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[關(guān)鍵詞]生物礦化 生物修復(fù) 微生物誘導(dǎo) 裂縫 滲漏
中圖分類號(hào):TU502 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2016)15-0268-01
一、生物礦化機(jī)理
目前進(jìn)行的MICP灌漿研究大都基于一種高產(chǎn)脲酶的巴氏芽孢桿菌,它是一種嗜堿菌,在新陳代謝過程中會(huì)產(chǎn)生一種脲酶,該酶可以快速將尿素分解生成銨根離子(NH4+)和碳酸根離子(CO32-),反應(yīng)方程式為:NH2-CO-NH2 +3H2O2NH4+ + CO32-
由于該細(xì)菌表面帶有負(fù)電荷,當(dāng)孔隙中鈣離子濃度達(dá)到一定值時(shí),鈣離子會(huì)被細(xì)胞吸附,從而以細(xì)胞為晶核[5],從而在細(xì)菌周圍會(huì)生成碳酸鈣,反應(yīng)方程式為:
Ca2+ + CO32- PCaCO3(aq)
當(dāng)孔隙溶液中CaCO3(aq)的濃度超過了其溶解能力時(shí),便會(huì)在孔隙中析出碳酸鈣沉淀。
隨著碳酸鈣沉淀的不斷積累、團(tuán)聚而成為更大的顆粒,材料孔隙會(huì)大大減少,從而達(dá)到裂縫修復(fù)、防滲等效果[4]。
二、生物礦化試驗(yàn)研究
北京清華大學(xué)土木工程系的楊鉆從土壤中篩選出來了脲酶高產(chǎn)菌株,并對(duì)其進(jìn)行了菌株的誘變培養(yǎng)與培養(yǎng)基的優(yōu)化,進(jìn)行了高強(qiáng)微生物砂漿的制備,使用巴氏芽孢八疊球菌誘變株,采用多批次灌入菌液、固定液和膠凝液的方法對(duì)工業(yè)砂進(jìn)行微生物灌漿加固,進(jìn)行單軸抗壓極限強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度和單壓疲勞強(qiáng)度測(cè)試,得到高強(qiáng)微生物砂漿這種新材料相對(duì)傳統(tǒng)水泥-石灰混合砂漿,具有材料孔徑大、劈裂抗拉強(qiáng)度高、耐受循環(huán)荷載能力強(qiáng)的工作性能[4]。
東南大學(xué)的錢春香等人嘗試?yán)梦⑸锍练e碳酸鈣,修復(fù)水泥基材料表面缺陷,他們通過涂抹和注入的方法,在水泥材料表面原位沉積處碳酸鈣,使得材料的吸水率得到降低,提高了材料的抗壓強(qiáng)度,使水泥材料表面的裂縫得到了較好的修復(fù)[2]。
同濟(jì)大學(xué)的李沛豪等人也利用生物礦化技術(shù),對(duì)混凝土表面裂縫的修復(fù)進(jìn)行了研究,通過混凝土試件以及其裂縫的人工制備,采用芽孢八疊球菌,對(duì)三種不同深度裂縫混凝土立方試件進(jìn)行微生物修復(fù),通過XRD以及SEM分析沉積晶體的成分以及顆粒形貌,并測(cè)量混凝土試件裂縫修復(fù)后的抗壓強(qiáng)度以及素混凝土梁彎曲跨中極限荷載,使混凝土裂縫得到一定的修復(fù)效果,且這一方法在淺層裂縫的修復(fù)方面得到的效果較好[3]。
三、生物礦化在修復(fù)構(gòu)筑物方面的應(yīng)用
清華大學(xué)的李萌、程曉輝等人與北京工商大學(xué)的張?jiān)降热死梦⑸镎T導(dǎo)碳酸鈣沉積技術(shù),嘗試治理某地下室滲漏,并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)實(shí)驗(yàn),采取在裂縫墻體迎水面回填土層灌注巴氏芽孢八疊球菌菌液和營養(yǎng)液的方法進(jìn)行滲漏治理的試驗(yàn),在灌漿4 個(gè)月后,墻體裂縫處形成一層碳酸鈣膜,將裂縫表面覆蓋,達(dá)到了很好的防滲效果[1]。
在此之后在清華大學(xué)西體育館部分花崗巖石柱柱腳進(jìn)行了微生物灌漿現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn),以及布達(dá)拉宮馬基康外墻空鼓加固及原位灌漿實(shí)驗(yàn),均取得了初步成效[4]。
之后山東建筑大學(xué)的侯宏濤等人,在總結(jié)現(xiàn)有研究成果的基礎(chǔ)上,同樣對(duì)某地下室滲漏工程進(jìn)行了微生物誘導(dǎo)碳酸鈣沉枳技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)修復(fù)。該實(shí)驗(yàn)采用四種不同的灌漿方式―裂縫外部土壤灌漿、水平裂縫外表面做灌漿槽灌漿、豎向裂縫鉆斜向灌注孔灌漿、以及裂縫表面涂刷漿液,對(duì)混凝土裂縫修復(fù)技術(shù)進(jìn)行研究,得到了四種方法的優(yōu)缺點(diǎn),為后續(xù)研究以及應(yīng)用提供了的寶貴經(jīng)驗(yàn)[8]。
四、前景與展望
生物礦化這一技術(shù)雖然有著大量的研究與在試驗(yàn)上有著許多成功的應(yīng)用[7],但這一技術(shù)仍然存在許多問題,如酶活性隨時(shí)間降低且價(jià)格昂貴、灌漿強(qiáng)度不均勻、易造成結(jié)構(gòu)孔隙堵塞、灌漿效率低、實(shí)驗(yàn)采用的氯化鈣溶液中的氯離子會(huì)對(duì)鋼筋產(chǎn)生銹蝕等問題,這一技術(shù)在理論方法上仍不完善,將會(huì)成為今后研究的重點(diǎn)。
微生物誘導(dǎo)碳酸鈣礦化加固與修復(fù)技術(shù),以其創(chuàng)新的方法技術(shù)、生態(tài)環(huán)保、得到的修復(fù)體性能優(yōu)良、耐久性及相容性好等特點(diǎn),得到了科學(xué)家的廣泛深入研究。本文探討了近年來生物礦化在方法機(jī)理上的相關(guān)試驗(yàn)的探討,以及修復(fù)構(gòu)筑物表面裂縫、改善構(gòu)筑物滲漏情況等方面的相關(guān)應(yīng)用,總結(jié)了MICP技術(shù)在修復(fù)構(gòu)筑物方面的研究進(jìn)展,結(jié)果表明生物礦化技術(shù)的研究是多學(xué)科、多領(lǐng)域的研究領(lǐng)域,并且在土木、巖土等工程上有著廣泛的應(yīng)用前景,隨著不同領(lǐng)域科學(xué)家的不斷加入,這一技術(shù)將不斷成熟,微生物誘導(dǎo)碳酸鈣礦化這一技術(shù)將發(fā)展成為一種新型的節(jié)能環(huán)保、性能優(yōu)良的構(gòu)筑物的修復(fù)方法。
參考文獻(xiàn):
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1.1普通混凝土的耐久性問題
普通混凝土的耐久性不良現(xiàn)象很多,尤其在較為惡劣的環(huán)境下,混凝土達(dá)不到設(shè)計(jì)使用年限的問題更為突出。對(duì)于橋梁調(diào)查中發(fā)現(xiàn)如下現(xiàn)象:(1)有些1982年建成,至今使用24年的橋梁開始出現(xiàn)耐久性劣化病害。(2)1993年建成的京九線63km+846m處及67km+866m處12n跨普通鋼筋混凝土T形梁出現(xiàn)梁體側(cè)面露筋現(xiàn)象。(3)京廣線有些1898年建成的橋墩,京山線有些1896年建成的橋墩至今還在安全使用。(4)橋梁的墩臺(tái)、人行道板、欄桿的主要病害為裂紋;梁的主要病害為露筋、鋼筋銹蝕和混凝土裂紋。(5)次要構(gòu)件往往比主要構(gòu)件裂化嚴(yán)重、速度快。通過分析上面現(xiàn)象可知,構(gòu)件耐久性與其受力特征有關(guān)。對(duì)混凝土耐久性起決定作用的因素是混凝土本身的性能和工藝質(zhì)量。高質(zhì)量的普通混凝土受壓構(gòu)件。耐久性也可超過100年。一般環(huán)境條件下,普通混凝土構(gòu)件耐久性劣化速度較快,不同構(gòu)件差距較大,容易造成結(jié)構(gòu)達(dá)不到預(yù)期使用壽命。
1.2綠色混凝土的優(yōu)越性
綠色材料的特點(diǎn)包括材料本身的先進(jìn)性(優(yōu)質(zhì)的、生產(chǎn)能耗低的材料);生產(chǎn)過程的安全性(低噪聲、無污染):材料使用的合理性(節(jié)省的、可以回收的)以及符合現(xiàn)代工程學(xué)的要求等。綠色材料的研究與應(yīng)用目前還主要局限在材料的回收和重復(fù)利用技術(shù)、減少“三廢"的材料技術(shù)與工藝、減少環(huán)境污染的代用材料、環(huán)境凈化材料可降解材料等方面,但隨著環(huán)境意識(shí)的加強(qiáng),綠色產(chǎn)品時(shí)代將隨之到來。綠色混凝土與普通混凝土相比,顯示了強(qiáng)大的生命力和顯著的優(yōu)越性。
1.2.1降低混凝土制造時(shí)的環(huán)境負(fù)荷綠色混凝土大量使用工業(yè)廢料和再生利用固體廢物,既節(jié)約了資源,又降低了廢物的排放量。
1.2.2降低混凝土使用過程中的環(huán)境負(fù)荷
大流動(dòng)性免振搗綠色高性能混凝土的使用,減少了環(huán)境噪聲。高性能、長(zhǎng)壽命混凝土材料的研制,可以有效的降低材料的負(fù)荷/壽命比,從總體上也是降低材料環(huán)境負(fù)擔(dān)的一個(gè)有效途徑。目前研究較多的還有多孔混凝土、排水性鋪裝混凝土、吸音混凝土、吸收有害氣體混凝土、調(diào)濕功能混凝土、儲(chǔ)蓄熱量混凝土制品等。
1.2.3保護(hù)生態(tài)、美化環(huán)境
綠色混凝土中的生態(tài)混凝土指能與動(dòng)植物和諧共生的混凝土。這類混凝土可以保護(hù)生態(tài)環(huán)境。
1.2.4提高居住環(huán)境的舒適和安全性
綠色混凝土中的機(jī)敏混凝土融混凝土材料的多種功能于一體。利用電熱效應(yīng)可以對(duì)居住環(huán)境進(jìn)行恒溫控制;利用其自感知、自調(diào)節(jié)和自修復(fù)功能可有效地對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行健康監(jiān)測(cè)、智能控制和修復(fù),提高結(jié)構(gòu)的安全性和使用壽命。我國目前混凝土生產(chǎn)基本實(shí)現(xiàn)了工廠化,預(yù)拌混凝土生產(chǎn)方式已經(jīng)普及,為綠色高性能混凝土的發(fā)展奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。摻和料和高效減水劑的應(yīng)用逐步發(fā)展,具備了發(fā)展和普及綠色高性能混凝土初步的技術(shù)條件。但是由于需求及工藝、技術(shù)等原因,摻和料應(yīng)用種類較少,混凝土性能多數(shù)處于中低水平,急需綠色高性能混凝土理論和實(shí)用技術(shù)的指導(dǎo)。而我國目前的綠色高性能混凝土研究工作主要集中在實(shí)驗(yàn)室研究上,還沒有頒布能夠指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)、符合我國混凝土生產(chǎn)企業(yè)特點(diǎn)的規(guī)范或權(quán)威技術(shù)文件。這種條件下,企業(yè)自身的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)猶顯珍貴;貼近企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際、充分利用企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)及檢驗(yàn)、試驗(yàn)條件的研究工作就是非常有效和必要的了。
2綠色混凝土發(fā)展研究
