一种高陡边坡生态防护多孔混凝土制备及喷射方法与流程

本发明涉及建筑施工，具体涉及多孔混凝土。

背景技术：

1、高陡边坡生态防护多孔混凝土具有保护环境、改善生态条件、基本保持原有防护作用等功能。高陡边坡生态防护多孔混凝土的功能来源于其结构特点,连通的孔隙为植物生长提供空间,并可储存植物赖以生长的养分和水分,同时,高陡边坡生态防护多孔混凝土具有一定的强度,用于护坡、护堤时,可防止水土流失,具备原有防护功能。

2、随着混凝土的发展,人们不仅利用混凝土的结构性能,也逐渐追求它的其它功能如生态性、智能性等,具有生态效应的高陡边坡生态防护多孔混凝土便应运而生。由于高陡边坡生态防护多孔混凝土的特殊功能,必将成为保护环境及解决水土流失、水质净化、退化生态环境的修复和重建的理想材料。

3、随着国民经济持续发展,我国已进入工程建设的高峰期,工程建设尤其是水利、交通等大型工程,不可避免地会破坏原有区域的生态环境。鉴于目前的生态状况,国内已有不少的研究机构对高陡边坡生态防护多孔混凝土进行了研究,力图推广高陡边坡生态防护多孔混凝土在工程中的应用,以改善已逐渐恶化的生态环境。

4、高陡边坡生态防护多孔混凝土的研究大致可分为3大内容:①多孔混凝土构架的制作；②多孔混凝土内部碱环境的改造以及植物生长基质的配制；③高陡边坡生态防护多孔混凝土的应用技术。

5、多孔混凝土也称无砂混凝土(non-fine concrete),其材料构成有水泥(或其它胶结料)、粗骨料、水以及外加剂(或添加少量聚合物)。粗骨料可以是普通碎石,也可以是废弃混凝土块或陶粒。

6、高陡边坡生态防护多孔混凝土也称植被混凝土或绿化混凝土,从构造上来看,可分为孔洞型、多孔连续型、孔洞型多层结构等3种形式。现有技术中，孔洞型绿化混凝土实体部分与传统混凝土相同,只是在混凝土块体上设计一定比例的孔洞,为绿色植物生长提供空间,其明显的一个缺陷是绿化面积小。孔洞型多层结构绿化混凝土为:上层为多孔洞混凝土板,底层为凹槽型,上层与底层复合,中间形成一定空间的培土层。这种绿化混凝土多数是应用于城市楼房的阳台、院墙顶部等不与土壤直接相连的部位,可增加城市的绿化空间,美化环境。严格上来讲,以上两种并不是真正意义上的高陡边坡生态防护多孔混凝土。

技术实现思路

1、本发明制作用于植生的多孔混凝土要解决的问题主要有3个：一是多孔混凝土的抗压强度和孔隙率分别要达到什么量的要求；二是多孔混凝土的配合比如何设计和成型工艺。

2、混凝土的孔隙率与抗压强度是矛盾体,孔隙率大,有利植物生长,但强度降低。如何确定混凝土的孔隙率和强度值，以满足工程的需要,是本发明要解决的技术问题之一。对于承受流水严重冲刷的植生型护岸,28d多孔混凝土的抗压强度要求在15mpa以上,孔隙率在18％～21％之间。但连续孔隙率低于20％时,植物根系难以穿透多孔混凝土的空隙深入到土壤中。因此,实际工程中,应根据工程所处的环境条件,合理选择多孔混凝土的强度和孔隙率。

3、为解决上述技术问题，本发明提供了一种高陡边坡生态防护多孔混凝土，所述高陡边坡生态防护多孔混凝土的原料包括以下组份的一种或多种：水泥，水，砂，石子，轻骨料，减水剂，丙烯酸乳液。

4、所述高陡边坡生态防护多孔混凝土的原料的各个原料的重量份数比可以为：水泥170-200份，水50-60份，砂50-60份，石子650-800份，聚羧酸减水剂7-10份，丙烯酸乳液30-40份。

5、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种如上所述高陡边坡生态防护多孔混凝土的制备方法，所述原料中，水泥采用低碱度p.o.42.5，砂子采用中砂，石子采用10-20mm级碎石。

