[摘要]植草混凝土作為一種新型生態護坡材料，兼具邊坡防護和生態保護的雙重作用，在河道整治工程中具有廣闊的發展和應用前景。文章通過室內試驗，探討了三種常用成型方法對植草混凝土性能的影響，并獲得最佳成型參數。對三種不同成型方法的結果對比顯示，采用靜壓成型方法獲得的植草混凝土的抗壓強度和試驗孔隙率值均為最大，屬于三種成型方法中的最佳成型方法，建議在施工條件允許的情況下選用。

　　[關鍵詞]河道治理;植草混凝土;成型方法

　　1研究背景

　　隨著社會經濟的發展，人們生產生活對生態環境的影響日漸加重，并造成原始生態循環的破壞，同時帶來水資源利用方面的諸多問題。在傳統的河道整治工程中，大多強調簡單的快排式手段，不僅原始的生態河道被裁彎取直，而硬質化的砌石與混凝土河道護岸嚴重地阻礙了河流與生態陸地的水循環[1]。因此，使用新型環保護岸材料，進行河道生態化治理就已成為未來的發展趨向。在這一背景下，對于既能滿足河道排水防洪、濾水保土，又能滿足生態環保要求的新型生態護岸材料成為當下人們最為關注的研究話題[2]。目前，常見的生態護坡有多種形式，其中植草護坡技術應用最為廣泛，也最有發展前景。這種護坡由單一粒徑的石料、水泥、砂和添加劑按照一定的配合比制成，不僅可以滿足河道護坡的防洪抗沖要求，其內部的孔隙還可以為植物提供生長空間，具有十分顯著的生態價值[3]。目前，國內關于河道植草護坡的混凝土的研究主要集中于配合比優化、物理力學性能、植草性能以及水凈化機理等幾個主要方面[4]。顯然，植草護坡混凝土的物理和生態性能不僅和配合比密切相關，同時也和其成型工藝有很大關系。基于此，此次研究通過室內試驗對河道治理工程植草護坡混凝土成型工藝展開研究，以便為植草護坡工程設計施工提供必要的技術參考。

　　2試驗設計

　　2.1試驗材料

　　試驗用水為普通自來水，根據植草混凝土的堿性要求，水的PH值應該控制在8以內，每m3混凝土用水量在90-120kg之間;水泥是植草混凝土制備中的主要膠結材料，其強度會對混凝土的物理力學性能產生十分顯著的影響。此次試驗選用的是P.O42.5普通硅酸鹽水泥;植草混凝土的制備過程中，還需要摻入一定量的粉煤灰，以起到減少用水量和調節混凝土性能的作用[5]。此次試驗用粉煤灰為電廠生產的Ⅰ級粉煤灰;試驗用粗骨料為單級配人工碎石，其粒徑為10—20mm，堆積密度為1460kg/m3;細骨料為河沙，其細度模數為2.15，含泥量<2.8%。試驗用減水劑為山東萊陽鴻翔建筑外加劑廠生產的高效聚羥酸減水劑，該減水劑與水泥有良好的適應性，在減少用水量的同時，可以使混凝土的28d強度增加20%左右。

　　2.2試塊的制備

　　河道治理工程植草護坡混凝土成型方法試驗研究董文津(凌河保護區管理局，遼寧朝陽122629)[摘要]植草混凝土作為一種新型生態護坡材料，兼具邊坡防護和生態保護的雙重作用，在河道整治工程中具有廣闊的發展和應用前景。文章通過室內試驗，探討了三種常用成型方法對植草混凝土性能的影響，并獲得最佳成型參數。對三種不同成型方法的結果對比顯示，采用靜壓成型方法獲得的植草混凝土的抗壓強度和試驗孔隙率值均為最大，屬于三種成型方法中的最佳成型方法，建議在施工條件允許的情況下選用。[關鍵詞]河道治理;植草混凝土;成型方法[中圖分類號]TV431[文獻標識碼]B在植草混凝土制作過程中，采用二次投料法[6]。因為在該類混凝土的配合比設計過程中，為了獲得良好的內部孔隙率，一般會控制水泥等膠凝材料的用量，采用二次投料法進行混凝土的拌制，可以有效提升膠凝材料的拌合均勻度，使其能夠更為均勻的包裹好粗骨料，其具體做法是先將細骨料、水泥和粉煤灰等膠凝裝入容器攪拌均勻，然后將粗骨料以及20%的水加入攪拌機攪拌30s，在加入40%的水和一半膠凝材料拌合60s，然后將減水劑以及剩余40%水和一半的膠凝材料加入攪拌機拌合，直至粗骨料包漿層均勻且具有一定的金屬光澤。將制作好的混凝土倒入棱長為100mm的正方體模具，并按照不同的成型方式成型。在裝模之前需要將模具內壁擦拭干凈并涂刷一層脫模劑。將制作好的試件靜置24h拆模，然后置于標準養護室養護至28d齡期。

　　2.3試驗方案

　　為了研究不同成型方案對植草混凝土的影響，試驗中選擇了振動成型、搗插成型以及靜壓成型三種常用的成型模式進行試驗[7]。其中振動成型時將裝好混凝土的模具在振動臺上分別振動2s、4、6s、8s、10s、12s成型;采用搗插成型時用搗棒由模具的邊角向中心分別插搗0次、5次、15次、20次和25次成型;采用靜壓成型時，需要在試塊表面分別施加0.2kN、0.4kN、0.8kN、1.0kN、1.2kN的成型壓力，維持5s后成型。

