一、绿色生态混凝土

        （一）、生态混凝土概念

        1、什么叫做生态混凝土？

          所谓生态混凝土，就是通过材料筛选、采用特殊工艺制造出来的具有特殊结构与表面特性的，能减少环境负荷，与生态环境相协调，能为生态修复、治理作出贡献的混凝土。

         研发现状：目前，公司开发的生态混凝土主要用于边坡治理（包括河道、大坝、蓄水池、人工湖及道路两侧）、路面排水、植生、净化水质、降低噪声、防菌杀菌、吸附去除NOx以及阻挡电磁波，现阶段的研究重点在于生态混凝土的耐久性研究等方面，已有相当的基准及规范。

        2、应用背景及意义

         随着城市化发展的不断加快，水泥混凝土、沥青等不透气、不透水材料的大量使用，使得道路变整洁干净，但大规模的不透水地面铺装取代了原有的森林、绿地和田野等生态地表，导致地表很难与空气进行热量、水分交换，致使生态平衡受到破坏。

    生态混凝土应用具有重要意义，体现在：

       （1）有效降低城市热岛效应；

       （2）减少城市内涝，补充城市地下水，减少城市地表沉降；

       （3) 净化水质，绿化环境，最大限度保护原有河湖水系、生态体系；

       （4）降噪、防滑；

       （5）在海绵城市建设中将发挥不可替代的作用。 

       （二）、生态混凝土分类

        1、现浇透水生态混凝土：

       由骨料、水泥和水拌制而成的一种多孔轻质混凝土， 粗骨料表面包覆一薄层水泥浆相互粘结而形成孔穴均匀分布的蜂窝状结构。作为一种新型的环保型、生态型的材料系统，已日益受到人们的关注。对于恢复不断遭受破坏的地球环境是一种创造性的材料，将对人类的可持续发展作出贡献。

        2、透水生态混凝土的功能:

             （1）减轻城市排水设施的负担，防止城市内涝；

             （2）还原成地下水，保持土壤湿度；

             （3）调节城市的温度和湿度，改善城市热循环，缓解热岛效应；

             （4）防止路面积水，改善交通及行车安全；

             （5）大孔隙率能降噪，减少扬尘污染；

             （6）抗冻性优异，易于维护；

             （7）在冬天，使透水路面上的积雪比普通路面更快融化，更防滑更安全。

        混凝土彩色透水砖：

        用于人行道、广场、公园道路等，是海绵城市的重要组成部分。  

 

         透水混凝土的广泛用途： 

         公园内道路、人行道、广场、球场、轻量级道路、停车场、地下建筑工程以及各种新型体育场地等。 

        通过改进生产工艺，还可用于河道、高速公路、山体护坡、草坪地板、无土绿色植被种植、农田水利等。

         现浇植生生态混凝土的功能：

        

        （1）pH≤9，具有环境友好性或生物相容性；

        （2）增加城市绿化空间；

        （3）具有除尘降噪、透水透气、净储热等功能，帮助我们实现“在水泥上长草，让混凝土呼吸起来的梦想”；

        （4）具有一定的强度，用于护坡、护堤时，可防止水土流失；

        （5）平衡城市生态。       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        现浇植生生态混凝土应用范围：

        用于保护和绿化城镇人行路面、停车场、建筑物墙壁、河道堤圩和屋顶等。

         现浇生态混凝土与各种混凝土指标对比：

        

         3、现浇透水·植生生态混凝土的共性：               

         新型现浇透水·植生生态混凝土呈米花糖状，存在非常多的单独或连通的孔隙。其将连续粒度的粗骨料(必要时可使用细骨料)、水泥、水(少量)及添加剂（SR-3/SR-4）进行适当的调整配比，经现场或搅拌站搅拌，现浇及自然养护而成。该混凝土除了起到高强护堤作用外，还由于其自身的多孔性和良好的透气透水性，能实现植物和水中生物在其中的生长，真正起到净化水质、改善景观和完善生态系统的多重功能。

