抗冻植被混凝土降碱植生技术试验研究与应用
发布时间：2020-05-11 11:58
【摘要】：随着人们对生态环境的日益重视,生态文明建设、“海绵城市”建设和“水十条”的相继推出,以往粗放护坡方式及城市建设模式已不能满足生态绿色可持续发展的要求,因此兼具工程防护与生态绿色双重功能的抗冻植被混凝土在边坡防护和“海绵城市”建设中具有广阔应用前景。本文从抗冻植被混凝土降碱材料优化、浓度优化、植生基材配制、植生性能及河道生态护坡工程应用几个方面进行探讨与研究。针对抗冻植被混凝土高碱性问题,本文提出了一套适用于抗冻植被混凝土的降碱方法。研究发现:在不采取降碱措施的条件下孔隙液pH值变化是一个动态过程;在前期研究基础上对降碱材料和降碱浓度进行优化,得到了合适的降碱材料和降碱液浓度范围;通过研究其内水溶液及土壤浸出液发现两者的差异性,并针对其土壤特点提出了复合降碱方式,不但能快速降低抗冻植被混凝土土壤的碱性,而且可以长时间维持适宜的植被生长水土环境。针对抗冻植被混凝土植生基材,以抑盐降碱、保水保肥、抗冲刷为主要目的,配制出适用于抗冻植被混凝土的植生基材,其结构分为两层:表土层植生基材和过渡层植生基材;其主要组成成分为:熟质壤土、腐殖质、保水剂、粉煤灰、过磷酸钙、植物纤维、缓释有机肥、土壤改良剂等,将其按照不同质量比配制成植生基材,用于植被混凝土孔隙填充及表土层覆盖植草;同时,利用重力作用分层填充植生基材的方法进行填充孔隙,填充充分,能够满足植被生长要求。针对抗冻植被混凝土植生性能和植被生长发育规律的植物相容性特点进行植生试验,研究表明:在抗冻植被混凝土试验的6种草本植物中,披碱草发芽最晚,出苗率最低,生长发育高度离散性大,与植被混凝土植物相容性低;其余5种草本植物均近似遵循正常的“S”型的逻辑型生长曲线,与抗冻植被混凝土的植物相容性高;高羊茅、天鹅绒草、匍匐剪股颖、狗牙根的盖度能达到护坡要求的80%以上,密度1.60以上,颜色浓绿,护坡效果好,与植被混凝土相容程度高;植被根系在抗冻植被混凝土中分三层分布,呈哑铃型;6种草在抗冻植被混凝土上生长状况的外观质量综合评价结果是:狗牙根高羊茅匍匐剪股颖天鹅绒草香根草披碱草。在工程应用时,护坡草选种可优先考虑狗牙根、高羊茅与匍匐剪股颖、天鹅绒草进行高低搭配、前后期结合的方式进行复合护坡。针对抗冻植被混凝土在北方地区的工程应用问题,通过在瀛汶河护坡工程的示范应用,探究并阐明了抗冻植被混凝土砌块设计、生产、施工的技术流程及要点,形成一套适用于抗冻植被混凝土的施工工艺。抗冻植被混凝土植草后,60d实现坡面全覆盖,长势茂盛,护坡效果良好,其生态效益、社会经济效益明显,为抗冻植被混凝土的工程应用提供了实践经验。
【图文】：
抗冻植被混凝土主要胶结材料为硅酸盐水泥，其水化反应必将产生一些碱类物质，这些碱类物质的存在就导致其内的土壤与水势必会反生一系列的物理化学变化，这些性质与土壤肥力、微生物、酸碱变化及植物根系吸收各种营养成分的性能密切相关，因此研究和了解其周围环境水土的 pH 值变化规律，合理改善盐碱环境，使其满足植被长期茂盛生长的要求，是抗冻植被混凝土发展关键技术之一，对促进抗冻植被混凝土推广应用和生态建设具有重要意义。在自然状态下，土壤的酸碱反应是较为稳定的，但在抗冻植被混凝土中由于特殊的碱环境，使其土壤物化性质发生变化。植被混凝土自身是由水泥及其他材料胶结而成，水泥水化反应会生成大量的碱类物质，造成抗冻植被混凝土孔隙内水土环境盐碱化，未经改造的孔隙水环境 pH 值在 10.0-12.0，甚至更高，碱性环境不利于植被生长，采取降碱措施与不采取降碱措施对植被生长影响如图所示，可直观看出采取相应降碱措施后植被生长茂盛，不采取降碱措施植被生长缓慢，且后期有死亡现象，因此对抗冻植被混凝土进行降碱处理对其推广应用具有重要意义。