2.1綠色混凝土特點(diǎn)綠色混凝土的特點(diǎn):(1)降低水泥用量,大量利用工業(yè)廢料;(2)比傳統(tǒng)混凝土具有更好的力學(xué)性能和耐久性;(3)具有與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)性,減輕對(duì)環(huán)境的負(fù)荷,實(shí)現(xiàn)非再生性資源的可循環(huán)利用,節(jié)省能源,以及有害物質(zhì)的“零排放";(4)能夠?yàn)槿祟愄峁睾?、舒適、便捷和安全的生存環(huán)境。綠色混凝土的環(huán)境協(xié)調(diào)性是指對(duì)資源及能源消耗少、對(duì)環(huán)境污染少和循環(huán)再生利用率高。綠色混凝土的自適應(yīng)性是指具有滿意的使用性能,能夠改善環(huán)境,具有感知、調(diào)節(jié)和修復(fù)等機(jī)敏特性。
2.2混凝土綠色化的技術(shù)路線
2.2.1大量利用工業(yè)廢料,降低水泥用量
水泥工業(yè)污染嚴(yán)重,不僅產(chǎn)出大量粉塵,還排放有害氣體及其它有毒物質(zhì)。我國是水泥生產(chǎn)大國,2003年全國水泥產(chǎn)量達(dá)到8.13億噸,占全球水泥產(chǎn)量的43%。水泥產(chǎn)量高速增長(zhǎng)加速人類生存環(huán)境的惡化。在滿足工程需要的同時(shí)降低水泥用量,是目前的一個(gè)嚴(yán)峻而又有挑戰(zhàn)性的課題。許多工業(yè)廢渣,如:粉煤灰、?;郀t礦渣、煤矸石、硅灰等具有潛在活性,可以部分替代水泥,并可以制備性能更優(yōu)越的混凝土。利用工業(yè)廢渣既可降低水泥用量,又可消除其自身對(duì)環(huán)境的污染,是實(shí)現(xiàn)混凝土綠色化的一個(gè)重要途徑。我國工業(yè)廢渣數(shù)量龐大,僅粉煤灰每年將產(chǎn)出近2億噸,而煤矸石目前堆放總量已超過30億噸,盡可能利用這些工業(yè)廢渣將獲得重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
2.2.2提高混凝土綜合性能
提高混凝土強(qiáng)度、工作性和耐久性也是混凝土綠色化的途徑之一?;炷翉?qiáng)度提高,可以減少結(jié)構(gòu)的截面積或結(jié)構(gòu)體積,減少混凝土用量。工作性提高,一方面有助于提高混凝土密實(shí)性,另一方面可以減少振搗器的使用,降低環(huán)境噪聲。提高混凝土耐久性,可以延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的使用壽命,節(jié)約維修和重建費(fèi)用,減少對(duì)自然資源消耗。近年來,混凝土耐久性成為人們熱門話題。人們逐漸認(rèn)識(shí)了混凝土耐久性對(duì)節(jié)約能源資源、保護(hù)環(huán)境的意義。延長(zhǎng)混凝土工程壽命還可以節(jié)約大量資金。根據(jù)美國統(tǒng)計(jì),其混凝土基礎(chǔ)工程(公路、橋梁、大壩、供水系統(tǒng)等)估計(jì)價(jià)值約60000億美元,而每年用于維修和重建費(fèi)用則高達(dá)3000億美元。當(dāng)前國內(nèi)外許多學(xué)者都主張延長(zhǎng)混凝土工程的設(shè)計(jì)壽命,如橋梁使用壽命按100~125年來設(shè)計(jì),港口工程壽命按100年設(shè)計(jì)等。
2.2.3使用再生骨料和人造骨料
混凝土制備過程將消耗大量砂石。若以每噸水泥生產(chǎn)混凝土?xí)r消耗6~10噸砂石材料計(jì),我國每年將消耗砂石材料48~80億噸。全球已面臨優(yōu)質(zhì)砂石材料短缺的問題,我國不少城市亦將遠(yuǎn)距離運(yùn)送砂石材料。同時(shí),我國每年拆除的建筑垃圾產(chǎn)生的廢棄混凝土約為1360萬噸,新建房屋產(chǎn)生的廢棄混凝土約為4000萬噸,大部分是送到廢料堆積場(chǎng)堆埋。因此實(shí)現(xiàn)再生骨料的循環(huán)利用對(duì)保護(hù)環(huán)境,節(jié)約能源、資源意義十分顯著。因價(jià)格費(fèi)用原因,用廢棄物加工成人造骨料,往往比天然骨料價(jià)格貴,但這種情況將很快改變,因?yàn)樘烊还橇先找娑倘?,而人造骨料的加工技術(shù)逐漸完善和高效。德國、荷蘭、比利時(shí)等國廢棄物再生率已達(dá)50%以上。德國鋼筋混凝土委員會(huì)1998年8月提出了“在混凝土中采用再生骨料的應(yīng)用指南"。日本制定了《再生骨料和再生混凝土使用規(guī)范》,并相繼在各地建立了以處理混凝土廢棄物為主的再生加工廠。2000年要求混凝土的資源再利用率達(dá)到90%以上。日本對(duì)再生混凝土的吸水性、強(qiáng)度、配合比、收縮、抗凍性等進(jìn)行了系統(tǒng)研究。近年來,日本開發(fā)利用城市下水道污泥生產(chǎn)骨料的技術(shù),這種骨料強(qiáng)度達(dá)到了普通河砂的90%,很有利用前景。因?yàn)楹I百Y源豐富,用海砂取代山砂和河砂作混凝土的細(xì)骨料,也是解決混凝土細(xì)骨料資源問題的有效方法。海砂中含有鹽分、氯離子,容易使鋼筋銹蝕,硫酸根離子對(duì)混凝土也有很強(qiáng)的侵蝕作用。此外海砂顆粒較細(xì),切粒度分布均一,很難形成級(jí)配,因此必須先進(jìn)行適當(dāng)處理才能使用。目前已經(jīng)開發(fā)出一些對(duì)海砂中鹽分的處理方法,如:灑水自然清洗法、機(jī)械清洗法、自然放置法等。對(duì)海砂的級(jí)配問題,主要采取摻入粗碎砂的辦法進(jìn)行調(diào)整,使之滿足級(jí)配要求。日本在海砂方面的利用已經(jīng)達(dá)到了工業(yè)化生產(chǎn)的階段,1995年產(chǎn)量達(dá)到5000萬噸以上。
2.2.4與自然環(huán)境協(xié)調(diào)
為了使混凝土與自然環(huán)境相協(xié)調(diào),通過混凝土材料的性能、形狀或構(gòu)造等的設(shè)計(jì),使其具有降低環(huán)境負(fù)荷的能力。例如通過控制混凝土的空隙特征和空隙率,可使混凝土具有良好的透水性、吸音性、蓄熱性、吸附氣體性能等。通過對(duì)混凝土性能和色彩的設(shè)計(jì),使混凝土與植物和諧共生,這類混凝土包括植物適應(yīng)型生態(tài)混凝土、海洋生物適應(yīng)型生態(tài)混凝土和淡水生物適應(yīng)型混凝土,以及凈化水質(zhì)生態(tài)混凝土等。利用建筑廢磚石等材料制成的環(huán)保型綠色混凝土護(hù)砌材料的研制成功,則實(shí)現(xiàn)了在混凝土上長(zhǎng)草的愿望,較好的解決了堤防安全護(hù)砌與保護(hù)自然環(huán)境的矛盾。
2.2.5提高混凝土的機(jī)敏性,使居住環(huán)境更安全
混凝土材料作為各項(xiàng)建筑的基礎(chǔ),其智能化的研究和開發(fā)自然成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。自診斷混凝土、自調(diào)節(jié)混凝土、仿生自愈合混凝土等一系列機(jī)敏混凝土的相繼出現(xiàn),為智能混凝土的研究和發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。機(jī)敏混凝土的特點(diǎn)是具有自適應(yīng)性,能夠感知外界環(huán)境的變化,并根據(jù)外界環(huán)境的變化實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)控制、調(diào)整和修復(fù)材料。機(jī)敏混凝土材料與智能建筑相結(jié)合無疑將為人們提供一個(gè)安全、舒適的生活、學(xué)習(xí)與工作的環(huán)境空間。機(jī)敏混凝土是智能化時(shí)代的產(chǎn)物,它在對(duì)重大土木基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)變的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、損傷的無損評(píng)估、及時(shí)修復(fù)和減輕臺(tái)風(fēng)、地震的沖擊等諸多方面有很大的潛力,對(duì)確保建筑物的安全和長(zhǎng)期的耐久性都極具重要性。
2.3幾種已經(jīng)進(jìn)入生產(chǎn)領(lǐng)域的綠色混凝土
綠色混凝土作為綠色建材的一個(gè)分支,自20世紀(jì)90年代以來,國內(nèi)外科技工作者開展了廣泛深入的研究。涉及的研究范圍包括:綠色高性能混凝土、再生骨料混凝土、環(huán)保型混凝土和機(jī)敏混凝土等。再生骨料混凝土,是指用廢混凝土、廢磚塊、廢砂漿作為骨料,與水泥砂漿拌和而制得的混凝土。環(huán)保型混凝土則是指能夠改善、美化環(huán)境,對(duì)人類與自然的協(xié)調(diào)具有積極作用的混凝土材料。這類混凝土的研究和開發(fā)剛起步,它標(biāo)志著人類在處理混凝土材料與環(huán)境的關(guān)系過程中采取了更加積極、主動(dòng)的態(tài)度。目前所研究和開發(fā)的品種主要有透水、排水性混凝土、綠化植被混凝土和凈水混凝土等。機(jī)敏混凝土是指具有感知、調(diào)節(jié)和修復(fù)等功能的混凝土,它是通過在傳統(tǒng)的混凝土組分中復(fù)合特殊的功能組分而制備的具有本征機(jī)敏特性的混凝土。機(jī)敏混凝土是信息科學(xué)與材料科學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物,其目標(biāo)不僅僅是將混凝土作為具有優(yōu)良力學(xué)性能的建筑材料,而且更注重混凝土與自然的融合和適應(yīng)性。綠色高性能混凝土是混凝土綠色化與高性能化共同發(fā)展的產(chǎn)物,它的日益增加的應(yīng)用能更多地節(jié)約熟料水泥;更多地?fù)郊右怨I(yè)廢渣為主的活性細(xì)摻料;更大地發(fā)揮高性能優(yōu)勢(shì),減少環(huán)境污染。
2.4綠色混凝土發(fā)展的展望
水泥和混凝土工業(yè)別無選擇,必須成為綠色工業(yè)。未來的混凝土將會(huì)以最低的環(huán)境影響滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)的需要。至少在2l世紀(jì)前半階段,水泥和混凝土?xí)^續(xù)作為世界范圍廣泛使用的建筑材料,只不過未來混凝土?xí)c現(xiàn)在有所不同?;炷敛辉谥皇呛?jiǎn)單的使短期利益最大化,而要保持生態(tài)平衡,成為長(zhǎng)遠(yuǎn)有利于于人類的材料。未來的摻和料會(huì)越來越多,會(huì)越來越純,越來越專業(yè)化,所起的作用會(huì)越來越明確。綠色混凝土的種類將不斷增加,功能不斷完善,以適應(yīng)工程實(shí)際的需要。
3綠色高性能混凝土的綜合發(fā)展及應(yīng)用
3.1混凝土綠色化與高性能化的綜合發(fā)展
20世紀(jì)90年代吳中偉院士較早提出綠色高性能混凝土的概念。綠色高性能混凝土(GHPC)具有的特征主要包括:(1)更多地節(jié)約熟料水泥,減少環(huán)境污染;(2)更多地?fù)郊右怨I(yè)廢渣為主的活性細(xì)摻料;(3)更大地發(fā)揮高性能優(yōu)勢(shì),減少水泥和混凝土的用量。作者認(rèn)為所謂“綠色高性能混凝土"就是既具有在環(huán)境影響上的綠色性特征,又具有生產(chǎn)、應(yīng)用上的高性能特征的混凝土。國際上尚統(tǒng)稱高性能混凝土。就實(shí)際應(yīng)用來看,目前綠色高性能混凝土主要指那些大量利用廢渣微粉的高性能混凝土。
3.2綠色高性能混凝土主要生產(chǎn)工藝及其對(duì)性能的影響
