沸石摻量對植生混凝土性能的影響分析

姜偉

青島青建藍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的多孔狀的具有一定強度的輕質混凝土[1]。植生混凝土目前主要應用在需承擔大載荷作用的區(qū)域，例如用于公路鐵路的護坡、海綿城市的建設、河堤的護理、預防坡道的水土流失等。植生混凝土的研究被國內外專家學者所重視，成為行業(yè)研究熱點，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 實驗方法

本實驗所用沸石為天然沸石，本實驗所采用的天然沸石進行6組試驗，每組實驗成型9塊，試驗組編號為FS01、FS2、FS3、FS4、FS5和FS6，四組編號沸石摻量分別為0%、5%、10%、15%、20%和25%。

2 試驗結果與分析

2.1 吸水性能

針對試驗的每組三塊植生混凝土進行了吸水性能試驗，FS01、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%。從試驗結果中可以看出，沸石的摻量對植生混凝土的吸水率具有較大的影響，從結果趨勢上分析表明：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逐漸升高的趨勢。吸水率隨著沸石摻量的增加，在FS4組之前增長明顯，FS4組之后，吸水率增長的趨勢趨于平緩。當沸石摻量為0%（FS1）時，植生混凝土的吸水率為7.9%，當沸石摻量在15%(FS4)時，吸水率為11.4%，相比FS1吸水率提高了44%，當沸石摻量為20%（FS5）和25%（FS6）時，混凝土的吸水率分別為11.7%和11.8%，吸水率相對變化不大，但是相對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，當沸石摻加量超過25%時，吸水率提高率趨于平緩。

2.2 保水性能

針對沸石摻加量對植生混凝土漿體保水性能的影響，針對試驗的每組三塊植生混凝土漿體進行了連續(xù)時間段的檢測，試驗結果如下圖2所示。

圖2 沸石摻量對植生混凝土漿體保水性能的影響

沸石的摻入會影響植生混凝土漿體的保水率，特別是在水泥硬化15小時以內，沸石的摻入會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的原因，沸石是多孔性材料，內部有諸多的額微孔，在硬化漿體中可以提高吸水率，但同時也相對提高了硬化漿體的失水率。20%的沸石摻加量對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驗中效果最好，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。這是因為沸石多孔性結構，水泥水化所產生的C-S-H和CH會在沸石微孔結構中產生，而沸石與水泥水化產生的CH發(fā)生化學激發(fā)反應，形成硅氧鍵、鋁氧鍵，最終形成三維網絡狀結構，因此，沸石吸附一部分氫氧化鈣，并與之進行反應，降低了氫氧化鈣含量，進而降低了浸出液的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，為植物的生長提供有利的生長條件。

2.4 植生混凝土的強度影響

針對六組植生混凝土試塊進行強度性能試驗，結果表明FS01、FS2、FS3、FS4、FS5和FS6六組試塊的28d抗壓強度分別為6.2MPa、6.1MPa、6.4MPa、6.5MPa、5.6MPa、4.6MPa，強度的總體趨勢是先上升后降低，這可能是由于水泥水化所產生的C-S-H和CH，隨著沸石摻量的增加，與水泥產物氫氧化鈣發(fā)生聚合化學反應，形成硅氧鍵、鋁氧鍵的聚合，又生成C-S-H，最終形成三維網絡狀結構，導致植生混凝土結構中的氫氧化鈣減少，致使水泥水化的平衡打破，反應出更多的氫氧化鈣，增加了水化反應，同時生成的凝膠也使植生混凝土的強度增加，造成了在沸石在一定摻量范圍內，隨著沸石的增加，植生混凝土的抗壓強度會有所增加。但超過一定范圍后，抗壓強度會極具的降低。

3 結束語

沸石的摻加對于植生混凝土的吸水率、保水率、堿度環(huán)境、抗壓強度等性能均有較大的影響，具體表現如下：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，當沸石摻加量超過25%時，吸水率提高率趨于平緩；②沸石的摻加會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，為植物的生長提供有利的生長條件；④沸石的摻加在一定范圍內，可以提高植生混凝土的28d抗壓強度。