再生多孔混凝土在邯郸地区护坡的植生适应性研究

[收稿日期]㊀２０１９－０７－０６
[作者简介]㊀孙彦鹏(１９９７－)ꎬ男ꎬ河北赤城人ꎬ硕士研究生ꎬ研究方向为植生混凝土ꎻ李文星(１９９３－)ꎬ男ꎬ河北邱县
人ꎬ硕士ꎬ从事水利水电勘测设计等方面的工作ꎻ王晓凡(１９９５－)ꎬ男ꎬ安徽全椒人ꎬ硕士研究生ꎬ研究方向为水工结构工程
ｄｏｉ:１０ ３９６９/ｊ ｉｓｓｎ １００６－７１７５ ２０１９ １１ ００９
再生多孔混凝土在邯郸地区护坡的
植生适应性研究
孙彦鹏１ꎬ李文星２ꎬ王晓凡１
(１ 河北工程大学水利水电学院ꎬ河北邯郸０５６００２ꎻ２ 邯郸市水利水电勘测设计研究院ꎬ河北邯郸０５６０００)[摘㊀要]㊀为了深入研究植生型多孔混凝土在邯郸地区的植生适应性ꎬ根据邯郸地区的气候
和土壤特征优选出高羊茅和黑麦草两种植物ꎬ在制备的多孔混凝土试块上种植ꎬ通过对高羊茅和黑麦草的萌芽时间㊁成活率㊁生长状况以及根系在混凝土中穿透情况的对比分析ꎬ得出高羊茅更适合于邯郸地区多孔混凝土的种植ꎮ研究成果可以为邯郸地区的植生混凝土护坡推广应用提供理论依据ꎮ
[关键词]㊀多孔混凝土ꎻ植生ꎻ种植基ꎻ优选ꎻ适应性
[中图分类号]㊀ＴＵ５２８㊀㊀[文献标识码]㊀Ａ㊀㊀[文章编号]㊀１００６－７１７５(２０１９)１１－００５０－０４
ＳｔｕｄｙｏｎＰｈｙｔｏｓａｎｉｔａｒｙＡｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙｏｆＲｅｃｙｃｌｅｄＰｏｒｏｕｓ
ＣｏｎｃｒｅｔｅＳｌｏｐｅＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎｉｎＨａｎｄｌｉｎｇＡｒｅａ
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１㊀概㊀述
植生混凝土是以具有一定孔隙率的多孔混
凝土为基本骨架ꎬ在孔隙中填充植物生长所需要的营养基质ꎬ在其表面覆盖一层土壤供植物生长ꎬ植物根系穿透混凝土内部孔隙ꎬ在混凝土下
方的土壤中生根ꎬ从而达到保护护坡的效应ꎮ这
是一种既能与自然生态系统协调共生ꎬ又能减少
对生态环境的负荷ꎬ同时又为人类构造舒适环境
的新型混凝土[１]ꎮ我国对于植生混凝土的研究和应用还处于发展阶段ꎬ但近年来也出现了相当
多的研究成果ꎮ李庆刚[２]㊁周锡玲[３]㊁李政启[４]的研究表明ꎬ多孔混凝土的孔隙率对植被生长起着关键作用ꎮ蒋昌波等[５]的研究表明ꎬ多孔混凝土的植生性与其孔隙率㊁水灰比及骨料级配有关ꎮ全洪珠[６]的研究表明ꎬ多孔混凝土的植生性受覆盖土壤层厚度和混凝土厚度的影响ꎮ陈景[７]㊁朱炯[８]等研究表明ꎬ多孔混凝土的孔隙填充物是决定植物生长状况的重要因素ꎮ
