生态混凝土坡岸稳定净化技术研究

发布时间：2020-10-08 16:20

　　随着城市化高速进行,不透水材料逐渐取代自然下垫面,机动车的急剧增加和人类的生产生活,导致城市地表径流含有大量有机污染物、重金属等。这些污染物随之地表径流冲刷进入城市河道,污染水体、破坏生态环境,给城市居民造成糟糕的生活影响。生态混凝土坡岸作为一种低影响发开设施(Low Impact Development,LID)设施在拦截净化城市径流雨水的过程中发挥关键的作用。研究生态混凝土的结构性能,在社会上以广泛推广的应用型生态混凝土坡岸的的基础上,研究改良型生态混凝土进一步提高生态混凝土坡岸的水质净化能力及其植生效果。溶解性有机物(Dissolved Organic Matter,DOM)与重金属(Heavy Metal,HM)属于城市地表径流中两种重要的污染物,其中DOM结构复杂且含有大量可以与HM相结合的官能团,对DOM与HM的结构性能与迁移转化有着深刻影响,研究在不同类型的生态混凝土坡岸中污染物之间的相互作用,把握污染物的结构形态、迁移转化规律,为进一步去除污染物提供机理分析。本文通过正交实验研究生态混凝土的制备方法及其结构性能,并找到最优设计配合比。通过实验探索出一种水泥裹石法制备搅拌技术,结合振捣、压实、抹平技术,制备出符合设计要求的EC。结合正交实验数据结果发现,生态混凝土主要参数指标之间的关系影响。得出最优设计配合比。根据最优设计配合比设计制备改良型生态混凝土坡岸,对比应用型生态混凝土坡岸的结构性能发现强度有所下降而碱度适合植被生长。研究对比不同类型的生态混凝土坡岸的水质净化能力发现:改良型的生态混凝土坡岸水质净化效果强于应用型生态混凝土坡岸。此外,利用荧光光谱技术结合平行因子分析(PARAFAC)等分析手段得出结果:不同类型的生态混凝土坡岸对水体中DOM组分的类蛋白质物质和类腐殖质物质具有良好的去除效果,且改良型生态混凝土坡岸的去除效果明显好于应用型生态混凝土的去除效果。研究在不同类型的生态混凝土坡岸中污染物之间的相互作用,通过荧光淬灭滴定实验分析Cd~(2+)与DOM样品的络合机理,实验结果显示Cd~(2+)与类蛋白组分之间的相互作用明显。通过二维同步相关光谱分析Cd~(2+)与水体中DOM相互作用的敏感程度,通过二维异步相关光谱分析Cd~(2+)与DOM组分之间的络合位点与络合顺序。通过参与湘潭市万垅渠生态混凝土护坡工程,立体的了解了生态混凝土在城市河道护坡中发挥的作用,对今后改良生态混凝土有了方向和认识。
【学位单位】：北京建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X703
【部分图文】：

示意图,技术路线,水质净化,示意图

第一章绪论析 EC 的结构和性能。分析生态混凝土水质净化能力，研究 DOM 与 HM 相互作用机理水质净化前后溶解性有机碳（DOC）、总氮（TN）、总磷（TP）和析 EC 水质净化机理；利用荧光光谱等光谱技术结合 PARAFAC 等组分的变化规律；研究 HM 与 DOM 不同组分之间的络合能力、机理。路线

优异的透水性能，透气性能在城市建设中获得了比较多的应用，但是 E足之处。随着国家关于海绵城市战略的推进，EC 的应用范围将会逐步理论和工程技术研究也会更加深入。由于 EC 的制备过程中与传统混凝土工艺方面有所不同，而且成型后 EC 的性能指标有所差异。本章针对 E合比和制备工艺进行研究，并对成型后的 EC 进行理化性能分析测试，C 的最佳配合比和制备工艺。原材料及性能实验1 骨料概况及基本性能骨料即在混凝土中充当骨架或填充作用的粒状松散材料。骨料是混凝土在建筑中起到骨架和支撑作用，由于 EC 是不含砂子的，所以 EC 中的作为粗骨料的石子。粒径大于 4.75 mm 的骨料被称为粗骨料，俗称石子[29]。EC 制备选用的及卵石两种。碎石是指天然岩石或岩石经过破碎、筛分而制成的，粒径大石颗粒[30]。卵石是指因为自然风化、水流冲刷堆积而成的、粒径大于 4粒[30,31]。本实验采用三种粒径的石子（如图 2-1 所示）。

袋装水泥,硅灰

实验采用北京金隅北水环保科技有限公司生产的普通硅酸盐水泥 P·O 42.5（见图2-2）其基本物理性能见表 2-2。表 2-2 水泥性能指标Table 2-2 Cement performance index标准稠度用水量 % 细度 % 安定性凝结时间 min初凝终凝29.6 54.3 合格 150 227图 2-2(a)桶装水泥(b)袋装水泥Fig. 2-2(a)Bottled cement(b)Bagged cement从表 2-2 可知，实验所用的水泥细度较好，初凝时间，终凝时间均满足国家规范要求，此水泥的品质属于中上等。2.1.3 掺合料混凝土的掺合料是一种用来改善水泥基混凝土的强度、耐久性、和易性等性能的胶凝材料[32]。硅灰可以与水泥水化产物生成凝胶体，跟氧化镁反应生成凝胶体。加入硅灰可以明显提高多孔混凝土的抗压强度，抗折强度，抗渗性能，防腐能力，抗冲击能力以及耐磨性能。硅灰具有一定保水能力，可以防止混凝土离析泌水，减少运输混凝土的阻力[29,33]。硅灰的比表面积比较大，其平均粒径为 0.1～0.2μm，硅灰的平均粒径要比水泥小 2 个数量级，说明硅灰可以轻松进入孔隙中，填充孔隙，并且硅灰具有较高的无定形

【参考文献】