生物基质混凝土在国外叫生态混凝土,是九几年的时候从日本引过来,首先从吉林省水科所,然后到天津水科院,还有一些本土化的监测和技术的跟进。
这个技术在我们国家主要还是应用在水利上面,因为水利从以前的建设角度来讲,它比较讲究安全性,都是直接硬化,直接沟渠化。
今天主要的内容就讲三个部分。
1、混凝土的简介。
2、生物基质混凝土和普通生态混凝土的比较。
3、工程实施过程和方式。
一、生物基质混凝土示意图原理大概是这样的,具有一个比较抗压强度的单一沥青骨料层,还有连续孔隙的骨料,里面填充一些生物基质的基质体,包括植物。后期植物可以从骨料层的孔隙上到下能够穿透,而不是混凝土浇筑之后变成底下有封浆或者堵孔的现象。
生物基质混凝土解决的问题就是要求一定硬化,有一定抗压强度的传统水泥上面,可能有一些地方需要绿化,需要复绿,我们解决不了,这个技术就可以解决硬化建筑体上面的绿化。
二、BSC生物基质混凝土优点。
1、骨料层是采用了比较大的粒径,有比较大的孔隙,孔径也是比较大的骨料层,骨料一般都选用3公分到5公分的单一粒径作为原料,这里面不能有级配,只能是单一,这样才有比较大的可能性有比较连续的孔隙。
我们现在做的生物基质混凝土骨料层孔隙率会到20%到35%中间,大概30%有基质填充植物种子活体的,30%孔隙里面能够获得植物生长基本的营养,根系可以有一个融通的空间,这是引进之后的改进。日本人开发之后的这个粒径比较,1公分到2公分之间,他们在生态停车厂直接铺上去,空气、水透就可以了,不需要做植被,就像现在发展出来一个新的方向 有点不一致。
2、生物基质混凝土第二个优势,在建设初期就加入了保水剂、种子。生物活性菌剂根据我们这五六年做的工程反馈信息做的调整,原来水泥骨料层建筑完了之后有一个强大的碱性,我们想通过具有微生物活性的菌剂调整生物基质,调整种植基质的碱性,让它更适合植物的生长。同时用活性菌剂替代化肥,减少二次二氧化碳污染,减少化肥使用。
这是我们的一个样品。
这是我们和中科院地理所一起做的,这个群体做了一些共同开发,要求有效微生物菌数达到2亿个每克的标准。
3、我们在建设初期就让生物基质混凝土获得一个植物和建群种的孔隙,种子播种下去,从完成初期就可以获得一个比较好的生态效应,或者比较好的生物多样性,初期就可以维持一个生态持续效果。在屋顶绿化也可以有这种选择,生物多样性或者多品种。
这是我们在四川江油市余江大坝做完了效果,主要有豆科,有三叶草、荷叶菊还有本地蓼科的植物,在免养护、免管护的条件下,算是取得一个比较不错的效果,有花有草,还不需要养护。
骨料层中间的孔隙通过普通的手段,一般难以充填满的,在我们自己做技术规范或者技术流程里面,提倡采用压注、铺设等方式把基质压到骨料层的孔隙里面,日本人通过压力浇铸基把搅拌好的浆体压制进去,我们国家生产水平有点差,一般是基于投资,因为做这个需要烧油或者烧电,也需要产业工人有一个比较好的培训,我们现在感觉做的这么多工程体,比较大的一个感触就是后落到做事儿的一部分,每个工程都是农民工在操作,他们对这些技术上面的要求,或者我们提出来的操作要求达标不了,日本人做的比较好。
这是我们在用的喷射、喷薄的技术手段,填充完了之后再往面上喷一层生物基质。
在生物基质混凝土提倡的效果来说,一般是不以获得单一或者是整齐简单的草坪复绿效果为目的,我们一般都会让它获得一个自然演化,后能够满足当地气候群落的一个技术路线,让它完成后对当地和工程体的生态和植被恢复,一般来说植被会通过前期的第一年、第二年的播种或者撒种子,获得直接复绿的效果,第二三年本土乡土品种比较丰富,第三四年当地品种基本上可以恢复到当地植被水平,外来的花草比较少。
各位老师对演替的路径都比较熟悉了。