生產(chǎn)綠色高性能混凝土的一般技術(shù)途徑是:在常規(guī)材料和生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上,優(yōu)化骨料級(jí)配,減小孔隙率,采用合理的水膠比和水灰比:采用新型高效減水劑減少混凝土的單方用水量。增大坍落度和控制坍落度的經(jīng)時(shí)損失:采用適當(dāng)摻量的超細(xì)礦物粉料,或超細(xì)復(fù)合礦物粉摻和料。
3.2.1影響混凝土攪拌質(zhì)量的因素
混凝土攪拌機(jī)的形式和其旋轉(zhuǎn)速度;混凝土攪拌機(jī)的加料容量與拌筒幾何容積的比率;攪拌葉片和襯板的磨損狀況;各種組合材料的加料程序。
3.2.2材料計(jì)量
一般計(jì)量器自身的精度都能達(dá)到0.1%~O.5%,但由于物料下落時(shí)的沖擊,計(jì)量達(dá)不到這樣的精確度。按照《混凝土攪拌站(樓)技術(shù)條件GBl0172-88》的規(guī)定。計(jì)量誤差對(duì)混凝土強(qiáng)度影響很大,特別是水灰比計(jì)量精度,因?yàn)閺?qiáng)度與水灰比是線性關(guān)系。
3.2.3單階式攪拌樓工藝流程
單階式攪拌樓中,材料經(jīng)一次提升進(jìn)入貯料斗,然后靠自重下落經(jīng)過各個(gè)工序。砂、石骨料裝在地面上的大型貯筒內(nèi),經(jīng)水平、傾斜皮帶輸送機(jī)運(yùn)送到攪拌樓最高點(diǎn)的回轉(zhuǎn)漏斗中,由回轉(zhuǎn)漏斗分配到預(yù)定的骨料貯存斗內(nèi)。水泥由水泥筒倉經(jīng)過一條由螺旋輸送機(jī)和斗式提升機(jī)組成的封閉通道進(jìn)入水泥貯料斗。添加劑和攪拌用水通過泵送入攪拌樓頂部的水箱和添加劑箱。計(jì)量開始后,砂、石、水泥、水、添加劑經(jīng)各自的稱量斗按預(yù)定的比例稱量后進(jìn)入攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌,攪拌好的混凝土被卸入攪拌樓底層的混凝土貯料斗,最后由混凝土貯料斗將攪拌好的混凝土卸入混凝土運(yùn)輸機(jī)械中。單階式工藝流程合理,生產(chǎn)率高,但設(shè)備高,因而投資大,一般攪拌樓多采用這種形式。
3.2.4雙階式攪拌站工藝流程
雙階式攪拌站中,物料須經(jīng)二次提升,骨料、水泥等分別一次提升進(jìn)入貯料斗,靠重力下落分別進(jìn)行稱量,經(jīng)二次提升進(jìn)入攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌,攪拌好的混凝土被卸入攪拌站底層的混凝土貯料斗,最后由混凝土貯料斗將攪拌好的混凝土卸入混凝土運(yùn)輸機(jī)械中。雙階式物料經(jīng)兩次提升,生產(chǎn)效率低,但設(shè)備高度低,投資少,一般攪拌站多采用這種形式。
3.2.5攪拌站(樓)的控制系統(tǒng)
由上位管理計(jì)算機(jī)、下位控制計(jì)算機(jī)及通信連接部分組成。上位機(jī)系統(tǒng)包括工控微機(jī)、鍵盤、顯示器和打印機(jī);下位系統(tǒng)包括可編程序控制器及其擴(kuò)展模塊。上位機(jī)主要實(shí)現(xiàn)工作過程的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè),使操作人員及時(shí)了解整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài),保存工作參數(shù),統(tǒng)計(jì)混凝土產(chǎn)量和物料消耗量,實(shí)時(shí)提供生產(chǎn)過程中的聲光報(bào)警和畫面,以及各種數(shù)據(jù)的輸入修改等。除屏幕顯示外,.還可打印各種表格數(shù)據(jù)。下位機(jī)的主要功能為:對(duì)生產(chǎn)流程實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制。各秤設(shè)有調(diào)零輸入,能自動(dòng)去除皮重,自動(dòng)修正落差(落差是指?jìng)}門關(guān)閉瞬間稱量斗中料量和最后穩(wěn)定時(shí)稱量斗中料重的差值)??扇我庠O(shè)定倉門開門順序及選用輸送機(jī)。具備完整的自鎖、互鎖功能和報(bào)警、停機(jī)功能。
3.2.6影響混凝土質(zhì)量的有關(guān)因素
骨料粒徑必須在攪拌機(jī)許可范圍內(nèi);控制器室溫應(yīng)保持在25℃以下,以免電子元件因溫度而影響靈敏度和精確度。停機(jī)前先卸載,將物料全部輸送出來,不可殘留任何物料;作業(yè)后應(yīng)清潔、沖洗相關(guān)系統(tǒng)。稱量系統(tǒng)的刀座、刀口應(yīng)清洗干凈,確保稱量精度。
3.2.7泵送混凝土的性能要求
膠凝材料含量是影響管道內(nèi)輸送阻力的主要因素,含量不宜過少,一般不宜少于300kg/m3。水灰比或水膠比對(duì)混凝土和易性影響較大,而和易性不僅影響混凝土的流動(dòng)阻力,也影響泵送效率。水膠比小,和易性差,流動(dòng)阻力大;水膠比過大,泵送時(shí)容易造成離析和堵管。砂率過大,骨料的總面積及空隙率增大,使混凝土流動(dòng)性差,泵送性能差。反之砂漿量不足,影響混凝土的粘聚性和保水性,產(chǎn)生脫水現(xiàn)象,導(dǎo)致堵管。坍落度對(duì)混凝土的可泵性影響極大。坍落度低,泵送阻力大,容易堵管;坍落度過高,也容易離析堵管。加氣劑、減水劑等外加劑可有效改善混凝土可泵性,但必須注意其合理的摻量。
“剛到玉溪的第一感覺,我真想哭!”這是玉溪市公路總段總段長(zhǎng)王新華形容初到玉溪時(shí)的感受。
他回憶2011年剛到玉溪時(shí),玉溪大部分混凝土路面支離破碎,而養(yǎng)護(hù)資金卻少得可憐,一次他到一個(gè)站所去查看職工的工作和生活情況,走進(jìn)養(yǎng)護(hù)站之后,他推開職工的廚房,發(fā)現(xiàn)廚房里除了米和油之外,其他一無所有。
看到管理站所冷清的情況和破損的路面,王新華決意改變這一狀態(tài)。
在他上任之后,首先對(duì)侯家溝管理所荒地進(jìn)行開發(fā)利用,在已有基礎(chǔ)上擴(kuò)大規(guī)模,平整菜地2畝,建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化豬圈7間,生態(tài)雞、鵝養(yǎng)殖基地1.5畝。為確?;氐纳鷳B(tài)化和產(chǎn)品的質(zhì)量,實(shí)行種植養(yǎng)殖專人責(zé)任制。
在王新華的悉心打造下,玉溪的公路管理站所煥發(fā)出了新的生機(jī),在侯家溝管理所,走進(jìn)基地后首先看到的就是葫蘆長(zhǎng)蔓,一個(gè)個(gè)喜人的葫蘆從架子上探出頭,好像在和人們打招呼。
另一個(gè)絲瓜架上,半米多長(zhǎng)的絲瓜從瓜架上垂下來,走路不小心就會(huì)和絲瓜來個(gè)親密接觸。
搭成的景觀長(zhǎng)廊往里走,最醒目的就是幾個(gè)蔬菜大棚,茄子、西紅柿、黃瓜、辣椒等蔬菜四季不斷,大蔥、韭菜、白菜在不同地塊上輪番種植,不用農(nóng)藥化肥的蔬菜顏色油亮喜人,每天職工們吃的菜就來自大棚。
彩鋼瓦搭起的豬舍和雞舍內(nèi)設(shè)排水通道,動(dòng)物們可以天天洗洗澡,每天不同時(shí)段播放或輕柔或高亢的音樂,讓動(dòng)物們每天在“音樂美食”中快樂成長(zhǎng)?!爸晃共撕图Z食,一粒飼料都不讓它們吃。豬圈的面積大,能讓豬在里面開運(yùn)動(dòng)會(huì);雞舍空地輪番種菜,就讓雞群邊散步邊找吃的,在有限的地方養(yǎng)出生態(tài)雞。”
在王新華眼里,侯家溝管理所的劉偉是玉溪總段的大能人,“除了電腦不會(huì),其他都會(huì)。”王新華對(duì)劉偉給予了極高的評(píng)價(jià)。
侯家溝管理所還特意為劉偉設(shè)立了一個(gè)工作室,記者到侯家溝管理所采訪的時(shí)候,劉偉在他的工作室內(nèi)揮毫寫下了“天道酬勤”幾個(gè)大字,筆鋒剛健有力,如果他不表明身份,你很難想象他其實(shí)是一名公路養(yǎng)護(hù)工人。
為鼓勵(lì)職工把副業(yè)基地管好,讓職工能吃到生態(tài)菜、放心油,王新華要求4人年均養(yǎng)殖一頭豬、20只雞,種植200斤蔬菜,實(shí)現(xiàn)食堂肉食、蔬菜80%以上自給自足。
職工進(jìn)食堂,3至4塊錢可以吃到一葷兩素一湯。食堂辦好了,職工在食堂吃飯的時(shí)間越來越多,領(lǐng)導(dǎo)和職工坐在了一張桌子上,干群關(guān)系更和諧,職工幸福感更強(qiáng)烈。
“花怡人、果香甜”。不管是江川縣侯家溝管理所還是在通海縣象山管理所,映入眼簾的都是一遍翠綠色,高架子上葫蘆一個(gè)個(gè)爭(zhēng)先恐后從綠蔓藤中探出腦袋,每一壟菜地里的蔬菜長(zhǎng)勢(shì)正好。
走進(jìn)通海公路管理段象山管理所,立體種植和無土化栽培最吸引人注意,一排排的架子上種著火龍果、石榴、柿子等水果,架子底下栽種蔬菜。
“下一步準(zhǔn)備在這里建一個(gè)百藥園!”在象山管理所的亭子下,王新華拿著一顆剛從果園里摘來的長(zhǎng)壽果笑著說,數(shù)量有限,一人只能吃一顆。
在象山管理所里,職工還養(yǎng)了一條狗,在狗舍的墻上,職工還給這條狗取名叫“勇士”。
在王新華的指導(dǎo)下,玉溪各個(gè)管理所建設(shè)得既像公園又像農(nóng)場(chǎng),好看、好吃、好玩,讓人流連忘返。
“原來站所的職工,還沒下班就想著能不能按時(shí)回家,但現(xiàn)在的職工下班了還不想回家?!边@是玉溪市公路總段各個(gè)站所在短短的3年時(shí)間里的巨變。
會(huì)工作也要會(huì)生活
在采訪王新華的過程中,他嘴里時(shí)常冒出一些非常好笑的段子,“十個(gè)道班九個(gè)憨,還有一個(gè)被車撞翻?!彪m然這是一種調(diào)侃,但從他嘴里說出顯得特別有趣。
也正因?yàn)檫@樣,他要求職工必須懂三會(huì):會(huì)養(yǎng)路、會(huì)養(yǎng)生、會(huì)安全。
在職工活動(dòng)室里,有一條標(biāo)語特別醒目:“每天鍛煉1小時(shí),健康工作30年,幸福生活一輩子?!边@是王新華的生活理念,也是對(duì)職工的一種期許。
王新華要求領(lǐng)導(dǎo)帶頭打乒乓球,職工們?nèi)司刻煲恍r(shí)打乒乓球,堅(jiān)持下去的效果很明顯,用職工的話說,胖的瘦了,瘦的結(jié)實(shí)了。這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)帶來的不僅是職工身體素質(zhì)的提高,更重要的是運(yùn)動(dòng)過程中職工的參與意識(shí),人與人的協(xié)作意識(shí)也得到了提升。職工和領(lǐng)導(dǎo)都可以互相邀請(qǐng),互相切磋技藝,在笑聲中大家的隔閡沒有了。
針對(duì)職工常見的高血壓、高血糖等病例,王新華定期邀請(qǐng)專家到總段開辦講座,教職工預(yù)防知識(shí)和養(yǎng)生方法。
“家人少受累,自己少受罪,減少醫(yī)藥費(fèi),造福全社會(huì)?!边@些順口溜從王新華的嘴里說出來之后,體現(xiàn)了他對(duì)職工健康的重視,對(duì)生活的熱愛,對(duì)職工的關(guān)心和負(fù)責(zé)。
有管理站所基地生產(chǎn)出來的優(yōu)質(zhì)生態(tài)菜,如何把它轉(zhuǎn)化成職工餐桌上的美味,王新華想了不少辦法。
2012年8月,總段以職工拿手菜大賽的形式挖掘人才,確保職工在食堂吃得比在家里好。