6、所述高陡边坡生态防护多孔混凝土的制备方法，优选采用现场搅拌方式，锚喷设备湿法喷射制备高陡边坡生态防护多孔混凝土。

7、所述高陡边坡生态防护多孔混凝土的各项指标优选为：

8、 多孔混凝土 流动度/mm 140～180 空隙率/％ 25～32 透水系数/(cm/s) 1.5～1.8 抗压强度/mpa 12～16 弯曲强度/mpa 1.8～2.7 内部空隙ph值 9.4～10.2

9、所述锚喷设备湿法喷射，可以生产率大于5m3/h；允许输送的骨料最大粒径为10mm；混凝土输送距离水平不小于30m，垂直不小于20m；机房粉尘小于10mg/m3。

10、所述高陡边坡生态防护多孔混凝土锚喷设备湿法喷射的具体步骤可以包括：

11、除尘的步骤；

12、加固面喷水湿润的步骤；

13、拌混合料的步骤

14、喷射的步骤；

15、改良养护的步骤。

16、所述除尘的步骤，进一步包括：清理坡面。

17、所述加固面喷水湿润的步骤，进一步包括：打设锚杆、挂镀锌铁丝网固坡、挂二层镀锌铁丝网。

18、所述拌混合料的步骤，进一步包括：采用现场搅拌方式，将各个原料组份充分搅拌混合。

19、所述喷射的步骤，进一步包括：喷射生态混凝土、喷播有机客土、喷播复合草籽。

20、所述改良养护的步骤，进一步包括：盖无纺布、后期养护。

21、具体制备步骤为：清理坡面→打设锚杆→挂镀锌铁丝网固坡→喷射生态混凝土→混凝土改良→挂二层镀锌铁丝网→喷播有机客土→喷播复合草籽→盖无纺布→后期养护。

22、所述除尘的步骤为：清理现场坡面，把坡面表层松动浮石、石屑杂质清理干净，对凹陷、裂缝处坡面采用人工填塞素土至密实，使坡面基本平整。

23、所述加固面喷水湿润的步骤为：

24、先将镀锌铁丝网按坡长量接合适，用主锚杆固定，每两片铁丝网之间搭接不小于25cm；

25、在坡面上部全部打主锚杆，主锚杆与副锚杆间隔分布，主锚杆间距为100cm,副锚杆间距为50cm，主副锚杆之间分布为梅花桩型样式；在陡、光滑边坡面和镀锌铁丝网不能紧贴坡面的地方进行补设锚杆，使镀锌铁丝网紧贴坡面。

26、所述锚钉设计符合以下要求：锚钉采用梅花形布置，间距1000mm×1000mm，长度300～500mm，坡顶、坡面较破碎及风化程度严重锚钉加大到ф22，加长到800～1000mm，锚钉外露长度80～100mm，在离坡面50～70mm处与镀锌丝网绑扎。

27、所述排水孔设计符合以下要求：排水孔间距3000×3000mm，孔径不小于30mm，孔深300mm；当坡面有渗水时，需增加排水孔10％-20％，并安装pvc管。

28、所述拌混合料的步骤，进一步包括：采用现场搅拌方式，锚喷设备湿法喷射；生产率大于5m3/h；允许输送的骨料最大粒径为10mm；混凝土混合料输送距离水平不小于30m，垂直不小于20m；机房粉尘小于10mg/m3。

29、所述喷射的步骤，进一步包括：

30、1).用压缩空气或压力水将所有待喷面吹净，吹除待喷面上的松散杂质或尘埃；

31、2).保证喷射速度适当，以利于混凝土的压实，喷射压力0.1～0.3mpa/s；

32、3).使喷嘴与受喷面间保持适当距离，喷射角度尽可能接近90°，以便获得最大的压实力和最小的回弹；

33、4).正确地掌握喷射顺序，不使角隅处及钢筋背面出现蜂窝或砂囊；

34、5).当开始或停止喷射时，给喷射机司机以信号，当料流不能从喷嘴均匀喷出时，也应通知喷射机司机停止作业；

35、6).及时清除受喷面上的砂囊或下垂的混凝土，以便重新喷射；

36、7).喷射工作结束时，认真清洗喷嘴。

37、所述喷射的步骤，进一步包括：在喷敷平整的受喷面时，喷嘴与受喷面垂直，在喷射内部角隅时，应在两个受喷面夹角处，喷嘴沿角平分线方向进行喷敷，随着角隅已被填满成一个曲面后，再向两侧壁面逐渐延伸，然后，按与壁面成90°角度进行喷敷，对外部角隅，可将喷嘴垂直地先对准一个受喷面喷敷，然后再喷敷角隅的另一侧。