         新型现浇透水·植生生态混凝土的特性：         

         混凝土特性：保水性良好、强度发展快（4小时可达5Mpa，7d达到20～25MPa）、水泥浆体致密、抗压抗弯强度大，与普通混凝土相当。

         结构特性：具有大量连通的孔隙，且孔隙率、孔径分布可控性好。

         施工特性：施工简便，凝固时间快，适宜现场浇筑，自然养护。

         生态特性：可实现植生绿化、生物共存、水质净化等功能。

         其它特性：耐久、耐化学侵（腐）蚀性能良好。

        A、抗压强度

        现浇生态混凝土自然养护7d的抗压强度在20～25MPa之间，一般混凝土需要养护28d后才能达到这个指标。一般而言，普通生态混凝土由于孔隙的存在其强度低于普通混凝土。而现浇生态混凝土专用添加剂的使用以及特殊配合比的设计使得水泥水化反应加快，达到早强的目的；同时，水泥浆体的内聚力和水泥浆体与骨料的粘附力得到提高，从而增强混凝土的强度，解决了混凝土本身存在的强度与孔隙率的矛盾。自然养护28d后其强度能够达到25～30MPa，与普通混凝土相当，满足护坡的要求。

        B、孔隙率

        该混凝土是将单一粒度的粗骨料、少量细骨料、水泥、水及添加剂进行适当的调整，进行现场搅拌、浇筑及自然养护后呈米花糖状，具有非常多的单独或者连续孔隙的多孔混凝土。孔隙率在10～30%之间，在保证护坡强度的同时，能够满足过滤、植物生长及小生物栖息的需求。

        C、透水性

        透水性是新型现浇生态混凝土的重要指标之一，它的大小可以随基础材料的颗粒组成不同而有些差异，透水系数必须达到0.1cm/s以上。混凝土孔隙的存在是透水性混凝土透水性能的保证。该生态混凝土特殊的施工工法，使得水泥浆体不会因坍落而堵塞生态混凝土下部结构孔隙，确保孔隙在生态混凝土整体结构中的分布均匀。其具有0.5～5cm/s的透水系数，能够满足过滤、植物生长及小生物栖息的需求，真正实现理想的护坡目的。

        D、酸碱度

        普通混凝土中的水泥在水化过程中生成的Ca(OH)2，使得混凝土呈强碱性，pH值高达13左右。而新型现浇生态混凝土由于添加剂的引入，与水泥水化反应形成新的水化合物，能够在混凝土表面形成致密的保护层，防止Ca(OH)2的溶出。另外由于减少了水泥用量，这对降低生态混凝土的pH值极为有利。因此，该生态混凝土的PH值可以控制在7左右，这样的酸碱度有利于植物和水生物的生长。

        E、耐久性

        碳化：现浇生态混凝土在工程应用中一般内部不配置钢筋，属于素混凝土，不涉及到混凝土碳化对钢筋混凝土中钢筋保护膜的破坏作用，另外对素混凝土，碳化还可以提高混凝土的耐久性，因此，混凝土的碳化对耐久性的影响甚微。

        另外，随着时间的推移，空气中的CO2进一步地中和了水泥砂浆中的Ca(OH)2，pH值进一步地降低，使得混凝土更加接近中性，从而有利植物和水中生物的生长。

        冻融：生态混凝土的抗冻融能力是衡量其耐久性的重要指标。该生态混凝土具有生态功能的同时，且具有良好的抗冲击和抗疲劳性能。经过冻结溶解试验（ASTMC666-75）证实，即使是在严冬地带也具有良好的耐久性，其冻融循环次数能达到80次以上。

    （三）、市政工程

      1、护坡技术

      ★传统护坡技术的不足

        传统的护坡技术，生态相容性差，随着长时间的侵蚀作用，容易出现破裂、裂缝，容易造成裂缝处土体被洗掘，护坡结构整体稳定性变差，严重时可引发整体滑坡。

        （1）被动防护，堤体与外部处于物质、能量的隔离状态，内部不稳定；

        （2）需铺设反滤层，施工繁琐；

        （3）保护层（如堤体）与保护层间的协调变形能力差，故抗震能力差，结构稳定性差，耐久性能不好；

        （4）环境生态修复和改善以及景观附加功能等。

         ★现浇生态混凝土护坡技术

        

