生物基質混凝土在國外叫生態混凝土,是九幾年的時候從日本引過來,首先從吉林省水科所,然后到天津水科院,還有一些本土化的監測和技術的跟進。
這個技術在我們國家主要還是應用在水利上面,因為水利從以前的建設角度來講,它比較講究安全性,都是直接硬化,直接溝渠化。
今天主要的內容就講三個部分。
1、混凝土的簡介。
2、生物基質混凝土和普通生態混凝土的比較。
3、工程實施過程和方式。
一、生物基質混凝土示意圖原理大概是這樣的,具有一個比較抗壓強度的單一瀝青骨料層,還有連續孔隙的骨料,里面填充一些生物基質的基質體,包括植物。后期植物可以從骨料層的孔隙上到下能夠穿透,而不是混凝土澆筑之后變成底下有封漿或者堵孔的現象。
生物基質混凝土解決的問題就是要求一定硬化,有一定抗壓強度的傳統水泥上面,可能有一些地方需要綠化,需要復綠,我們解決不了,這個技術就可以解決硬化建筑體上面的綠化。
二、BSC生物基質混凝土優點。
1、骨料層是采用了比較大的粒徑,有比較大的孔隙,孔徑也是比較大的骨料層,骨料一般都選用3公分到5公分的單一粒徑作為原料,這里面不能有級配,只能是單一,這樣才有比較大的可能性有比較連續的孔隙。
我們現在做的生物基質混凝土骨料層孔隙率會到20%到35%中間,大概30%有基質填充植物種子活體的,30%孔隙里面能夠獲得植物生長基本的營養,根系可以有一個融通的空間,這是引進之后的改進。日本人開發之后的這個粒徑比較,1公分到2公分之間,他們在生態停車廠直接鋪上去,空氣、水透就可以了,不需要做植被,就像現在發展出來一個新的方向 有點不一致。
2、生物基質混凝土第二個優勢,在建設初期就加入了保水劑、種子。生物活性菌劑根據我們這五六年做的工程反饋信息做的調整,原來水泥骨料層建筑完了之后有一個強大的堿性,我們想通過具有微生物活性的菌劑調整生物基質,調整種植基質的堿性,讓它更適合植物的生長。同時用活性菌劑替代化肥,減少二次二氧化碳污染,減少化肥使用。
這是我們的一個樣品。
這是我們和中科院地理所一起做的,這個群體做了一些共同開發,要求有效微生物菌數達到2億個每克的標準。
3、我們在建設初期就讓生物基質混凝土獲得一個植物和建群種的孔隙,種子播種下去,從完成初期就可以獲得一個比較好的生態效應,或者比較好的生物多樣性,初期就可以維持一個生態持續效果。在屋頂綠化也可以有這種選擇,生物多樣性或者多品種。
這是我們在四川江油市余江大壩做完了效果,主要有豆科,有三葉草、荷葉菊還有本地蓼科的植物,在免養護、免管護的條件下,算是取得一個比較不錯的效果,有花有草,還不需要養護。
骨料層中間的孔隙通過普通的手段,一般難以充填滿的,在我們自己做技術規范或者技術流程里面,提倡采用壓注、鋪設等方式把基質壓到骨料層的孔隙里面,日本人通過壓力澆鑄基把攪拌好的漿體壓制進去,我們國家生產水平有點差,一般是基于投資,因為做這個需要燒油或者燒電,也需要產業工人有一個比較好的培訓,我們現在感覺做的這么多工程體,比較大的一個感觸就是后落到做事兒的一部分,每個工程都是農民工在操作,他們對這些技術上面的要求,或者我們提出來的操作要求達標不了,日本人做的比較好。
這是我們在用的噴射、噴薄的技術手段,填充完了之后再往面上噴一層生物基質。
在生物基質混凝土提倡的效果來說,一般是不以獲得單一或者是整齊簡單的草坪復綠效果為目的,我們一般都會讓它獲得一個自然演化,后能夠滿足當地氣候群落的一個技術路線,讓它完成后對當地和工程體的生態和植被恢復,一般來說植被會通過前期的第一年、第二年的播種或者撒種子,獲得直接復綠的效果,第二三年本土鄉土品種比較豐富,第三四年當地品種基本上可以恢復到當地植被水平,外來的花草比較少。
各位老師對演替的路徑都比較熟悉了。