综上所述ꎬ我国学者对植生性能的影响因素
有一定研究ꎬ但目前仍无合理㊁统一的配比方法ꎬ
在一定程度上限制了植生混凝土的广泛应用ꎮ
本文针对邯郸地区的气候特点和土壤性质ꎬ对当
地的多孔混凝土植生适应性进行研究ꎬ为邯郸地
区的植生混凝土推广应用提供研究依据ꎮ２㊀植生试验设计
２ １㊀植生混凝土配合比
李文星[１]通过对再生骨料多孔混凝土配合比的试验研究ꎬ确定了满足抗压强度㊁透水性㊁有效孔隙率三者平衡的较高强度㊁合理透水性的最优配合比ꎮ本次实验采用李文星的试验结果ꎬ取目标孔隙率为３０％ꎬ骨料粒径为２０~２５ｍｍꎬ水胶比为０ ３０作为植生混凝土的配合比ꎮ
２ ２㊀种植植物的选择
我国一些常用的植生草种根系㊁地上高度及抗性情况见表１ꎬ对草种植物的根系状况㊁地上高度及其抵抗不利环境的能力进行了分析ꎬ本试验根据植物自身特性和邯郸地区气候特征ꎬ优选出高羊茅和多年生黑麦草两种草本植物ꎮ
２ ３㊀种植基材料的选择
考虑植生混凝土的多孔内部结构ꎬ在选择种植基材料时应该选择易于填充㊁具有良好的吸水保水性且肥效持久的材料ꎮ植生混凝土中的种植基配合比见表２ꎮ
表１㊀中国部分常用草中的根系、地上高度及抗性等情况
编码名称根系状况地上高度/ｍｍ抗旱性抗热性抗寒性抗贫瘠性
１高羊茅发达６０~８０ＡＢＡＢ
２多年生黑麦草良好４５~７０ＢＢＢＡ
３早熟禾良好３０~６０ＣＣＢＣ
４结缕草发达１２~１５ＡＡＣＡ
５野牛草一般５~２５ＡＡＣＣ
６狗牙根发达１０~３０ＡＡＢＡ
７白三叶一般１５~２５ＢＢＡＢ
８假俭草一般１０~１５ＡＡＢＢ
９紫花蔷薇良好３０~１００ＡＢＡＢ
１０竹节草良好２０~６０ＢＡＣＢ
㊀㊀注:表１中Ａ表示很好ꎬＢ表示良好ꎬＣ表示一般
表２㊀种植基配合比
填充材料用量作用
天然土壤９５~９８为植物生长提供基本条件磷肥(磷酸二氢钾)０５~０ ７降低㊁缓解植生型多孔混凝土孔隙碱性环境复合肥０ ５~０ ７为植物生长提供营养元素
保水剂微量提高土壤保水能力
木屑粉０ １~０ ２
泥炭０ １~０ ２
植物纤维微量
粉煤灰０ １~０ ２
提高土壤保水能力ꎬ同时为植物生长提供营养元素㊀㊀注:天然土壤ꎬ过０ ３５ｍｍ标准筛筛分ꎬ选取筛过的土壤ꎻ木屑粉(微量)ꎬ过０ ０５ｍｍ标准筛筛分ꎬ选取过筛木屑粉ꎮ
３㊀植生试验结果分析
按照一定配合比配置的种植基填充到多孔混凝土中ꎬ并在其表面覆盖土壤ꎻ将提前选好的黑麦草和高羊茅播种在已经确定的多孔混凝土最优配合比下浇筑成型的混凝土上进行植生对比试验ꎮ播种下草种后ꎬ要对其进行洒水灌溉ꎬ以保证表层土壤的湿润ꎻ试验期间对草的萌芽时间㊁长势㊁根系状况以及根茎在混凝土中的穿透情况等进行观察ꎬ对两种草种的植生情况进行对比ꎬ整理记录表见表３ꎮ
表３㊀草种生长状况对比表