比賽內(nèi)容分為中餐熱菜(冷拼)、中餐面點(diǎn)、中餐早點(diǎn)三個(gè)類別,來自基層的70多名職工現(xiàn)場(chǎng)比拼,發(fā)現(xiàn)手藝好的職工聘為廚師。比賽不僅要求在規(guī)定時(shí)間內(nèi)做出色香味俱全的菜品,還要考核他們操作的規(guī)范性和對(duì)健康、養(yǎng)生的認(rèn)識(shí)。表現(xiàn)好的廚師還擔(dān)負(fù)著講師的責(zé)任,輪流到總段食堂跟班培訓(xùn)其他廚師,上教下學(xué)、下教上學(xué),保證整體廚藝水平。
為改善全總段每個(gè)食堂的品質(zhì),總段還投入資金統(tǒng)一采購冷柜、消毒柜、炊具、餐具,讓一線的職工一下班就能吃到可口的飯菜。為把副業(yè)基地生產(chǎn)出來的優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品用好,總段還要求食堂因地制宜制作各種泡菜??偠芜€購買榨油設(shè)備,自己動(dòng)手生產(chǎn),杜絕地溝油流向職工餐桌。
職工食堂做出來的飯菜,雖然都是些家常菜,但因?yàn)樵牧系木G色生態(tài),吃起來格外香甜。
技術(shù)“牛人”不吹牛
讓職工會(huì)生活是王新華的理念,但技術(shù)攻關(guān)卻是他的特長(zhǎng),他在怒江擔(dān)任總段長(zhǎng)的時(shí)候,3年沒有動(dòng)用大型設(shè)備來養(yǎng)護(hù)路,這是他最值得驕傲的事情。
“一旦動(dòng)用大型設(shè)備,那么養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi)就會(huì)隨之猛漲。”王新華在公路上30多年的經(jīng)歷,既讓他擁有了豐富的養(yǎng)路經(jīng)驗(yàn),同時(shí)也形成他自己獨(dú)到的技術(shù),而在這些技術(shù)中,其中四項(xiàng)也就申報(bào)國家專利。
當(dāng)然,這也是他愛思考的原因。他在一次探討路面損毀的原因時(shí),很多人都認(rèn)為,超載是導(dǎo)致公路損害的最主要原因,王新華一聽不樂意了,他說:“同樣的一條公路,有的路段好,有的路段壞,難道在好的路段超載車是飛過去的嗎?”他通過多方實(shí)踐,認(rèn)為公路損毀的罪魁禍?zhǔn)自谟凇八?。路面有裂紋之后,水滲透下去,不要說貨車,就是自行車也能產(chǎn)生破壞作用。
玉溪境內(nèi)有2026公里的混凝土路面,這些水泥路大都興修于上世紀(jì)90年代,隨著使用年限的增加和車輛超載狀況加劇,路面受損后,受養(yǎng)護(hù)資金制約,道路越來越“爛”。
他剛到玉溪時(shí),玉溪整個(gè)路面幾乎沒有好路,但他在玉溪市委、市政府的會(huì)議上拍著胸脯承諾,保證玉溪10年內(nèi)沒壞路。
聽完他的表態(tài),很多人覺得這個(gè)“牛”吹得有點(diǎn)大,但在王新華看來,這不是吹牛,他完全有這個(gè)能力。
本文主要從綠色生態(tài)混凝土的方向切入,介紹了綠色生態(tài)混凝土的研究背景和意義,簡(jiǎn)明的闡述了綠色生態(tài)混凝土的定義。在上綠色生態(tài)混凝土的作了不同角度的社會(huì)價(jià)值定位并例舉相關(guān)案例。全文對(duì)綠色生態(tài)混凝土相關(guān)理論進(jìn)行了深入研究,著重闡述了綠色生態(tài)混凝土的社會(huì)應(yīng)用,最后揭示了綠色生態(tài)混凝土的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
關(guān)鍵詞:綠色;生態(tài);混凝土
中圖分類號(hào): B845 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
引言
混凝土是目前世界上用量最多、應(yīng)用最廣泛的人工制備的建筑材料,隨著建筑業(yè)的迅速發(fā)展,對(duì)混凝土的需求也日益增大,2009年水泥用量達(dá)到16.5億t,用其制備的混凝土產(chǎn)量超過30億m3,消耗了大量的資源和能源。自2009年哥本哈根聯(lián)合國氣候變化會(huì)議召開以來,“低碳”一詞已成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。作為工程建設(shè)中不可或缺的建筑材料——混凝土,無論從選材方面,還是在生產(chǎn)、管理方面,仍處于高資源消耗、高排放的階段,混凝土資源的有效使用直接關(guān)系到能源、資源消耗和生態(tài)環(huán)境保護(hù)等國家重大戰(zhàn)略問題,是需要迫切研究的重大課題。如果能在混凝土的產(chǎn)量日益增加的發(fā)展過程中,通過技術(shù)、管理等手段發(fā)展“綠色生態(tài)混凝土”,將會(huì)給社會(huì)帶來巨大效益。
發(fā)展色生態(tài)混凝土能夠適應(yīng)生物生長(zhǎng)、對(duì)調(diào)節(jié)生態(tài)平衡、美化環(huán)境景觀、實(shí)現(xiàn)人類與自然的協(xié)調(diào)具有積極作用的混凝土材料。通過發(fā)展綠色生態(tài)混凝土,走循環(huán)經(jīng)濟(jì)的這一途徑,將生態(tài)資源和能源減化利用、綠色生產(chǎn)、循環(huán)使用等融為一體,在循環(huán)經(jīng)濟(jì)下構(gòu)件綠色化、生態(tài)化的混凝土產(chǎn)業(yè)體系,推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展。為將來人們的家園,創(chuàng)造良好生活環(huán)境。
綠色生態(tài)混凝土的定義
1995 年,日本混凝土協(xié)會(huì)與生態(tài)混凝土研究委員會(huì)在環(huán)境協(xié)調(diào)性材料概念的基礎(chǔ)上,提出“生態(tài)混凝土(EcologicalConcrete)的概念,又稱環(huán)保型混凝土、生態(tài)環(huán)境友好型混凝土(Environmentally Friendly Concrete)。生態(tài)混凝土是能夠適應(yīng)生物生長(zhǎng)、對(duì)減輕地球環(huán)境負(fù)荷、調(diào)節(jié)生態(tài)平衡、美化環(huán)境景觀、實(shí)現(xiàn)人類與生態(tài)體系協(xié)調(diào)發(fā)展具有積極作用的混凝土材料。與生態(tài)混凝土相類似的一個(gè)概念是綠色混凝土(GreenConcrete)。綠色混凝土是具有環(huán)境協(xié)調(diào)性和自適應(yīng)特性的混凝土。其中,環(huán)境協(xié)調(diào)性是指對(duì)資源和能源消耗少、對(duì)環(huán)境污染小和循環(huán)再利用率高;自適應(yīng)特性是指具有滿意的使用性能,能夠改善環(huán)境,具有感知、調(diào)節(jié)和修復(fù)等機(jī)敏特性?!吧鷳B(tài)”混凝土與“綠色”混凝土概念類似,但是“綠色”的涵義可理解為:節(jié)約資源、能源;不破壞環(huán)境,更有利于環(huán)境;可持續(xù)發(fā)展,既滿足當(dāng)代人的需求,又不危害子孫后代,且能滿足其需要。而“生態(tài)”更強(qiáng)調(diào)的是混凝土材料本身直接“有益”于生態(tài)環(huán)境。
所以,綠色生態(tài)混凝土可以定義為:這是一類特種混凝土,是通過材料研選、采用特殊工藝制造出來的具有特殊結(jié)構(gòu)與表面特性的混凝土,對(duì)資源和能源消耗少;與自然生態(tài)系統(tǒng)相協(xié)調(diào),對(duì)環(huán)境的負(fù)荷小,能夠主動(dòng)改善環(huán)境;非再生資源的循環(huán)再利用率高;具有滿意的使用性能,包括力學(xué)性能、耐久性能和功能性。
綠色生態(tài)混凝土的經(jīng)濟(jì)價(jià)值及社會(huì)效益
3.1 綠色生態(tài)混凝土的經(jīng)濟(jì)價(jià)值
綠色生態(tài)混凝土的經(jīng)濟(jì)價(jià)值主要體現(xiàn)在,我們以很少的能源和資源去生產(chǎn)混凝土,并且循環(huán)使用,形成一個(gè)良好的循環(huán)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn) “生態(tài)化、綠色化”的概念,以此帶來經(jīng)濟(jì)價(jià)值。并且綠色生態(tài)混凝土不僅能給推動(dòng)礦產(chǎn)資源產(chǎn)業(yè)、建材生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)和建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,還與燃料、電力及其他重要原料有著供應(yīng)關(guān)系,以及煤炭、電力、冶金和化工等基礎(chǔ)工業(yè)也相互關(guān)聯(lián)。這樣一來,在這個(gè)循環(huán)系統(tǒng)中有著一個(gè)非常重要的地位,有著支撐和協(xié)同的作用,與其他產(chǎn)業(yè)共同發(fā)展。
綠色生態(tài)混凝土可以用很少的成本去創(chuàng)造很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。不僅節(jié)省成本,還可以節(jié)約有限的資源。在混凝土行業(yè)里,會(huì)制造出很多“廢品”,處理這些也需要花費(fèi)相當(dāng)一筆費(fèi)用。綜上所述可知,綠色生態(tài)混凝土的發(fā)展能夠極大地促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展,是可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。
3.2混凝土的社會(huì)效益
目前,混凝土的使用是世界上用途最廣、用量最大的建筑材料。它在建筑工程中、搭建橋梁、水利工程以及其他藝術(shù)性建筑的工程中起著不可替代的作用。在我們的社會(huì)中,帶來相當(dāng)大的社會(huì)效益,因此,我們非常重視混凝土行業(yè)的發(fā)展。混凝土從研制----生產(chǎn)----使用,已經(jīng)經(jīng)歷了將近200的發(fā)展歷史。預(yù)拌混凝土的使用在于攪拌,是混凝土生產(chǎn)行業(yè)從粗放型的生產(chǎn)到集約型的生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變,由此可以體現(xiàn)混凝土行業(yè)生產(chǎn)混凝土的專業(yè)化、商品化和社會(huì)化。這是混凝土行業(yè)依靠科技改變混凝土的生產(chǎn)方式,提高混凝土生產(chǎn)的效率,是混凝土行業(yè)工業(yè)化的一次重大改革,體現(xiàn)顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
3.3綠色生態(tài)混凝土柳州竹鵝溪泵站工程的案例
我國有一案例,成功地在柳州竹鵝溪泵站工程中使用了綠色生態(tài)混凝土,就是柳州竹鵝溪泵站工程。
