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1、海绵城市新型生态建筑材料性能探讨摘要:利用铜尾矿和膨润土为填充料制备了一种新型生态建筑材料，并对不同配比的建筑材料展开了工程性能试验。讨论发觉，当新型生态建筑材料中铜尾矿掺量为10%时，材料的抗压强度到达5.36MPa，渗透系数为4.48cm/s，吸水率达20.57%，其抗压能力较强，且具有优良的吸、渗水能力。讨论成果为促进海绵城市建设和固体废物资源化提供了肯定的借鉴作用。关键词:海绵城市;生态材料;室内试验;最正确配比;废物资源化我国夏季降雨多、降雨强，给城市防洪和排水问题带来极大的挑战，严重危害城市经济进展与人民生命安全1-3。因此，促进我国海绵城市的建设，有效解决我国夏季城市内涝问题具有
2、重要意义。为响应国家进展绿色建筑、节能建筑的号召，我国学者主动展开了有关生态建筑材料的讨论。杨锐文4等探讨了新型生态建筑材料在生态住宅建设中的应用前景和重要意义，并依据实际状况，分析了多种新型建筑材料的基本特性与具体应用方法，讨论成果为建筑生态住宅的过程中新型节能材料的应用提供了肯定指导作用。刘德建等5深入讨论生态建筑材料在房屋建筑工程中的应用，指出其能够有效提高建筑设计内容的节能性及建筑资源的利用率。杨新科6则深入发掘了生态建筑材料在水利工程中的应用，讨论成果为水利工程绿色化建设提供了肯定的思路。综上所述，现有关于市政工程尤其是湿地公园改造相关的生态建筑材料的讨论较少7-9，而生态建筑材料对
3、湿地公园生态环境爱护具有重要意义。本文依托山西省汾河文化生态景区管理处人工湿地水质净化工程改造项目，提出利用铜尾矿和膨润土制备一种新型生态建筑材料，并基于室内试验验证了材料的工程性能，讨论成果为促进海绵城市建设和固体废物资源化提供了肯定的借鉴作用。1工程背景山西省汾河文化生态景区管理处人工湿地水质净化工程位于汾河某城区段，属尧都区。两侧大堤(治导线)间宽度为300560m，主河槽宽180、260m，河道比降0.588左右，左岸为现城区，右岸为规划城区，两岸景观环境优美，特殊适合人类休闲和居住，如图1所示。两岸工农业比较发达，人口稠密，该段河道的防洪安全、生态环境问题极其重要。因此，引入海绵城市
4、新型生态建筑材料并应用到该湿地公园改造工程中对改善区域生态环境具有重要意义。2材料制备与试验设计2.1原材料制备新型生态建筑材料所用的原材料如下:粗骨料，采纳废弃烧结砖建筑材料，经过破裂、筛分并烘干后作为粗骨料使用，直径在2.005.00mm之间;填充料，铜尾矿取自广西省桂林市某尾矿，细化后筛选出0.100.30mm粒级颗粒作为填充料;膨润土为钠基膨润土，黄色粉末状，湿压强度为129kPa，膨润值为67，含水量达8.09%;胶凝材料，采纳海螺牌P.O42.5级水泥，标准抗压强度为50MPa，抗折强度为9MPa。2.2配比设计与材料制备为讨论填充料中铜尾矿掺量对新型生态建筑材料工程力学性能的影响
5、，本次讨论室内制备了4种不同铜尾矿掺量(0%、5%、10%和15%)条件下的新型生态建筑材料试样，并保持其他材料成分的含量不变，具体配比设计见表2。将配置好的材料搅拌匀称后在室温下养护28d后，试样尺寸为100mm100mm100mm。进一步依据一般混凝土力学性能试验方法标准等相关规范10对养护28d后的新型生态建筑材料展开力学试验、渗透性试验以及吸水能力测试，以确定材料中铜尾矿的最优掺量，获得工程性能最正确的新型生态建筑材料。3试验结果分析3.1力学性能基于室内单轴压缩试验结果得出的不同铜尾矿掺量条件下新型生态建筑材料的力学参数见表3.由表3可知，随着铜尾矿掺量的渐渐增大，新型生态建筑材料的
6、抗压强度渐渐增大，但其增大的速率越来越慢。当铜尾矿掺量为0%，新型生态建筑材料的抗压强度为4.86MPa，随着铜尾矿掺量的渐渐增大，其抗压强度分别相对增长幅度为8.06%、10.28%及11.53%。铜尾矿的掺量对材料的变形能力影响显著，不同铜尾矿掺量下新型生态建筑材料的峰值点应变分别为1.13%、1.08%、0.93%和0.88%，材料的塑性变形能力降低而应脆性特征增添。此外，随着铜尾矿掺量的增大材料的弹性模量也渐渐增大，不同铜尾矿掺量下新型生态建筑材料的弹性模量分别为0.38、0.49、0.58以及0.62GPa。综上，铜尾矿的掺量能够有效增添新型生态建筑材料的承载能力。3.2渗透性能基于