植生情况黑麦草高羊茅萌芽时间７５
成活率８０％９０％生长状况良好ꎬ后期少部分枯萎良好
是否穿透混凝土少部分穿透少部分穿透
㊀㊀图１是黑麦草种植第６０天的生长情况ꎬ图２是高羊茅种植第６０天的生长情况ꎬ图３黑麦草扎根混凝土的生长情况ꎬ图４是高羊茅扎根混凝土的生长情况ꎮ
对多孔混凝土植生试验进行观察ꎬ分析表３可以发现ꎬ黑麦草的萌芽时间比高羊茅的萌芽时间要长ꎬ两种植物的成活率都比较高ꎬ均达到８０％以上ꎮ但高羊茅的成活率达到９０％ꎬ要高于黑麦草ꎮ观察图３和图４可知ꎬ高羊茅长势旺盛ꎬ黑麦草长势略稀疏ꎬ但二者长势均为良好ꎻ黑麦草有少量根系穿透混凝土扎根到下方土壤中ꎬ而高羊茅有较多根系穿透混凝土ꎬ扎根到下方土壤中
ꎮ图１㊀黑麦草种植第６０
天情况
图２㊀高羊茅种植第６０天情况
图３㊀
黑麦草和混凝土结合情况
图４㊀高羊茅和混凝土结合情况
㊀㊀综上所述ꎬ通过对黑麦草和高羊茅的萌芽时间㊁成活率㊁生长状况以及根系在混凝土中的穿透情况的对比分析ꎬ可以得出高羊茅更适合于邯郸地区多孔混凝土的种植ꎮ
４㊀结㊀论
１)混凝土的种植基要选取容易填充㊁具有
优良的吸水保水性㊁肥效持久㊁环保无污染的材料ꎬ本文的混凝土种植基选用磷肥㊁保水剂㊁木屑粉等材料ꎬ可以为植物在孔隙中生长提供所需养分ꎮ
２)在优选草种时ꎬ不仅要选择与当地气候
条件和土壤环境相适应ꎬ还要耐干旱㊁耐盐碱㊁根系发达的草本植物ꎬ根系发达ꎬ易于储水ꎬ更有利于植物根部贯穿混凝土层ꎮ
３)根据邯郸当地的气候和土壤条件ꎬ优选
出黑麦草和高羊茅两种植物ꎬ经过植生试验ꎬ对比两种植物的成活率㊁长势以及能否穿透混凝土层扎根于下部土壤等ꎬ优选出高羊茅更适用于邯
郸地区的河道护坡种植ꎮ
[参考文献]
[１]李文星 再生骨料多孔混凝土配合比优化设计研究
与应用[Ｄ].邯郸:河北工程大学ꎬ２０１８ [２]李庆刚 生态混凝土的研究现状与发展趋势[Ｊ].山西建筑ꎬ２００７(４):１８３－１８４
[３]蒋昌波ꎬ刘易庄ꎬ向泰尚ꎬ等 多孔混凝土植生性能
试验研究[Ｊ].混凝土ꎬ２０１４(５):１５２－１５６ [４]周锡玲ꎬ张胜 绿化混凝土制备及应用技术[Ｊ].粉煤灰ꎬ２０１０ꎬ２２(２):４２－４４
[５]李政启ꎬ相阳ꎬ李家明ꎬ等 植生型无砂多孔生态混
凝土性能评述[Ｊ].建筑节能ꎬ２０１２ꎬ４０(４):５０－５３ [６]全洪珠 多孔生态混凝土与植物共生性能试验研究[Ｊ].硅酸盐通报ꎬ２０１５ꎬ３４(７):１９８５－１９８８
[７]陈景ꎬ卢佳林ꎬ徐芬莲ꎬ等 植生多孔混凝土的制备
及其植生性能研究[Ｊ].商品混凝土ꎬ２０１５(５):５６－５９
[８]朱炯ꎬ薛冬杰ꎬ刘聃ꎬ等 植生型生态混凝土护坡施
工技术[Ｊ].施工技术ꎬ２０１４ꎬ４３(１８):１０９－１１２。