　　2.4試驗方法

　　孔隙率是影響植草混凝土生態性能的重要指標[8]。試驗中，測定混凝土有效孔隙率的方法如下：首先測量試件的外觀尺寸，計算其體積V，將試件放入清水中浸泡飽和，并測量其在水中的質量W1，將試件取出在自然環境下靜置24h，再稱取其質量W2，然后按照如下公式測定其孔隙率P：P=[1-(W2-W1)/V]×100%(1)試件的抗壓強度采用液壓試驗法進行，試驗中的加載速率為0.1MPa，直至試件破壞，每組測試三個試件，將其均值作為該組方案的最終試驗結果。

　　3試驗結果與分析

　　3.1振動成型試驗結果與分析

　　利用上節設計的試驗方案和方法，對不同振動時間的振動成型試件的孔隙率以及抗壓強度進行測試，根據測試結果，繪制出如圖1和圖2所示的抗壓強度和孔隙率變化曲線。由圖可知，植草混凝土的抗壓強度隨振動時長的增大呈現出先增大后減小的特征，振動時間為8s時的抗壓強度最大，孔隙率則呈現出逐漸減小的特點。究其原因，隨著振動時間的增加，混凝土的密實度不斷增加，因此抗壓強度明顯增大，而振動時間的進一步增加，則會造成粗骨料表面膠結材料的脫落以及在混凝土底部的沉積，因此抗壓強度值有所減小。從孔隙率的變化來看，當振動時長小于8s時的減小幅度相對較小，而振動時長大于8s時的減小幅度明顯增大。綜上所示，如果采用振動成型方式，振動時長以8s為宜。

　　3.2插搗成型試驗結果與分析

　　利用上節設計的試驗方案和方法，對不同插搗次數的插搗成型試件的孔隙率以及抗壓強度進行測試，根據測試結果，繪制出如圖3和圖4所示的抗壓強度和孔隙率變化曲線。由圖可知，植草混凝土的抗壓強度隨著插搗次數的增加呈現出先增大后減小的變化特征，當插搗次數為15次時的抗壓強度值最大。同時，試件的孔隙率隨著插搗次數的增加呈現出逐漸減小的變化特征。造成上述變化特征的原因與振動成型類似，這里不再重復。綜合實驗結果，如果采用插搗成型模式，插搗次數應該以15次左右為最佳。

　　3.3靜壓成型試驗結果與分析

　　利用上節設計的試驗方案和方法，對不同靜壓荷載的靜壓成型試件的孔隙率以及抗壓強度進行測試，根據測試結果，繪制出如圖5和圖6所示的抗壓強度和孔隙率變化曲線。由圖可知，植草混凝土的抗壓強度隨著成型壓力的增大呈現出先增大后減小的變化特征，當成型壓力為0.8kN時混凝土的抗壓強度值最大。同時，試件的孔隙率隨著成型壓力的增加呈現出逐漸減小的變化特征。造成上述變化特征的原因前兩種成型方式類似，這里不再重復。綜合實驗結果，如果采用靜壓成型模式，成型壓力應該以0.8kN左右為最佳。

　　3.4不同成型方式的對比分析

　　為了對植草混凝土的成型方法進行進一步的優選，研究中對不同成型方法的最優參數試驗結果進行對比，具體數值如表1所示。由表中的結果可知，采用靜壓成型方法獲得的植草混凝土的抗壓強度和試驗孔隙率值均為最大，屬于三種成型方法中的最佳成型方法，建議在施工條件允許的情況下選用。

　　4結論

　　此次研究通過室內試驗的方式，探討了不同成型方法對植草混凝土性能的影響，獲得的主要結論如下：1)采用振動成型方法時，植草混凝土的抗壓強度隨振動時長的增大而先增大后減小，孔隙率則呈現出不斷減小的特征，振動時長為8s時可以獲得最佳效果。2)采用插搗成型方法時，植草混凝土的抗壓強度隨插搗次數的增大而先增大后減小，孔隙率則呈現出不斷減小的特征，插搗次數為15次時可以獲得最佳效果。3)采用靜壓成型方法時，植草混凝土的抗壓強度隨成型壓力的增大而先增大后減小，孔隙率則呈現出不斷減小的特征，成型壓力為0.8MPa時可以獲得最佳效果。4)三種不同成型方法的對比結果顯示，采用靜壓成型方法獲得的植草混凝土的抗壓強度和試驗孔隙率值均為最大，屬于三種成型方法中的最佳成型方法，建議在施工條件允許的情況下選用。

　　參考文獻：

　　[1]劉宇.基于農村中小河流生態護岸型式選擇研究[J].黑龍江水利科技，2020，4806：59-61.

　　[2]于鵬飛.植生混凝土河道護坡截表層土反濾特性研究[J].水科學與工程技術，2018，06：43-46.

　　[3]史衍慧.寒區水利工程用透水混凝土配合比優化試驗研究[J].水利科技與經濟，2020，2608：40-44.

　　[4]李焯然，江洧，李仟，晏成明.河道生態型護岸研究進展[J].廣東水利水電，2019，04：20-23+29.

　　[5]黃肖.河道整治工程植生生態混凝土最佳配合比研究[J].東北水利水電，2020，3809：53-55+62.

　　《河道治理工程植草護坡混凝土成型方法試驗研究》來源：《吉林水利》，作者：董文津