7、室内常水头渗透试验得到的新型生态建筑材料渗透系数随铜尾矿掺量的改变关系曲线，如图2所示。由图2可知，随着铜尾矿掺量的渐渐增大，新型生态建筑材料的渗透系数呈现出渐渐增大的改变规律，但其增长速率渐渐减小。当铜尾矿材料掺量为0%时，材料的渗透系数为4.18cm/s，而当铜尾矿含量到达15%时，材料的渗透系数为4.51cm/s，渗透系数相对增大7.89%。由此可见，铜尾矿能够有效增大材料的渗透性。分析认为，由于膨润土的主要成分为蒙脱石，且其在与铜尾矿成分结合的过程中会形成硅氧四面体结构，在材料内部形成了小孔构造，增大了材料的渗透性;铜尾矿颗粒外表光滑度较差，且其与膨润土结合后会产生较多的裂缝，形成大量
8、的可渗透通道，因此提升了材料的渗透性。进一步分析新型生态建筑材料的渗透系数与铜尾矿掺量之间的关系并进行函数拟合，发觉二者之间符合幂函数关系，函数拟合效果良好，线性相关系数到达0.9202，二者之间相关性强。3.3吸水性能基于室内常水头渗透试验得到的新型生态建筑材料吸水率随铜尾矿掺量的改变关系曲线，如图3所示。由图3可知，随着铜尾矿掺量的渐渐增大，新型生态建筑材料的吸水率呈先增大后减小的改变趋势，二者之间符合二次函数关系。在不掺铜尾矿条件下，新型生态建筑材料的吸水率为20.12%;当铜尾矿掺量为10%时，材料的吸水性最强，此时吸水率达20.57%，较不掺铜尾矿条件下增大2.24%。此后，材料的吸
9、水能力有所降低，当铜尾矿掺量为15%时，材料的吸水率为20.15%。综上所述，新型生态建筑材料的抗压能力较强，且具有优良的吸、渗水能力，能够较好的应用到湿地公园生态建设与改造项目中。此外，当新型生态建筑材料中铜尾矿掺量为10%时，此时材料具备最正确工程性能，其抗压强度为5.36MPa，渗透系数为4.48cm/s，最大吸水率达20.57%。4结论本文依托山西省汾河文化生态景区工程改造项目，提出利用铜尾矿和膨润土制备新型生态建筑材料并基于室内试验展开了验证。得出主要结论如下。(1)利用铜尾矿和膨润土制备的新型生态建筑材料具有抗压强度大、吸渗水能力好等优势。当新型生态建筑材料中铜尾矿掺量为10%时，
10、材料的综合工程性能最正确，在水利工程建设具有良好应用前景。(2)新型生态建筑能够合理回收利用铜尾矿材料，实现了固体废弃物资源化回收利用。(3)本文未讨论膨润土的影响，后续讨论可以考虑正交试验综合分析铜尾矿与膨润土掺量的影响。参考文献1陈冬青低平原区海绵城市建设探讨J水利技术监督，2022(3):100-101，232，2392郭锐城市低影响措施下雨洪效果模拟讨论J水利技术监督，2022，25(6):99-101，1283任建超，谢水波，刘慧，等海绵城市背景下的城市内涝防控策略讨论J水利规划与设计，2022(11):35-38，1054杨锐生态住宅建筑中新型建筑材料的应用J江西建材，2022(1
11、2):196-1975刘德建低碳节能建筑设计和绿色建筑生态节能设计讨论J建筑技术开发，2022，47(19):141-1426杨新科生态脆弱地区水利工程施工的环境效应J四川水泥，2022(10):103-1047刘少华新型材料在城乡美化建设中的应用J住宅与房地产，2022(27):84，928沈杰，张苏俊，朱旭东，等秀丽乡村建设中绿色生态钢木组合结构建筑应用讨论以扬州为例J绿色环保建材，2022(6):60-619张丽，朱斌，张永刚环鄱阳湖区域生态社区中建筑表皮材料与环境融合的表现J四川水泥，2022(5):121-12210GB/T500812002一般混凝土力学性能试验方法标准S 王燕 单位：临汾市水利勘测设计院本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！第8页 共8页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页