38、所述喷射的步骤，进一步包括：喷嘴与受喷面间的距离：喷嘴与受喷面的距离为0.8～1m。

39、所述喷射的步骤，可以进一步包括：喷射时，喷嘴有节奏地做一系列环形移动，用于形成均匀的产品和最少回弹；喷射手所画的环形圈应为横向40～60cm，高15～20cm。

40、所述喷射的步骤，可以进一步包括：喷射方法为分层喷射，前后层喷射的间隔时间为2～4小时，一次喷射厚度以喷射混凝土不滑移，不坠落为度，喷层厚度如下表所示：

41、 喷射方向 一次喷射厚度(mm) 加速凝剂 不加速凝剂 向上50～70 30～50 水平70～100 60～70 向下100～150 100～150

42、所述改良养护的步骤，进一步包括：喷射混凝土终凝1.5-3小时后，加入砼改良剂，喷水养护并改良砼性能，降低混凝土的碱度，养护时间不少于7昼夜。

43、所述改良养护的步骤，进一步包括：将镀锌铁丝网按坡长量接合适，用锚杆固定，每两片铁丝网之间搭接不小于25cm；在陡、光滑边坡面和镀锌铁丝网不能紧贴坡面的地方进行补设锚杆，使镀锌铁丝网紧贴坡面。

44、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种如上任一项所述高陡边坡生态防护多孔混凝土在黄土边坡上的应用。

45、为解决上述技术问题，本发明又提供了一种如上任一项所述高陡边坡生态防护多孔混凝土的制备方法在黄土边坡上的应用。

46、所述应用，可以进一步包括：生物质基层喷播植草的步骤。

47、所述生物质基层喷播植草的步骤，还可以进一步包括：

48、(1)过筛足量种植土、草炭土、木纤维、粘合剂、保水剂、长高效复合肥，混合成客土材料；

49、(2)用水力喷播机把混合好的客土喷播于边坡混凝土上；待稳定后反复喷播至设定厚度；

50、(3)待客土沉降后，再喷一遍客土找平坡面；

51、(4)将喷细木纤维、保水剂、粘合剂、长效肥和草籽混合浆均匀喷播于坡面；

52、(5)盖无纺布用u型钉、竹条、10mm的锚杆固定；

53、(6)补水施肥，直至出苗；

54、(7)待苗长到3-5cm后分期揭开无纺布进行抗性训练直至全部揭开；

55、(8)进行后期养护。

56、本发明有益的技术效果是：

57、①解决了多孔混凝土的制作技术,其中包括:多孔混凝土的配合比设计,成型设备、工艺；

58、②提出多孔混凝土适合植物生长的孔隙率和等效孔径的范围，在连续孔隙率高于20％的情况下，满足了抗压强度要求在15～16mpa；

59、③对多孔混凝土内部孔隙碱环境的进行了技术改造，完善了植物生长土的配制和充填工艺；

60、④根据高陡边坡生态防护多孔混凝土的应用对象,提出多孔混凝土的最小厚度或构件形式；

61、⑤进一步解决了高陡边坡生态防护多孔混凝土后期植物生长状况的观察和多孔混凝土的耐久性问题。

62、本发明多孔混凝土断面结构的优点：

63、用坚固的混凝土直接覆盖坡面能完成防止雨水或流水对坡面的侵蚀和冲刷；

64、良好的保肥性和保水性，能长时间维持植物的生长环境，因此养护简单；

65、提前将种子和肥料进行处理，形成了一体化的构造，能对坡面进行保护和绿化；

66、解决了透水性差的土壤或岩石边坡的防护与美化，具有稳定、规整、快速、美观的优点。