柳州竹鵝溪泵站主體由防洪堤、涵閘、泵房三部份組成。其中防洪堤為重力式混凝土結(jié)構(gòu),長(zhǎng)300m,底寬最大為17143m,堤高最大為29m,基底墊層為500mm厚C13混凝土,堤身為C8 混凝土。涵閘三孔凈尺寸寬×高為315m×710m,長(zhǎng)89m,洞身為C18混凝土,基底墊層為C8混凝土。泵房長(zhǎng)×寬為: 72m × 21m,高28m,下部為鋼筋混凝土墩墻結(jié)構(gòu),上部為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),底板墊層為C8,其他部位為C18混凝土。混凝土總量6萬m3。由于采用綠色混凝土進(jìn)行泵送施工,確保了工期,也實(shí)現(xiàn)了文明施工。共制作混凝土抗壓試塊:C8,121組;C13,19組;C18,135組,平均強(qiáng)度分別為1413MPa、18MPa、2411MPa,強(qiáng)度保證率都大于98%,強(qiáng)度離差系數(shù)都是0108,各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到混凝土質(zhì)量評(píng)定優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)?;炷涟韬显u(píng)定,混凝土評(píng)定質(zhì)量和外觀質(zhì)量也達(dá)到了優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)。
由于綠色生態(tài)混凝土摻入大量的粉煤灰,使水泥用量明顯降低,本項(xiàng)研究的綠色生態(tài)混凝土水泥用量與廣西97水工定額純混凝土泵送配合比水泥用量相比,水泥用量降低27 %~38 %。單方綠色生態(tài)混凝土水泥降低量分別為: C8, 103kg/ m3 ; C13, 73kg/ m3; C18,110kg/ m3?;炷僚浜媳葐蝺r(jià)因水泥及其他材料變化而比原定額混凝土配合比單價(jià)也明顯降低。其中,C8降低額為12110元/ m3,降低率為12176 %;C13降低額為14186元/m3,降低率14186 %;C18降低額為13112元/ m3,降低率為12115%??梢娊?jīng)濟(jì)效益頗為顯著,同時(shí)有利于環(huán)境保護(hù)和粉煤灰的綜合利用。并且,由于采用綠色生態(tài)混凝土泵送施工,不僅確保了工期、質(zhì)量和安全,而且實(shí)現(xiàn)了文明施工。竹鵝溪泵站工程被廣西水電廳評(píng)為1998 年度“文明工地”,社會(huì)效益顯著。
以上案例體現(xiàn)綠色生態(tài)混凝土的節(jié)能效益和環(huán)境保護(hù)效益。工程應(yīng)用表明,綠色混凝土可以節(jié)約27%~38%的水泥用量,但其更大的價(jià)值在于環(huán)境保護(hù)效益。綠色混凝土可以節(jié)省能源并且減少污染排放,走可持續(xù)發(fā)展道路。不但可以推動(dòng)我國其他各行業(yè)的發(fā)展,并且還能緩解一些重要行業(yè)緊張的局面。
結(jié)論
本文較完整的分析了當(dāng)前混凝土行業(yè)所面臨的最大問題——環(huán)境問題,為了解決這個(gè)問題,提出了“綠色生態(tài)混凝土”這一概念。綠色生態(tài)水泥混凝土是今后水泥混凝土行業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì),這樣才能使水泥混凝土行業(yè)走向可持續(xù)發(fā)展的道路。研究綠色生態(tài)水泥混凝土材料和技術(shù)無疑是今后水泥混凝土行業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)。在我們已經(jīng)付出了沉重的環(huán)境代價(jià)后的今天,讓水泥混凝土行業(yè)走向可持續(xù)發(fā)展的道路是我們行業(yè)發(fā)展的必然選擇。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:水泥就地再生;二灰土;配合比設(shè)計(jì);施工工藝
中圖分類號(hào):U215.14 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
0概述
隨著使用期的延長(zhǎng),我國的高等級(jí)道路大量進(jìn)入維修養(yǎng)護(hù)時(shí)期,維修養(yǎng)護(hù)、翻修重建的任務(wù)越來越重。因此,高等級(jí)公路因維修每年會(huì)產(chǎn)生大量的廢舊混合料。為了充分發(fā)揮舊瀝青混合料的“剩余價(jià)值”,促進(jìn)舊路面材料的循環(huán)利用,保護(hù)生態(tài)環(huán)境,減少資源浪費(fèi),我們要大量推廣公路再生應(yīng)用技術(shù)。水泥就地再生二灰土技術(shù)作為其中一種再生技術(shù),通過摻加水泥對(duì)回收舊路面銑刨材料進(jìn)行再生利用,形成半柔性基層,可以有效避免半剛性基層引起的結(jié)構(gòu)病害,并且能有效解決廢舊材料的浪費(fèi)和污染問題。
1水泥就地再生二灰土技術(shù)優(yōu)勢(shì)
水泥就地再生二灰土技術(shù)具有良好的優(yōu)勢(shì)和效益,具體體現(xiàn)如下:
(1)水泥就地再生二灰土技術(shù)充分利用回收銑刨材料,解決了瀝青路面翻修所產(chǎn)生的大量廢料的浪費(fèi)和環(huán)境污染問題,符合我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中廢物資源化的要求。
(2)能及時(shí)使舊公路得以修復(fù),從而改善道路狀況,提高公路運(yùn)輸能力,保證行車舒適安全。
(3)百分比利用銑刨料,利用效率高。
(4)減少施工中大量原材料的運(yùn)輸,節(jié)省了投資,降低了工程造價(jià)。
2水泥就地再生二灰土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)
二灰土再生混合料初期強(qiáng)度較低,壓實(shí)后空隙率較高,吸水率較大,穩(wěn)定性是二灰土混合料的薄弱環(huán)節(jié),但是二灰土再生層作為結(jié)構(gòu)層,需要具有一定的強(qiáng)度和承載力,因此水泥再生二灰土的組成設(shè)計(jì)主要考慮其壓實(shí)度和強(qiáng)度。
2.1原材料性質(zhì)分析
(1)回收料
舊路面回收料為二灰土銑刨料,其主要性質(zhì)如表1所示。
表1 回收二灰土檢測(cè)結(jié)果
根據(jù)JTJ 034—2000《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》中3.2.2的規(guī)定,水泥穩(wěn)定土用作高速公路和意見公路底基層時(shí),細(xì)粒土液限不應(yīng)超過40,塑性指數(shù)不應(yīng)超過17,實(shí)際工程中宜選用塑性指數(shù)小于12的土。由檢測(cè)結(jié)果可見,回收二灰土液限及塑性指數(shù)已超過規(guī)范要求。根據(jù)JTJ 034—2000《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》中3.2.5的規(guī)定,有機(jī)質(zhì)含量超過2%的土,必須先用石灰進(jìn)行處理,悶料一夜后再用水泥穩(wěn)定。
(2)水泥
水泥采用銀盾牌P·S·A 42.5水泥拌制混合料。試驗(yàn)結(jié)果表明,該水泥的抗壓、抗折強(qiáng)度及凝結(jié)時(shí)間滿足規(guī)范要求。
(3)外加集料
對(duì)于再生混合料而言,在性能滿足要求的前提下,調(diào)整級(jí)配是加入的新集料越少越好,這樣舊料再生利用的優(yōu)勢(shì)也就越明顯。本文研究中,新料的摻加規(guī)格為10~30mm,且新集料滿足相應(yīng)規(guī)范要求。
2.2水泥再生二灰土配合比設(shè)計(jì)
根據(jù)設(shè)計(jì),水泥再生二灰土配合比原材料比定為回收二灰土:碎石(10~30mm)=70:30。混合料級(jí)配設(shè)計(jì)結(jié)果見表3所示。
表3水泥再生二灰土混合料級(jí)配設(shè)計(jì)表
重型擊實(shí)和振動(dòng)壓實(shí)方法確定的混合料最佳含水量、最大干密度結(jié)果見表4。
表4 水泥再生二灰土混合料重型擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果
將不同水泥劑量混合料在重型擊實(shí)試驗(yàn)方法確定的最佳含水量和最大干密度下,用靜壓成型圓柱形試件,結(jié)果如表5。
表5水泥再生二灰土混合料7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度
比較95%保證率的值Rc0.95和設(shè)計(jì)強(qiáng)度值Rd,水泥劑量取6.0%,7.0%時(shí),靜壓壓實(shí)成型試件的95%保證率的值Rc0.95均大于底基層設(shè)計(jì)強(qiáng)度值Rd≥1.5MPa,從工程質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性考慮,依據(jù)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果,路面底基層水泥再生二灰土混合料的配比為水泥:(碎石:銑刨料)=6:(30:70)。
水泥再生二灰土的目標(biāo)配合比結(jié)果見表6所示:
表6水泥再生二灰土混合料配合比設(shè)計(jì)結(jié)果
3水泥就地再生二灰土施工工藝
水泥就地再生二灰土技術(shù)的施工工序?yàn)殂娕贉?zhǔn)備下承層施工測(cè)量放樣、掛線清除雜物銑刨加入水泥就地再生平地機(jī)找平壓實(shí)養(yǎng)生。
再生前,先清除二灰層頂面雜物,并對(duì)彈軟處進(jìn)行處理。根據(jù)再生深度、寬度、干密度等計(jì)算每平方米新集料、水泥等用量。
考慮摻加石灰?guī)r碎石后,再生層厚度會(huì)有所增加,為保證再生后頂面高程符合要求,施工前需要對(duì)原二灰土層進(jìn)行部分銑刨,銑刨深度根據(jù)石灰?guī)r摻配比例及試驗(yàn)段確定。
啟動(dòng)再生設(shè)備,按照設(shè)定再生深度對(duì)二灰土層進(jìn)行再生。再生機(jī)組必須緩慢、均勻、連續(xù)的進(jìn)行再生作業(yè),不得隨意變更速度或者中途停頓,再生施工速度宜為3~8m/min。
采用再生機(jī)進(jìn)行拌和,拌合遍數(shù)不宜少于2遍。拌和后的再生混合料須滿足下列要求:①二灰土塊應(yīng)盡可能粉碎,土塊最大尺寸不應(yīng)大于15mm;②10mm~30mm碎石應(yīng)分布均勻。
壓路機(jī)的起步和制動(dòng)做到慢速起動(dòng),慢速剎車。嚴(yán)禁在剛完成或正在碾壓的路段上“調(diào)頭”或急剎車。對(duì)由于碾壓過程中出現(xiàn)的擁包,用人工或平地機(jī)刮平處理,再繼續(xù)碾壓,碾壓過程中,如有“彈簧”、松散、起皮等現(xiàn)象,及時(shí)翻開重新拌和(加適量的水泥)或用其他方法處理,使其達(dá)到質(zhì)量要求。
4結(jié)論
水泥再生二灰土的組成設(shè)計(jì)考慮的關(guān)鍵指標(biāo)為其壓實(shí)度和強(qiáng)度。
工程質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性考慮,依據(jù)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果,路面底基層水泥再生二灰土混合料的配比為水泥:(碎石:銑刨料)=6:(30:70)。
(3)水泥就地再生二灰土技術(shù)的施工工序?yàn)殂娕贉?zhǔn)備下承層施工測(cè)量放樣、掛線清除雜物銑刨加入水泥就地再生平地機(jī)找平壓實(shí)養(yǎng)生。
參考文獻(xiàn):
[1]張海龍. 廢舊瀝青路面瀝青完全再生利用技術(shù)的研究與展望[G ]. 第一屆全國公路科技創(chuàng)新高層論壇論文集, 20021.