         ▲现浇植生生态混凝土河道护坡示意图

         现浇生态混凝土护坡技术是在过去对混凝土的强度和耐久性要求的基础上，进一步结合环境问题，协调生态环境，降低环境负荷，保存及提高环境景观而发展起来的，它主要分为河道护坡和山体护坡。是将混凝土集料与生态护坡专用添加剂进行适当的配比和现浇施工，形成堤坝常水位以下透水型高强生态混凝土护坡（河道护坡）、现浇生态混凝土护坡（山体护坡），常水位以上植生型高强生态混凝土护坡的完整的生态护坡体系。该技术由于生态护坡专用添加剂的特殊贡献，使透水型高强生态混凝土同时具有强度高、孔隙率合理、孔径小的性能特点，实现了耐久、透水、反滤的护坡功能；植生型高强生态混凝土同时具有强度高、孔隙率大、孔径合理的植生性能特点，既达到耐久、稳定的护坡目的，又能适应多种植生方式，满足绿化覆盖率达至95%以上的设计要求。

         ★现浇生态混凝土护坡技术的优点      

        （1）透水、防止水土流失（管涌现象）

        生态混凝土砂、石颗粒组成可以根据不同地区堆土材料自身粒体大小进行调配，从而有效防止水土流失。

        （2）消波、抗震

        该生态混凝土表面粗糙，使用在水库水坝、河流侧斜面，可以降低波浪高度，防止斜面侵蚀。根据实际测定，该护坡技术可比传统护坡技术消波水平提高30～50%。

        （3）植生、改善环境

        在河道、大坝中，用附有植被和绿化功能的生态混凝土代替一般混凝土，不仅可以治水，还可以作为包含微生物在内的动植物的栖息、生存场所，也可以起到保全自然生态系统、美化河流景观、构建自然性护岸的作用。而且附在混凝土空隙内部和外部表面的细菌、小动物类、藻类等还可以对水质起到净化作用。

        （4）其它作用

        现浇生态混凝土设置在海中，常被作为增殖礁使用，能够改善海洋近岸的生态功能。

        现浇生态混凝土用于道路边坡，由于其多孔性的结构，可以有效吸收声波、降低噪音。

        现浇生态混凝土使用在道路的切土面，可以减轻车辆的车灯反射眩光。

         ★现浇生态混凝土与普通混凝土护坡效果具体比较

        

         ★部分代表工程

（四）、人工鱼礁

        1、概念

        近年来，受人为和自然环境影响，海洋生态体系受到严重破坏，其具体表现为大型海藻场的退化或荒漠化。如果单从渔业等海洋经济性产业保护的角度出发，其本质应该是保护海洋整体生态体系。目前，人工鱼礁的使用从本质上说是利用海洋生态自我修复的能力，通过人为干预生物生存环境，保护或修复其生态体系。但是，现有的人工鱼礁对海洋生态系统的影响能力有限。使用海洋生物适应型透水、植生生态混凝土，同时配合复合加强筋可以完全取代传统钢筋混凝土制备人工鱼礁。其优势在于高耐久性和提供高比表面积，使人工鱼礁的服役寿命更长，对生物附着性能大幅提高。

          2、不同材质人工鱼礁的优缺点

          3、海洋生物适应型透水·植生生态混凝土的优势    

        （1）具有较高孔隙率，为生物附着提供充足的表面积和内部空间；

        （2） pH值可根据生物适应性在8.5～12之间调节，满足生物生存生长需要；

        （3）在海洋环境中较普通混凝土具有高耐久性；

        （4） 凝结时间快，早期强度发展迅速，适宜大规模预制构件的制作，加快模具周转速率。

         

 

          4、生态混凝土人工鱼礁工程

（五）、特种应用

        1、概念

        工程中使用天然植物绿化进行时，存在植物生长周期的问题。例如使用喷播技术时，使用草种进行播种，从施工之日至绿化率达到80%，需时约2～3个月。在这段时期，无任何绿化效果，无法实现快速绿化的目的。为此，公司采用植生混凝土模块化技术，在工程施工之前，提前进行制作，根据当地气候条件选取合适的植物种植在植生混凝土预制构件中，并养护；等需要绿化施工时，将植生混凝土预制构件现场吊、拼装，在短时间内完成快速绿化。