這是一個講它和生態系統比較減排的,這是宏觀上查的一些資料,我們沒有實力做每平米減了多少,這是根據水泥用量,根據工程體的體量來計算大概是這樣的,如果是用綠化生態植被恢復的手段來處理這些混凝土性質的硬化工程體,大概會有一個這樣的減排效果。
三、BSC生物基質混凝土應用的方向應該可以在這三個方面進行。
一是停車場。
二是住宅小區,住宅小區和屋頂綠化應用主要在垂直綠化、墻體率、小區內水景等等,原理是在底層基質上面構筑一層骨料層,往骨料層里面填充生物基質,通過普通的園林養護,讓它把植被恢復起來。
三是坡岸。
這都是傳統的屋頂綠化的一些做法,可能能做到的部分就是把種植層或者基質層替代或者有一些變化,
這是簡式屋頂綠化。
李工提出另外一個可能應用方向,像水體的小坡岸,直接做成透水的,讓水體和邊上植物平面有一個信息或者能量的交流,或者是補充。實際種植效果就是植被長到骨料里面,新聞媒介比較喜歡用長草的混凝土概念來描述這個技術,我們自己覺得這個并不是那么簡單,就是長草的混凝土。骨料都考慮陶粒、火山巖、工程塑料自重較輕的骨料澆鑄,基質層當中適當添加保水劑,厚度在5到15公分,可以在其表面附加植物土層,可以種一些大型植物。
停車場,停車廠需要較大抗壓強度骨料層,所選擇骨料如果不夠抗壓,就會被壓碎。這樣有一個好處,對普通硬化路面來講,它能夠極大的 提高滲水功能功效,減少水流往外排走的可能。現在一般用的都是制模性質的,植草磚,如果能做的話,直接澆鑄成,就可以減少制模的過程,在施工或者是費用上面是否可以由一些減少,但是這只是我們一個想法,真實情況沒有操作過,現在主要的方向也沒有在這方面做研究和合作,希望園林所和種植協會有可能的話,未嘗不可作為一個方向做一個小的實驗和小的研究。
在水利工程方面和堤河上面的應用。水利工程體和河湖堤岸因為有行洪要求,一般要求面板抗壓強度達到7兆帕,有能力保證20年或者30年洪水流量流速沖刷,保證地表徑流沖刷不會把面層沖掉。現在比較充分的河岸防洪,就是直接澆混凝土面板,還有片石的,這個看起來很惡劣,作為市民或者作為一個生活在這個地方的人,都覺得水泥地太不和諧,太熱了,我們希望有綠,有花,有沒有辦法把這個事情完成,又能夠滿足堤防安全,又能夠滿足日常生活需求,生態方面也可以得到很好受益的。
基本的做法就是在坡岸上鋪基質混凝土,找出需要的花類、植被,真實效果是這樣的,這是四川江油市的涪江做一個坡岸防護。底下這部分白的,還是水泥混凝土做的防護,因為下面是50年一遇的標準,上面一層少一些。
我們做的植被恢復和景觀美化,都是在壩體、堤岸要求工程完全才可以施工,不能種一層花、種一層草才開始,他們工程完成之后才可以把生物基質混凝土往上做,這是日本人做的一個流程,他們生產水平比較高,完全用機械化澆筑骨料層,我們就是靠人工,靠很簡單的攪拌機,靠人工抬上去填注。
這個坡岸底下已經做完水泥混凝土面板,有可能是石頭,能不能長出植物恢復。現在水利特別是城市河道的水利河伐上面已經做好硬化,要拆掉它,從根本上改變也是不可能,如果它不存在損毀的現象也不大可能操作。這是我們和河南省水利廳做的試樣,大概800米左右,已經做完硬化的坡面上,是不是也能恢復植被。
這就是我們植被基礎層在填充滿中間基質之后,在面上加噴了我們自己公司擁有的細骨料,這個細骨料混凝土自從噴完之后就能抗100個毫米的暴雨沖刷,你當天或者第二天要下雨,這個土是不會被侵蝕,它的密度和韌度比較好,河南省水利廳做這個的時候不太相信,長到一個月的時候,就直接拿花灑噴,模擬一個小時降100毫米雨量噴,結果澆了快一個小時,沒有出現任何的沖失溝和坍塌。澆水的那一塊長的特別好。特別密,花和草比原來的地方長的特別好,特別深。
這是做完之后45天的效果,基本上復綠和水土保持功能已經完成了。
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