裂縫不是一開始就出現(xiàn),最常見的情況是在第一個(gè)冬季。水泥砼受溫降影響,變形縫張開,并帶動(dòng)上層瀝青砼受拉而開裂。例如,如果公路路面面層為多層瀝青砼,總厚度達(dá)26CM,基層為雙層水泥砼(15CM+18CM),開放交通后第一年,面層裂縫間距為30~40M,第二年由變成了15~20M一道裂縫。為了排除這種反射裂縫,人們做了很多有益的嘗試:鋪設(shè)各種形式的隔離層、薄膜;加厚瀝青厚度;設(shè)置鋼筋網(wǎng)片等。然而,正如實(shí)踐中指出的那樣,上述那些方法都不敢保證不再出現(xiàn)反射裂縫,往往在1~3年間,就又出現(xiàn)這種裂縫。不僅如此,即使采用鋼筋砼或加筋砼路面,也難逃裂縫厄運(yùn),只不過裂縫可能少些、窄些,時(shí)間延遲些。
2破碎水泥砼板
目前,這種技術(shù)已成為解決的主要手段。然而事實(shí)證明,這種辦法仍不能保證瀝青砼表層不出現(xiàn)溫度裂縫,盡管寬度較窄。還有一種做法:在碾壓過的舊水泥砼板上再加鋪一層20CM厚的碎石層,作為阻斷反射裂縫的隔離層。盡管還有各種各樣的間斷反射裂縫的隔離層。盡管還有各種各樣的問題存在,但用瀝青砼覆蓋修復(fù)水泥砼路面的辦法仍在進(jìn)行。試圖完全消除下臥的水泥砼板的溫度縫、縫的影響,人們采用了把水泥板粉碎成小塊的辦法,甚至擊碎成碎石那么大的尺寸,這樣就可以消除砼板的影響。借助現(xiàn)代化錘擊設(shè)備和振動(dòng)機(jī)械可以實(shí)現(xiàn)對(duì)砼板的破碎。目前已廣泛采用的高頻低幅破碎車就可以把水泥砼板破碎成要求的大小。軋碎的砼塊仍記得自己的“出生地”,它們?cè)夭粍?dòng)的排列成各種抽象的圖案。
3水泥砼路面的優(yōu)勢(shì)
【關(guān)鍵詞】市政道路設(shè)計(jì);路面設(shè)計(jì);路基排水;路面結(jié)構(gòu)
1、 引言
對(duì)于道路的路面及其路基設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)根據(jù)道路使用要求及沿線氣候、水文、地質(zhì)等自然條件、施工條件、材料來源,密切結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行路面技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合設(shè)計(jì)。本著技術(shù)先進(jìn)、合理選材、方便施工、利于養(yǎng)護(hù)、安全適用、經(jīng)濟(jì)合理的原則進(jìn)行路面設(shè)計(jì)。
2、 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)《公路自然區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)》(JTJ003-86),設(shè)計(jì)市政道路位于Ⅳ7(華南沿海臺(tái)風(fēng)區(qū))。路面設(shè)計(jì)采用雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性連續(xù)體系理論,以設(shè)計(jì)彎沉值和瀝青層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo),計(jì)算路面結(jié)構(gòu)厚度。路面設(shè)計(jì)采用以雙輪組單軸軸載100kN為標(biāo)準(zhǔn)軸載。瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)使用年限15年,水泥混凝土路面設(shè)計(jì)使用年限30年。
2.2路面類型比選論證
市政道路常用的路面結(jié)構(gòu)類型有兩種,即水泥混凝土路面和瀝青混凝土路面。選擇何種路面類型,應(yīng)從使用要求、交通量大小及組成、當(dāng)?shù)氐臍夂蚝妥匀画h(huán)境、路基條件、材料供應(yīng)、施工及維修養(yǎng)護(hù)水平、資金籌措、節(jié)約能源、環(huán)境保護(hù)等方面進(jìn)行綜合分析比較后作出抉擇。
(1)從路面的技術(shù)適應(yīng)性(結(jié)構(gòu)功能)進(jìn)行比較。瀝青混凝土路面顯著特點(diǎn)是抗變形能力強(qiáng),荷載應(yīng)力大部分由基層承擔(dān),路面結(jié)構(gòu)對(duì)土基性狀(土基模量)的改變極其敏感,對(duì)集料的要求很嚴(yán)格。水泥混凝土路面最顯著的特點(diǎn)是剛性大,有良好的抗疲勞性、較高的抗壓強(qiáng)度、抗彎拉強(qiáng)度及抗磨耗能力,其承載力大,穩(wěn)定性好;但板體對(duì)于超載所引起的反映特別敏感,一旦載重超過極限,則路面板發(fā)生斷裂,同時(shí)在板角會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中,極容易產(chǎn)生斷板現(xiàn)象;水泥混凝土路面在使用中后期,路面防滲水能力差,降水通過板縫下滲到基層、土基,使基層發(fā)生唧泥,使土基軟化失去承載力,最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)層提前破壞。
本路段沿線土(巖)性主要為白云巖、砂巖、灰?guī)r,這種巖石風(fēng)化后多為砂性土(或土質(zhì)砂),其滲透性強(qiáng),壓實(shí)性好,不存在大范圍的不良土質(zhì),這對(duì)兩種路面結(jié)構(gòu)均有利。由于氣候條件的原因,瀝青混凝土路面可能出現(xiàn)高溫車轍、低溫縮裂、坑槽水損害等病害,而水泥混凝土路面則容易出現(xiàn)板底脫空、唧泥、沖刷基層、面板彎曲等病害;同時(shí)本路段交通量中、大貨及大客車型所占比例較大,在這類重軸載車長(zhǎng)期作用下而水泥混凝土路面則容易出現(xiàn)裂縫、斷板等病害。
(2)從路面使用性能(表面功能)進(jìn)行比較。路面平整度對(duì)路面的使用性能影響最大,它直接影響車輛運(yùn)行的平穩(wěn)性和駕駛?cè)藛T的舒適性;路面平整度不良還會(huì)增加車輛的運(yùn)行費(fèi)用,加速路面損壞。瀝青路面剛度低,有較好的減振和吸收能量效果,因此瀝青路面具有很好的平整度(即使路面破壞后平整度易于修復(fù)),行車平穩(wěn)、舒適,噪音小,但路面泛油和石料磨光后易造成抗滑性能下降。水泥混凝土路面夜間行車誘導(dǎo)視線良好,但剛性大,減振性能差,行車舒適性差,噪音污染大,路面磨損后抗滑性能大大降低而影響行車安全,恢復(fù)路面的抗滑性能困難。且水泥混凝土路面修復(fù)較瀝青路面困難。
(3)從施工技術(shù)與質(zhì)量控制水平對(duì)路面結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行比較。瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面都要求建設(shè)單位配置先進(jìn)的施工設(shè)備,達(dá)到較高的施工技術(shù)水平和質(zhì)量控制水平,兩類路面的優(yōu)點(diǎn)都必須在高質(zhì)量控制的基礎(chǔ)上才能發(fā)揮。
(4)從生態(tài)平衡與環(huán)保效應(yīng)進(jìn)行比較。在相同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)條件下,汽車行駛在水泥混凝土路面和瀝青混凝土路面上的排氣污染情況無大的差別,但是水泥混凝土路面的噪聲污染明顯高于瀝青混凝土路面。
(5)從經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行比較。根據(jù)市政道路建設(shè)經(jīng)驗(yàn)和資料研究表明,單純從建設(shè)和使用養(yǎng)護(hù)來比較,水泥混凝土路面總費(fèi)用現(xiàn)值略優(yōu)于瀝青混凝土路面總費(fèi)用現(xiàn)值。但考慮到整個(gè)社會(huì)效益,瀝青混凝土路面的社會(huì)效應(yīng)要優(yōu)于水泥混凝土路面的社會(huì)效應(yīng)。
綜合以上的比較分析,并結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)踐經(jīng)驗(yàn)等方面綜合分析,全線除收費(fèi)站采用水泥混凝土路面外,其它采用瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)。
2.3路面結(jié)構(gòu)層方案比選論證
(1)采用瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA)和細(xì)粒式改性瀝青混凝土(AC-13C)上面層的比較論證。SMA路面較改性瀝青混凝土路面在抗壓強(qiáng)度、耐高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)性、抗滑能力、平整度和抵抗收縮變形的能力等路用性能上要好,但SMA路面對(duì)原材料質(zhì)量技術(shù)要求高,對(duì)施工工藝要求也高,價(jià)格相對(duì)要高,對(duì)應(yīng)本路段交通量不大的情況下性價(jià)比不高。通過多條市政道路的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),新的瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)細(xì)粒式改性瀝青混凝土的級(jí)配作了改進(jìn),對(duì)防止瀝青混凝土早期破損起到了很好的作用。如果對(duì)瀝青進(jìn)行改性,改性瀝青混凝土路面的路用性能會(huì)有較大的提高,造價(jià)也要稍高。綜上所述,推薦4cm細(xì)粒式改性瀝青混凝土(AC-13C)作為上面層。
(2)6cm中粒式瀝青混凝土(AC-20C)中面層。中面層應(yīng)具有高溫抗車轍、抗剪切、密實(shí)、基本不透水的性能??偨Y(jié)廣東地區(qū)多條市政道路建設(shè)經(jīng)驗(yàn),使用中粒式瀝青混凝土(AC-20C)完全能滿足中面層的功能要求。
(3)8cm粗粒式瀝青混凝土(AC-25C)下面層。下面層應(yīng)具有高溫抗車轍、抗剪切、密實(shí)、基本不透水、耐疲勞開裂的性能。總結(jié)廣東地區(qū)多條市政道路建設(shè)經(jīng)驗(yàn),使用粗粒式瀝青混凝土(AC-25C)完全能滿足下面層的功能要求。
3、市政工程中路基與路面中排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與防護(hù)措施
市政道路路基與路面中的排水系統(tǒng),在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到工程的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性,除了一些必要路段以外,其它路段的排水系統(tǒng)基本都采用自然的漫流,在設(shè)計(jì)的時(shí)候,要讓排水系統(tǒng)不僅可以滿足工程本身對(duì)排水的要求,同時(shí),還要考慮到能否與整個(gè)市政工程的排水系統(tǒng)組成一個(gè)完整的體系。在對(duì)道路的路基排水系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃時(shí),要縱觀全局考慮工程的施工特點(diǎn),對(duì)排水系統(tǒng)進(jìn)行一個(gè)合理的整體布局,盡量少占用農(nóng)田,不占用經(jīng)濟(jì)用田。另外,還要結(jié)合道路建設(shè)當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件,地質(zhì)、地貌以及水文特點(diǎn)等,使排灌系統(tǒng)與道路建設(shè)的周圍環(huán)境相適宜,重視對(duì)自然環(huán)境和生態(tài)環(huán)境的保護(hù),防止因?yàn)楣こ淌┕ざ鸬乃次廴竞退亮魇У痊F(xiàn)象的發(fā)生。對(duì)于本工程來說,由于道路的路線處于平原地區(qū),在地形方面,它的自然坡度比較平緩,結(jié)合道路沿線的一些河流、溝渠可以將一些水盡量就近排到溝渠中,針對(duì)一些排水不暢的地段,設(shè)置一些蒸發(fā)池來幫助排水工作有效的實(shí)施。市政道路建設(shè)中的路面排水工程,應(yīng)該結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn),降水量以及地形地貌的特殊性,來對(duì)路面的排水設(shè)施進(jìn)行合理、科學(xué)的布置,進(jìn)而確保路基、路面的穩(wěn)定,使車輛可以在路面上安全的行駛,同時(shí),也最大限度上保障排水的暢通。