可实现工程护坡和生态绿色有机结合，符合“海绵城市”建设、生态文明建设和可持续发展的要求。抗冻植被混凝土技术的提出通过对比以往护坡技术的优缺点发现，如图 2、图 3所示，，护坡方式正由传统硬质化护坡转为绿色生态护坡，研究制备出一种既能进行工程防护又兼具生态景观功能的生态护坡材料非常必要。同时现如今，世界各国对生态环境日益重视，我国政府也提出了推进“海绵城市”建设的战略要求，并且在“十三五”规划中将生态文明建设提高到“五位一体”的战略布局高度。“抗冻植被混凝土研究”课题就是在这种背景下提出的。其不仅具有传统混凝土材料的性能，满足防止河道侵蚀、保持河岸安全稳定的要求，也能保护河道生态环境兼具生态景观性。利用植被混凝土不仅可以达到护坡固土的目的，还可以通过表层植被达到净化空气、美化环境的效果（姜伟民，2009），符合“海绵城市”建设战略与生态文明建设的要求。1.2
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TV431;TV861
【图文】：
抗冻植被混凝土主要胶结材料为硅酸盐水泥，其水化反应必将产生一些碱类物质，这些碱类物质的存在就导致其内的土壤与水势必会反生一系列的物理化学变化，这些性质与土壤肥力、微生物、酸碱变化及植物根系吸收各种营养成分的性能密切相关，因此研究和了解其周围环境水土的 pH 值变化规律，合理改善盐碱环境，使其满足植被长期茂盛生长的要求，是抗冻植被混凝土发展关键技术之一，对促进抗冻植被混凝土推广应用和生态建设具有重要意义。在自然状态下，土壤的酸碱反应是较为稳定的，但在抗冻植被混凝土中由于特殊的碱环境，使其土壤物化性质发生变化。植被混凝土自身是由水泥及其他材料胶结而成，水泥水化反应会生成大量的碱类物质，造成抗冻植被混凝土孔隙内水土环境盐碱化，未经改造的孔隙水环境 pH 值在 10.0-12.0，甚至更高，碱性环境不利于植被生长，采取降碱措施与不采取降碱措施对植被生长影响如图所示，可直观看出采取相应降碱措施后植被生长茂盛，不采取降碱措施植被生长缓慢，且后期有死亡现象，因此对抗冻植被混凝土进行降碱处理对其推广应用具有重要意义。
可实现工程护坡和生态绿色有机结合，符合“海绵城市”建设、生态文明建设和可持续发展的要求。抗冻植被混凝土技术的提出通过对比以往护坡技术的优缺点发现，如图 2、图 3所示，，护坡方式正由传统硬质化护坡转为绿色生态护坡，研究制备出一种既能进行工程防护又兼具生态景观功能的生态护坡材料非常必要。同时现如今，世界各国对生态环境日益重视，我国政府也提出了推进“海绵城市”建设的战略要求，并且在“十三五”规划中将生态文明建设提高到“五位一体”的战略布局高度。“抗冻植被混凝土研究”课题就是在这种背景下提出的。其不仅具有传统混凝土材料的性能，满足防止河道侵蚀、保持河岸安全稳定的要求，也能保护河道生态环境兼具生态景观性。利用植被混凝土不仅可以达到护坡固土的目的，还可以通过表层植被达到净化空气、美化环境的效果（姜伟民，2009），符合“海绵城市”建设战略与生态文明建设的要求。1.2
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TV431;TV861
【参考文献】
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1 张高亮;孙小蒙;高贯伟;江志华;李隆q
本文编号：2658416
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