺量为0.5%、1.0%,此时硫铝酸盐水泥硬化浆体吸水率分别增长38.3%、56.56%,硫铝酸盐水泥硬化浆体失水率分别降低20%、24%,35d尿素释放率降低10%、4%。(2)沸石可有效的提高硫铝酸盐水泥硬化浆体的吸水性能。当沸石掺量为10%时,硫铝酸盐水泥硬化浆体吸水率增长15.3%,达到9.4%;当沸石掺量达到20%时,硫铝酸盐水泥硬化浆体吸水率增长37.%,达到11.2%。(3)沸石可有效的降低硫铝酸盐水泥硬化浆体孔溶液pH。硫铝酸盐水泥硬化浆体孔溶液pH约为11.4,掺入10%、20%沸石后,硫铝酸盐水泥硬化浆体孔溶液pH降低至10.7、10.4。这主要是因为沸石会与水泥水化产生的CH反应生成凝胶,因此掺入沸石后硫铝酸盐水泥硬化浆体孔溶液pH降低。(4)10%的沸石可以提高硫铝酸盐水泥的抗压强度,掺入10%沸石硫铝酸盐水泥1d、3d抗压强度分别增长10.8%、9.5%。(5)蛭石可有效的提高硫铝酸盐水泥硬化浆体的吸水性能。当掺入5%、10%、20%、蛭石时,硫铝酸盐水泥硬化浆体吸水率分别增长24.4%、39.6%、70.7%。(6)掺入10%、20%蛭石,硫铝酸盐水泥硬化浆体失水率分别降低11%与19%,尿素释放率分别降低8%与13%(尿素掺量为4%)。(7)无机复合保水保肥型植生胶凝材料中蛭石的适宜掺量为10%、20%。此时胶凝材料硬化浆体吸水率分别为10.8%、12.5%,120h失水率分别为85%、72%,35d尿素释放率分别为65%、61%,3d抗压强度分别为41.5MPa、33.7MPa。(8)有机-无机复合保水保肥型植生胶凝材料中吸水树脂A的适宜掺量为0.5%。此时胶凝材料硬化浆体吸水率分别为13.52%、15.33%,失水率分别为72%、69%,尿素释放率分别为61%、58%,3d抗压强度分别为35.5MPa、29.0MPa。(9)与以硫铝酸盐水泥制备的植生混凝土相比,以2种有机-无机复合保水保肥型植生胶凝材料制备的植生混凝土吸水率增长20.0%、36.2%失水率降低9%与16%,尿素释放率降低7%、11%,并且其碱度较低,因此其与植物相容性更好,有利于植物存活和生长。
【关键词】：吸水能力 保水性能 保肥性能 植生胶凝材料 植生混凝土
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528;TQ172.1
【目录】：

• 摘要10-12
• Abstract12-15
• 第一章 绪论15-27
• 1.1 研究目的与意义15-18
• 1.2 国内外研究现状18-25
• 1.2.1 植生混凝土18-20
• 1.2.2 植生胶凝材料20-22
• 1.2.3 无机多孔材料22-24
• 1.2.4 吸水树脂24
• 1.2.5 肥料24-25
• 1.3 主要研究内容25-26
• 1.3.1 吸水树脂对硫铝酸盐水泥性能的影响25
• 1.3.2 无机多孔材料对硫铝酸盐水泥性能的影响25
• 1.3.3 保水保肥型植生胶凝材料的制备与性能研究25
• 1.3.4 保水保肥型植生混凝土的性能研究25-26
• 1.4 创新点26
• 1.5 技术路线26-27
• 第二章 原材料与实验方法27-33
• 2.1 原材料27-28
• 2.1.1 硫铝酸盐水泥27
• 2.1.2 吸水树脂27
• 2.1.3 无机多孔材料27
• 2.1.4 尿素27
• 2.1.5 粗骨料27-28
• 2.1.6 减水剂28
• 2.1.7 拌合水28
• 2.2 测试方法28-33
• 2.2.1 吸水性能28
• 2.2.2 保水性能28-29
• 2.2.3 尿素缓释性能29
• 2.2.4 孔结构29-30
• 2.2.5 力学性能30
• 2.2.6 碱度30
• 2.2.7 干密度30
• 2.2.8 透水系数30-31
• 2.2.9 收缩性能31
• 2.2.10 抗冻性31
• 2.2.11 抗干湿循环作用31-32
• 2.2.12 水化产物分析32-33
• 第三章 吸水树脂对硫铝酸盐水泥性能的影响33-45
• 3.1 吸水树脂A对硫铝酸盐水泥性能的影响33-37
• 3.1.1 吸水性能33
• 3.1.2 保水性能33-34
• 3.1.3 尿素缓释性能34-35
• 3.1.4 干密度35-36
