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水泥路大家都见过,由混凝土浇灌而成,那么能长草,可美化环境,涵养水源,防止水土流失和滑坡,净化空气的生态混凝土你又了解多少呢?
生态混凝土的分类
生态混凝土可分为环境友好型(减轻环境负荷型)生态混凝土和生物相容型(环境协调型)生态混凝土两大类。
环境友好型生态混凝土
所谓环境友好型生态混凝土,是指在混凝土的生产、使用直至解体全过程中,能够降低环境负荷的混凝土。目前相关的技术途径主要有以下3条:
①降低混凝土生产过程中的环境负担。这种技术途径主要通过固体废弃物的再生利用来实现,这种混凝土有利于解决废弃物处理、石灰石资源和有效利用能源的问题,成品为废弃物再生混凝土。
②降低混凝土在使用过程中的环境负荷。这种途径主要通过提高混凝土的耐久性,或者通过加强设计、搞好管理来提高建筑物的寿命。延长了混凝土建筑物的使用寿命,就相当于节省了资源和能源,减少了CO2的排放量。
③通过提高性能来改善混凝土的环境影响。这种技术途径是通过改善混凝土的性能来降低其环境负担。目前研究较多的是多孔混凝土,这种混凝土内部有大量连续的空隙,具有良好的透水性、吸音性、蓄热性、吸附气体的性能。利用混凝土的这些新的特性,开发了许多新产品,例如,具有排水性铺装用制品,具有吸音性、能够吸收有害气体、具有调温功能以及能储蓄热量的混凝土制品。
生物相容型生态混凝土
生物相容型生态混凝土是指能与动、植物等生物和谐共存、对调节生态平衡、美化环境景观、实现人类与自然协调具有积极作用的混凝土。根据用途这类混凝土可分为植物相容型生态混凝土、海洋生物相容型生态混凝土、淡水生物相容型生态混凝土以及净化水质型生态混凝土等。
①植物相容型生态混凝土是利用多孔混凝土空隙部位的透气、透水等性能,渗透植物所需营养,生长植物根系这一特点来种植小草、低灌木等植物,用于河川护堤的绿化,美化环境。
②海洋生物、淡水生物相容型混凝土是将多孔混凝土设置在河、湖和海滨等水域,让陆生和水生小动物附着栖息在其凹凸不平的表面或连续空隙内,通过相互作用或共生作用形成食物链,为海洋生物和淡水生物生长提供良好条件,保护生态环境。
③净化水质用生态混凝土是利用多孔混凝土外表面对各种微生物的吸附作用产生间接净化功能,将其制成浮体结构或浮岛设置在富营养化的湖河内,可净化水质,使草类、藻类生长更加繁茂,通过定期采割,利用生物循环过程消耗污水的富营养成分,从而保护生态环境。
生态混凝土的应用现状
透水性混凝土
与普通的水泥混凝土路面相比,透水性道路能够使雨水迅速地渗入地表,还原成地下水,使地下水资源得到及时补充,保持土壤湿度,改善城市地表植物和土壤微生物的生存条件。同时透水性路面具有较大的孔隙率,与土壤相通,能蓄积较多的热量。有利于调节城市空间的温度和湿度,消除热岛现象;当集中降雨时,能够减轻排水设施的负担,防止路面积水和夜间反光,提高车辆、行人的通行舒适性与安全性;大量的孔隙能够吸收车辆行驶时产生的噪声,创造安静舒适的交通环境。由于透水性路面有诸多优点,欧美和日本等发达国家已经广泛使用这种路面材料,将其用于公园、人行道、轻量级车道、停车场以及各种体育场地。
绿化混凝土
绿化混凝土是指能够适应绿色植物生长、进行绿色植被的混凝土及其制品。绿化混凝土用于城市的道路两侧及中央隔离带,水边护坡、楼顶、停车厂等部位,可以增加城市的绿色空间,调节人们的生活情绪,同时能够吸收噪音和粉尘,对城市的生态平衡也起到了积极作用,是与自然协调、具有环保意义的混同材料。20世纪90年代初期,日本最早开始研究绿化混凝土,从混凝土结构的绿化施工方法、评价指标等多方面进行了系统的研究和开发。目前绿化混凝土在日本已得到了广泛的应用,从城市建筑物的局部绿化、沿岸、护坡工程到道路、机场建设等大型土木工程,均考虑了此种绿化措施。
吸音混凝土
吸音混凝土是针对所产生的噪音采取的隔音、吸音措施。吸音混凝土具有连续、多孔的内部结构,具有较大的内表面积,与普通的、密实混凝土组成复合构造。多孔的吸音混凝土直接暴露面对噪音源,入射的声波一部分被反射,大部分则通过连通孔隙被吸收到混凝土内部,其中有一小部分声波由于混凝土内部的摩擦作用转换成热能,而大部分声波透过多孔混凝土层,到达多孔混凝土背后的空气层和密实混凝土板表面再被反射,而这部分被反射的声波从反方向再次通过多孔混凝土向外部发散。吸音混凝土就是为了减少交通噪音而开发,适用于机场、高速公路及其两侧、地铁等产生恒定噪音的场所,能明显地降低交通噪音,改善出行环境以及公共交通设施周围的居住环境。
生态混凝土发展趋势
(1)生态混凝土智能化
生态混凝土智能化集生态混凝土和智能混凝土的双重特性。
(2)生态混凝土规模化
目前,由于生态混凝土,尤其是环境友好混凝土大多还处于试验室阶段,因此,生态混凝土规模化产生的经济化是促进生态混凝土推广的有效途径。
(3)生态混凝土理论化
生态混凝土不同于传统混凝土,传统混凝土的理论无法指导生态混凝土的研究,其理论尚待进一步研究。
(4)生态混凝土体系化
生态型混凝土是集岩石工程力学、生物学、土壤学、肥料学、硅酸盐化学、园艺学、环境生态和水土保持学等学科于一体的综合交叉学科,体系化是生态混凝土发展的必然趋势。
(5)生态混凝土的集成化
生态混凝+研究的趋势应以集成化和多元化来达到复合多功能的效果,如研制一种净水植被混凝土,集植被混凝土和净水混凝土双重功能,其目的是用净水混凝土所吸附的菌类或富营养元素来满足植被混凝土中植物的生长,而植被混凝土中所生长的植物是通过某种反应来增加净水混凝土的净水效果。
生态混凝土具有调节生态平衡、美化环境景观、实现人类与自然的协调具有积极的作用,在解决地球环境问题、转变人类发展观念,改善人居环境、净化水污染以及废物利用等方面,相比于普通混凝土条件十分优越。因此,研究和开发新型生态混凝土具有很大的现实意义。同时生态混凝土是传统混凝土材料走可持续发展之路保护生态环境与可持续发展观在建筑材料方面的具体体现和必然选择。随着人类生活水平的不断提高和环境保护意识的不断增强,生态混凝土必将具有巨大的应用前景。同时,我们在思考与规划我国混凝土发展战略时,一定要从整个国民经济的重大需求和紧迫问题出发,力求获得最大的经济、社会效益,特别要注意资源和环境的保护,达到经济、社会、环境的协调发展。
编辑:田青青
素材来源:网络
校审:王珂武萌瑶
责编:都怡佩
审核:郝敏敏
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