綜上所述,要想提升市政道路基及其路面建設(shè)的整體質(zhì)量,就需要建設(shè)單位的建設(shè)工作要做到深入、有效,工程設(shè)計(jì)的時(shí)效性要得以保證、施工企業(yè)的管理工作要到位。除此之外,還需要相關(guān)的政府部門要確立路基及其路面設(shè)計(jì)的合理化和工程施工的標(biāo)準(zhǔn)化,只有各方共同努力,才能使市政道路的建設(shè)取得良好的效果。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:園林景觀;生態(tài)園林;生態(tài)修復(fù)
中圖分類號(hào):TU986.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):16749944(2013)04009802
1引言
簡(jiǎn)單的園林綠化不能算生態(tài)修復(fù),但以生態(tài)學(xué)理論和生態(tài)修復(fù)技術(shù)為指導(dǎo)的綠化可使受損城市生態(tài)系統(tǒng)向著良性化的方向發(fā)展,達(dá)到最終修復(fù)城市子生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的目的,因此該類園林綠化則屬于生態(tài)修復(fù)的范疇。在方案設(shè)計(jì)階段,設(shè)計(jì)師需要重點(diǎn)考慮生態(tài)修復(fù)的可行性,使設(shè)計(jì)出的方案在符合美學(xué)原理的前提下力爭(zhēng)達(dá)到生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)。
2生態(tài)修復(fù)的內(nèi)涵與外延
生態(tài)修復(fù)是指利用生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)能力,輔以人工措施,使遭到破壞的生態(tài)系統(tǒng)逐步恢復(fù)原貌或向良性方向發(fā)展的技術(shù)集成。其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)功能的恢復(fù)和合理結(jié)構(gòu)的構(gòu)建,內(nèi)容包括:實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的地表基底穩(wěn)定性,保證生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)展演替與發(fā)展;恢復(fù)植被和土壤,保證一定的植被覆蓋率和土壤肥力;增加生物多樣性,提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力和自我維持能力;減少或控制環(huán)境污染;增加視覺和美學(xué)享受等。生態(tài)修復(fù)屬于恢復(fù)生態(tài)學(xué)應(yīng)用技術(shù)的范疇,該范疇內(nèi)容包括退化生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)與重建;生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的優(yōu)化配置與重構(gòu)及其調(diào)控;物種與生物多樣性的恢復(fù)與維持;生態(tài)工程設(shè)計(jì)與實(shí)施;環(huán)境規(guī)劃與景觀生態(tài)規(guī)劃;典型退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的優(yōu)化等(彭少麟,2007)。涉及的相關(guān)概念如生態(tài)恢復(fù)、生態(tài)重建、生態(tài)改建、生態(tài)改良等,雖然在命名上有所區(qū)別,但都具有“恢復(fù)和發(fā)展”的內(nèi)涵,即讓受到干擾或者損害的系統(tǒng)恢復(fù)后能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
3生態(tài)修復(fù)的基本原理
園林綠化人工再建了第二自然,需要用生態(tài)恢復(fù)的理念做設(shè)計(jì),用生態(tài)學(xué)修復(fù)的技術(shù)去實(shí)施?;謴?fù)生態(tài)學(xué)的基本原理包括限制因子原理、生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)理論、生態(tài)適宜性原理、生態(tài)位理論、群落演替理論、生物多樣性原理和斑塊-廊道-基底理論等(任海等,2001),它們對(duì)園林設(shè)計(jì)及施工具有指導(dǎo)作用。限制因子原理要求在設(shè)計(jì)中需要找出生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的關(guān)鍵因子;生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)理論要求設(shè)計(jì)的物種結(jié)構(gòu)能充分利用時(shí)空資源,并具備自我維持能力或降低人工維護(hù)頻度;生態(tài)適宜性原理表明多使用鄉(xiāng)土植物,并在充分了解植物生態(tài)學(xué)特性的前提下做種植設(shè)計(jì);生態(tài)位理論指導(dǎo)植物的搭配,合理安排其在生態(tài)系統(tǒng)中的位置與尺度;群落演替理論表明園林綠化可縮短生態(tài)恢復(fù)時(shí)間,但對(duì)極端退化的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)時(shí),演替理論不適用,只具有指導(dǎo)意義;生物多樣性原理要求適當(dāng)增大物種多樣性可使恢復(fù)的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性更高;斑塊-廊道-基底理論指導(dǎo)景觀層次的規(guī)劃,考慮在生境破碎化的場(chǎng)地中,合理利用空間。
4生態(tài)修復(fù)與風(fēng)景園林
城市生態(tài)系統(tǒng)是個(gè)規(guī)模大、關(guān)系復(fù)雜的動(dòng)態(tài)生態(tài)系統(tǒng),它既有自然的組成要素,又有高度人工化的組成要素。城市綠地在改善環(huán)境質(zhì)量、維護(hù)城市生態(tài)平衡、保持水土、美化景觀等方面起著十分重要的作用,喬灌木藤草植物合理地配置在一個(gè)群落中,形成復(fù)合層次和優(yōu)美季相景觀,具有不同生態(tài)特性的植物各得其所,構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的群落。由于城市建設(shè)造成的人工棄土、土地,改變了地表徑流,導(dǎo)致水土流失加劇,大量泥沙及生活垃圾淤積河道,阻塞排水管道,使水土資源遭到破壞。因此,生態(tài)修復(fù)集成技術(shù)可以在方案設(shè)計(jì)時(shí)重點(diǎn)考慮并在園林工程中實(shí)施,最終使得城市生態(tài)系統(tǒng)向良性方向發(fā)展。
4.1園林種植設(shè)計(jì)
在特定的城市生態(tài)環(huán)境條件下,應(yīng)將保持水土、抗污吸塵、耐貧瘠、抗病蟲害、耐粗放管理、根系發(fā)達(dá)等作為植物選擇的標(biāo)準(zhǔn)。植物的合理配置不但可增加城市建筑藝術(shù)效果,豐富城市景觀,更能減輕暴雨沖蝕和水土流失,從而改善城市人居環(huán)境。在城市園林綠化中,應(yīng)充分考慮植物的生態(tài)位特征,利用不同植物在空間、時(shí)間和營養(yǎng)生態(tài)位上的分異來配置植物,避免種間直接競(jìng)爭(zhēng),形成結(jié)構(gòu)合理、種群穩(wěn)定的復(fù)層群結(jié)構(gòu),以利種間互相補(bǔ)充,既充分利用水土資源,又能形成優(yōu)美的景觀。
4.2園林工程與生態(tài)修復(fù)
在土方工程、給排水工程、水景工程、園路工程中應(yīng)結(jié)合種植工程,利用園林植物的防護(hù)作用實(shí)現(xiàn)生態(tài)修復(fù)。
園林排水:園林綠地的排水,一般主要靠地面及明渠排水,結(jié)合道路、地形可做成淺溝式排水渠,溝內(nèi)生長(zhǎng)植物,起到減緩徑流速度及防止水流沖刷的作用。解決由地表沖蝕措施有:①從豎向設(shè)計(jì)角度考慮。種植采用鋪地植物護(hù)坡;②使用工程措施。設(shè)置谷坊和擋水石,并與植物搭配消減沖刷力(孟兆禎,2003)。
水景護(hù)坡:園林中開辟水面要求有穩(wěn)定的湖岸,在水體邊緣必須建造駁岸和護(hù)坡,其中植物護(hù)坡措施包括防護(hù)林、植草和生物-工程綜合措施,通常采用深根性和淺根性樹種結(jié)合的喬灌木混交林。坡面植草可提高坡面抗蝕能力,減小徑流速度,增加入滲,防止面蝕和細(xì)溝侵蝕,也有助于防止塊體運(yùn)動(dòng)。生物-工程綜合措施,即在工程措施間隙或表面種植植被,以增強(qiáng)其強(qiáng)度,如混凝土構(gòu)件間隙空格種草,與土工材料配合植草及綠色混凝土模塊等。
園路鋪裝:園路按路面材料不同分為:整體路面、塊料路面、碎料路面、簡(jiǎn)易路面等。園路的設(shè)計(jì)在滿足造園藝術(shù)要求的前提下盡量利用原地形,以保證路基的穩(wěn)定,減少土方量及水土流失量;路面應(yīng)有3%~8%的縱坡和1.5%~3%的橫坡。采用生態(tài)鋪裝路面可提高水土流失防治效果,常見種類有透水瀝青、透水水泥混凝土、生態(tài)透水磚和其他特殊透水材料。新建的居住區(qū)中,使用最多的鋪裝材料是石材,占使用頻率的44%,礫石及磚的比例分別占使用頻率的18%、20%(黃玲,2009)。
5園林生態(tài)修復(fù)發(fā)展趨勢(shì)
城市的擴(kuò)張與人口的激增致使城市居住環(huán)境面臨很大壓力,建設(shè)宜居城市、宜居社區(qū)勢(shì)在必行。城市園林綠化屬于植被恢復(fù)的范疇,而植被恢復(fù)又是生態(tài)修復(fù)的常用技術(shù),因此,依據(jù)生態(tài)修復(fù)的理念和生態(tài)學(xué)的理論指導(dǎo)建設(shè)城市園林成為當(dāng)下宜居城市環(huán)境建設(shè)的首選之路。國內(nèi)外的生態(tài)修復(fù)多針對(duì)土壤修復(fù)、污染水體修復(fù)、防護(hù)邊坡綠化、小流域水土保持修復(fù)等方面的研究,針對(duì)園林綠化的生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究、園林生態(tài)工程設(shè)計(jì)研究等相對(duì)薄弱。以生態(tài)修復(fù)的理念和基本原理指引設(shè)計(jì)方案的形成,并以修復(fù)城市生態(tài)系統(tǒng)要素為導(dǎo)向,園林施工必將成為增加園林企業(yè)技術(shù)含量的重要砝碼。未來園林生態(tài)修復(fù)技術(shù)重點(diǎn)發(fā)展方向有:特殊生境條件下的園林植物景觀的構(gòu)建、人與自然和諧相處的功能性景觀的營造、植物景觀設(shè)計(jì)的中遠(yuǎn)期預(yù)測(cè)與養(yǎng)護(hù)細(xì)則和住區(qū)小環(huán)境的尺度化營造方法等。參考文獻(xiàn):
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[2]彭少麟.恢復(fù)生態(tài)學(xué)[M].北京:氣象出版社,2007,10.