        2、应用范围

         植生混凝土可在山体护坡、屋顶等部位实现快速绿化，同时对于特殊土质地带（如沙漠、碱性土、盐渍土等）进行快速绿化。

           3、技术途径

         植生混凝土模块化设计：根据植物生长规律提前进行模块化种植。

         为确保实现施工现场快速吊装，在短时间内完成快速绿化工程，公司自主研发了新型机械手。

         4、深圳大鹏植生混凝土模块化快速施工工程

         该工程位于深圳大鹏，2013年开始组织实施，2014年获得相关单位验收通过，实现了植生生态混凝土模块化快速施工。

（六）、功能混凝土

             功能混凝土是在具备传统混凝土具有的相关力学性能基础上还具备着其他物理性能、装饰功能或特定功能的混凝土。包括不分散混凝土、导电混凝土、路面防冻混凝土、防静电混凝土、透光混凝土、清水混凝土、镜面混凝土等。

            ①、不分散混凝土                                                          ② 导电混凝土

          

③、防静电混凝土

       

④、透光混凝土

     

⑤、清水混凝土

        

 

        ⑥、镜面混凝土

       

        二、冶炼废渣（镍铁）集料混凝土 

        公司开发的“冶炼废渣（镍铁）集料混凝土”被列为“江苏省重点推广应用的新技术新产品”，被列为省政府重点组织推广应用的对象，优先享受国家政策的支持。

    镍铁冶炼废渣主要用作混凝土骨料，绿色环保，有利自然资源的综合利用；极大地降低混凝土的生产成本，提升企业综合竞争实力。开发冶炼废渣混凝土应用特性材料，实现冶炼废渣大宗、高附加值的利用，既是对不可再生自然资源的有利补充，更是对环境的保护，也是建筑建材业节能、减排、环保，走可持续发展道路的必然要求。

▲镍铁冶炼废渣

▲镍铁冶炼废渣集料混凝土路面

▲回收加工冶炼废渣砂用  

▲冶炼废渣砂的回收加工  

▲科学技术

    四、再生混凝土

    旧建筑物或结构物解体的混凝土经破碎分级，成为粗细骨料，用以代替混凝土中部分砂石，配制成的混凝土，称作再生骨料混凝土。再生骨料混凝土技术可实现对废弃混凝土的再加工，使其恢复原有性能，形成新的建材产品，从而既能使有限资源得以利用，又解决了部分环保问题。这是发展绿色混凝土，实现建筑资源环境可持续发展的主要措施之一。

▲可用于生产再生骨料的建筑垃圾 

▲再生骨料

    三、自密实混凝土

    自密实混凝土(Self Compacting Concrete 或Self-Consolidating Concrete 简称SCC)是指在自身重力作用下，能够流动、密实，即使存在致密钢筋也能完全填充模板，同时获得很好均质性，并且不需要附加振动的混凝土。
    自密实混凝土被称为‘近几十年中混凝土建筑技术最具革命性的发展’，因为自密实混凝土拥有众多优点：
    1、保证混凝土良好地密实。
    2、提高生产效率。由于不需要振捣，混凝土浇筑需要的时间大幅度缩短，工人劳动强度大幅度降低，需要工人数量减少。
    3、改善工作环境和安全性。没有振捣噪音，避免工人长时间手持振动器导致的‘手臂振动综合症’。
    4、改善混凝土的表面质量。不会出现表面气泡或蜂窝麻面，不需要进行表面修补；能够逼真呈现模板表面的纹理或造型。
    5、增加了结构设计的自由度。不需要振捣，可以浇筑成型形状复杂、薄壁和密集配筋的结构。以前，这类结构往往因为混凝土浇筑施工的困难而限制采用。
    6、避免了振捣对模板产生的磨损。
    7、减少混凝土对搅拌机的磨损。
    8、可能降低工程整体造价。从提高施工速度、环境对噪音限制、减少人工和保证质量等诸多方面降低成本。

▲可用于生产再生骨料的建筑垃圾 

▲测量自密实混凝土塌落度