这是一个讲它和生态系统比较减排的,这是宏观上查的一些资料,我们没有实力做每平米减了多少,这是根据水泥用量,根据工程体的体量来计算大概是这样的,如果是用绿化生态植被恢复的手段来处理这些混凝土性质的硬化工程体,大概会有一个这样的减排效果。
三、BSC生物基质混凝土应用的方向应该可以在这三个方面进行。
一是停车场。
二是住宅小区,住宅小区和屋顶绿化应用主要在垂直绿化、墙体率、小区内水景等等,原理是在底层基质上面构筑一层骨料层,往骨料层里面填充生物基质,通过普通的园林养护,让它把植被恢复起来。
三是坡岸。
这都是传统的屋顶绿化的一些做法,可能能做到的部分就是把种植层或者基质层替代或者有一些变化,
这是简式屋顶绿化。
李工提出另外一个可能应用方向,像水体的小坡岸,直接做成透水的,让水体和边上植物平面有一个信息或者能量的交流,或者是补充。实际种植效果就是植被长到骨料里面,新闻媒介比较喜欢用长草的混凝土概念来描述这个技术,我们自己觉得这个并不是那么简单,就是长草的混凝土。骨料都考虑陶粒、火山岩、工程塑料自重较轻的骨料浇铸,基质层当中适当添加保水剂,厚度在5到15公分,可以在其表面附加植物土层,可以种一些大型植物。
停车场,停车厂需要较大抗压强度骨料层,所选择骨料如果不够抗压,就会被压碎。这样有一个好处,对普通硬化路面来讲,它能够极大的 提高渗水功能功效,减少水流往外排走的可能。现在一般用的都是制模性质的,植草砖,如果能做的话,直接浇铸成,就可以减少制模的过程,在施工或者是费用上面是否可以由一些减少,但是这只是我们一个想法,真实情况没有操作过,现在主要的方向也没有在这方面做研究和合作,希望园林所和种植协会有可能的话,未尝不可作为一个方向做一个小的实验和小的研究。
在水利工程方面和堤河上面的应用。水利工程体和河湖堤岸因为有行洪要求,一般要求面板抗压强度达到7兆帕,有能力保证20年或者30年洪水流量流速冲刷,保证地表径流冲刷不会把面层冲掉。现在比较充分的河岸防洪,就是直接浇混凝土面板,还有片石的,这个看起来很恶劣,作为市民或者作为一个生活在这个地方的人,都觉得水泥地太不和谐,太热了,我们希望有绿,有花,有没有办法把这个事情完成,又能够满足堤防安全,又能够满足日常生活需求,生态方面也可以得到很好受益的。
基本的做法就是在坡岸上铺基质混凝土,找出需要的花类、植被,真实效果是这样的,这是四川江油市的涪江做一个坡岸防护。底下这部分白的,还是水泥混凝土做的防护,因为下面是50年一遇的标准,上面一层少一些。
我们做的植被恢复和景观美化,都是在坝体、堤岸要求工程完全才可以施工,不能种一层花、种一层草才开始,他们工程完成之后才可以把生物基质混凝土往上做,这是日本人做的一个流程,他们生产水平比较高,完全用机械化浇筑骨料层,我们就是靠人工,靠很简单的搅拌机,靠人工抬上去填注。
这个坡岸底下已经做完水泥混凝土面板,有可能是石头,能不能长出植物恢复。现在水利特别是城市河道的水利河伐上面已经做好硬化,要拆掉它,从根本上改变也是不可能,如果它不存在损毁的现象也不大可能操作。这是我们和河南省水利厅做的试样,大概800米左右,已经做完硬化的坡面上,是不是也能恢复植被。
这就是我们植被基础层在填充满中间基质之后,在面上加喷了我们自己公司拥有的细骨料,这个细骨料混凝土自从喷完之后就能抗100个毫米的暴雨冲刷,你当天或者第二天要下雨,这个土是不会被侵蚀,它的密度和韧度比较好,河南省水利厅做这个的时候不太相信,长到一个月的时候,就直接拿花洒喷,模拟一个小时降100毫米雨量喷,结果浇了快一个小时,没有出现任何的冲失沟和坍塌。浇水的那一块长的特别好。特别密,花和草比原来的地方长的特别好,特别深。
这是做完之后45天的效果,基本上复绿和水土保持功能已经完成了。
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