關(guān)鍵詞: 中小河流 工程施工 環(huán)境保護(hù) 管理措施
前言
隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展和城建規(guī)模的日益擴(kuò)張,我國城市河流環(huán)境保護(hù)面臨著嚴(yán)峻的生態(tài)安全形式,中小河流域治理工作迫在眉睫。而河流治理是一項(xiàng)復(fù)雜的綜合性工程,其治理過程中通常會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成一定的影響。在全社會(huì)越來越關(guān)注生態(tài)文明的今天,如何搞好小流域治理工程實(shí)施過程中的環(huán)境保護(hù)工作,通過綜合考慮統(tǒng)籌安排,切實(shí)降低對(duì)周邊環(huán)境的有損破壞,最大程度的發(fā)揮其生態(tài)效益成為工程管理者重要的工作方向之一。
一、諫壁閘內(nèi)引河整治工程基本概況
諫壁閘內(nèi)引河整治工程位于鎮(zhèn)江市諫壁鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū),全長(zhǎng)約990米,整治內(nèi)容包括河道清淤、原駁岸砌體等建筑物拆除、鋼筋砼直立式擋墻護(hù)坡、部分擋墻地基采用水泥深層攪拌樁處理和擋墻回填土后綠化。緊臨河道兩側(cè)分布著企業(yè)和居民區(qū),同時(shí)有一條車流量比較大的過境公路橫穿河道,所以對(duì)引河整治施工工地的環(huán)境保護(hù)管理要求很高。
二、施工對(duì)環(huán)境的影響分析
1、施工對(duì)水質(zhì)的影響
(1)河道清淤時(shí),施工船只上面生產(chǎn)生活用水、生活垃圾和油污的隨意排放;(2)原駁岸砌體等建筑物拆除時(shí),部分拆除物落入水中;(3)鋼筋砼直立式擋墻施工時(shí),基坑中排水直接排入河道中;(4)水泥深攪樁施中時(shí),水泥漿直接排入河道中;(5)雨天時(shí),雨水流入河道中夾帶松動(dòng)的泥土,使得河水的含泥砂量增加。
2、施工噪聲對(duì)環(huán)境的影響分析
(1)河道清淤時(shí),施工船只作業(yè)時(shí)的機(jī)器噪聲、泥駁運(yùn)輸?shù)臋C(jī)器噪聲;(2)原駁岸砌體等建筑物拆除時(shí),各種機(jī)械(破碎機(jī)、挖掘機(jī)、裝載機(jī)等)噪聲、運(yùn)輸建筑垃圾的載重汽車的噪聲;(3)鋼筋砼直立式擋墻施工時(shí),鋼筋制作機(jī)械、模板制作機(jī)械、砼動(dòng)輸車輛、振搗機(jī)械等發(fā)出的不同程度的噪聲;(4)水泥深攪樁施中時(shí),深攪樁機(jī)、防堵管時(shí)敲打管身產(chǎn)生的噪聲。
3、施工對(duì)空氣質(zhì)量的影響
(1)各種車輛和施工機(jī)械在行駛和作業(yè)過程中排放的大量尾氣;(2)水泥、砂石、土粒等材料在運(yùn)輸時(shí)產(chǎn)生的揚(yáng)塵灰;(3)地面干燥時(shí),風(fēng)引起的風(fēng)揚(yáng)灰塵。
4、施工固體廢棄物、懸浮物及生活垃圾的影響
(1)施工場(chǎng)地上面的砂石料、水泥、舊模板、鋼筋頭、鋼管扣件、土工布等各種施工物資,因?yàn)榉N種原因會(huì)造成廢棄浪費(fèi),這些固體材料有相當(dāng)一部分散落在工地周圍,造成土壤污染;(2)一些粉狀的建筑材料如水泥、石灰等,施工期間會(huì)隨著地表水的沖刷而流失到河流中去,對(duì)河水造成污染;(3)施工工地有大量的施工人員,每天要產(chǎn)生一定量的廢水、生活垃圾等,這些不及時(shí)處理也會(huì)造成土壤及環(huán)境污染。
5、施工對(duì)人群健康的影響
參與施工的人員來之各地,人員比較復(fù)雜,流動(dòng)性也比較大,易傳播流行性傳染病、地方病等,這些會(huì)直接影響到人群的健康。
三、施工工地環(huán)境保護(hù)管理措施
1、確定環(huán)境保護(hù)目標(biāo),建立環(huán)境保護(hù)體系
在投標(biāo)階段,公司投標(biāo)班子就對(duì)整個(gè)工地現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了詳細(xì)的勘查,分析施工會(huì)出現(xiàn)的污染源,結(jié)合具體的施工,編寫了環(huán)境保護(hù)管理措施,確定了環(huán)境保護(hù)目標(biāo),建立環(huán)境保護(hù)體系。中標(biāo)后,項(xiàng)目經(jīng)理部對(duì)投標(biāo)時(shí)的環(huán)境保護(hù)管理措施進(jìn)行了優(yōu)化,并上報(bào)給監(jiān)理部,得到批準(zhǔn)后,立即組建了以項(xiàng)目經(jīng)理為組長(zhǎng)的環(huán)境保護(hù)管理小組,對(duì)小組人員進(jìn)行了職責(zé)分工,確定了環(huán)境保護(hù)目標(biāo),建立了項(xiàng)目經(jīng)理領(lǐng)導(dǎo),技術(shù)負(fù)責(zé)人具體管理,各職能部門參與管理的環(huán)境保護(hù)體系,并將該體系與工程建設(shè)單位、監(jiān)理單位相結(jié)合起來。主動(dòng)與當(dāng)?shù)鼐用窈推髽I(yè)溝通,可能造成污染的,事前通知,隨時(shí)通報(bào)施工進(jìn)展,對(duì)施工活動(dòng)產(chǎn)生的污染,采取有效措施加以控制。
2、保護(hù)水質(zhì)措施
(1)各類生產(chǎn)廢水、機(jī)修含油廢水、生活用水不得隨意排入河流中,廢水經(jīng)二次沉淀后,充分處理后可作灑臨時(shí)道路用;(2)經(jīng)常檢查機(jī)械船只設(shè)備用油,防止有漏油現(xiàn)象發(fā)生,及時(shí)修理,對(duì)于含油廢水,集中后經(jīng)油水分離器處理;(3)做好雨天排水,在施工圍堰內(nèi)挖好排水溝和集水坑,經(jīng)沉淀后再用水泵抽取排入河中;(4)生活污水全部排入鎮(zhèn)區(qū)排水管道中去。
3、加強(qiáng)噪聲控制
(1)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的施工機(jī)械設(shè)備等,必須符合國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),施工安排中盡可能選用低噪設(shè)備;(2)對(duì)運(yùn)輸車輛、打樁機(jī)、振搗棒等施工機(jī)械提前進(jìn)行噪聲監(jiān)測(cè),對(duì)噪聲不合標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)行修理或調(diào)換,加強(qiáng)日常的維護(hù)和保養(yǎng),降低影響;(3)針對(duì)居民作息時(shí)間,合理安排施工時(shí)間,限制車速,禁鳴,將對(duì)居民的影響控制到最小;(4)合理布置施工場(chǎng)地,鋼筋、模板加工區(qū)遠(yuǎn)離居民區(qū)。
4、保護(hù)空氣質(zhì)量
(1)減少拆除、開挖施工中產(chǎn)生大氣污染,盡量用預(yù)裂法進(jìn)行拆除,濕法作業(yè),減少粉塵;(2)在粉粒施工材料運(yùn)輸過程中,保持密封狀態(tài);(3)機(jī)械設(shè)備加強(qiáng)維修和保養(yǎng),防止汽油、柴油、機(jī)油的泄露,保證進(jìn)出氣系統(tǒng)暢通;(4)防止拋灑滴漏,安排專人清掃,場(chǎng)內(nèi)施工道路保持路面平整,排水暢通,并經(jīng)常維護(hù)保養(yǎng)。晴天經(jīng)常灑水,保持濕潤(rùn);(5)不得在施工區(qū)焚燒任何物品。
5、加強(qiáng)施工固體廢棄物、懸浮物及生活垃圾的處理
(1)每天做到工完料清,專人清理現(xiàn)場(chǎng),減少浪費(fèi);(2)生活區(qū)設(shè)置臨時(shí)垃圾貯存設(shè)施,定期請(qǐng)環(huán)衛(wèi)部門清理;(3)所有生活用水排放,全部進(jìn)入鎮(zhèn)區(qū)污水管道;(4)受污染的土壤,進(jìn)行機(jī)械清理剝離,汽車運(yùn)至棄渣場(chǎng)。
6、做好水土保持
(1)按施工組織設(shè)計(jì)合理利用土地,臨時(shí)設(shè)施在施工結(jié)束后,恢復(fù)原來地表面貌或用好土覆蓋平整;(2)施工區(qū)域中,做好排水溝和完善排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì),防止水土流失,防止破壞植被;(3)合理砍伐樹木,按圖紙要求清除地表;(4)做好工程措施,防止邊坡失穩(wěn)、滑坡、坍塌或水土流失。
結(jié)束語
通過施工單位有力的環(huán)境保護(hù)措施,在工程建設(shè)單位、監(jiān)理單位的指導(dǎo)下,同時(shí)接受當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門和老百姓的監(jiān)督,中小河流治理工程實(shí)施能在取得經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的同時(shí),減少環(huán)境污染和生態(tài)破環(huán),最終將實(shí)現(xiàn)河流健康,人與自然的和諧共處。
參考文獻(xiàn)
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