• 3.1.5 孔溶液碱度36
• 3.1.6 力学性能36-37
• 3.2 吸水树脂B对硫铝酸盐水泥性能的影响37-40
• 3.2.1 吸水性能37
• 3.2.2 保水性能37-38
• 3.2.3 尿素缓释性能38-39
• 3.2.4 干密度39
• 3.2.5 孔溶液碱度39-40
• 3.2.6 力学性能40
• 3.3 吸水树脂C对硫铝酸盐水泥性能的影响40-44
• 3.3.1 吸水性能40-41
• 3.3.2 保水性能41
• 3.3.3 尿素缓释性能41-42
• 3.3.4 干密度42-43
• 3.3.5 孔溶液碱度43
• 3.3.6 力学性能43-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第四章 无机多孔材料对硫铝酸盐水泥性能的影响45-67
• 4.1 沸石对硫铝酸盐水泥性能的影响45-50
• 4.1.1 吸水性能45
• 4.1.2 保水性能45-46
• 4.1.3 尿素缓释性能46-47
• 4.1.4 孔结构47-48
• 4.1.5 干密度48
• 4.1.6 孔溶液碱度48-49
• 4.1.7 力学性能49
• 4.1.8 TG-DSC分析49-50
• 4.1.9 XRD分析50
• 4.2. 高岭土对硫铝酸盐水泥性能的影响50-54
• 4.2.1.吸水性能51
• 4.2.2 保水性能51-52
• 4.2.3 尿素缓释性能52
• 4.2.4 干密度52-53
• 4.2.5 孔溶液碱度53
• 4.2.6 力学性能53-54
• 4.3 硅藻土对硫铝酸盐水泥性能的影响54-57
• 4.3.1 吸水性能54
• 4.3.2 保水性能54-55
• 4.3.3 尿素缓释性能55
• 4.3.4 干密度55-56
• 4.3.5 孔溶液碱度56
• 4.3.6 力学性能56-57
• 4.4 膨润土对硫铝酸盐水泥性能的影响57-60
• 4.4.1 吸水性能57
• 4.4.2 保水性能57-58
• 4.4.3 尿素缓释性能58
• 4.4.4 干密度58-59
• 4.4.5 孔溶液碱度59
• 4.4.6 力学性能59-60
• 4.5 蛭石对硫铝酸盐水泥性能的影响60-65
• 4.5.1 吸水性能60
• 4.5.2 保水性能60-61
• 4.5.3 尿素缓释性能61-62
• 4.5.4 干密度62-63
• 4.5.5 孔溶液碱度63
• 4.5.6 力学性能63-64
• 4.5.7 孔结构64
• 4.5.8 TG-DSC分析64-65
• 4.6 本章小结65-67
• 第五章 保水保肥型植生胶凝材料的制备与性能研究67-75
• 5.1 无机复合制备保水保肥型植生胶凝材料67-70
• 5.1.1 吸水性能67
• 5.1.2 保水性能67-68
• 5.1.3 尿素缓释性能68
• 5.1.4 干密度68-69
• 5.1.5 孔溶液碱度69
• 5.1.6 力学性能69-70
• 5.2 有机-无机复合制备保水保肥型植生胶凝材料70-73
• 5.2.1 吸水性能70
• 5.2.2 保水性能70-71
• 5.2.3 尿素缓释性能71
• 5.2.4 干密度71-72
• 5.2.5 孔溶液碱度72
• 5.2.6 力学性能72-73
• 5.3 本章小结73-75
• 第六章 保水保肥型植生混凝土的制备与性能研究75-85
• 6.1 吸水性能75
• 6.2 保水性能75-76
• 6.3 尿素缓释性能76
• 6.4 透水性能76-77
• 6.5 孔结构77
• 6.6 力学性能77-78
• 6.7 碱度78
• 6.8 抗冻性能78-80
• 6.9 干缩性能80-81
• 6.10 抗干湿循环性能81-82
• 6.11 植生实验82-84
• 6.11.1 室内植生实验82-83
• 6.11.2 户外模拟工程应用83-84
• 6.12 本章小结84-85
• 第七章 结论与展望85-87
• 7.1 结论85-86
• 7.2 展望86-87
• 参考文献87-95
• 致谢95-97
• 附录97

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：706601