植生混凝土中国建筑材料联合会.docx

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植生混凝土中国建筑材料联合会

中华人民共和国建材行业标准

《植生混凝土》

编制说明

建筑材料工业技术情报研究所

二零一八年十一月

《植生混凝土》行业标准编制说明

随着我国社会经济的发展，我国的基础设施如道路、铁路和水利等方面的建设取得了显著发展。

基础设施在建设过程中，往往会破坏原有的地形结构和植被，造成大面积的土壤裸露和植被破坏。

破坏后的植被和地形结构，很难在短时期内自我恢复。

普通混凝土和石砌类材料虽然具有强度高、耐久性好等优点，但其表面质地脆硬、粗糙、颜色灰暗，视觉效果缺乏生机，由其构筑的空间给人以粗、硬、冷、暗的感觉；其透水性差，阻断了水渗透，下雨时不能吸水、渗水蓄水，需水时不能将蓄存的水“释放”并加以利用。

针对这些问题，许多学者提出了植生混凝土。

植生混凝土像透水混凝土一样，具有贯通的大孔孔隙网络，能够透气、透水，具有保护结构、水土保持、植被恢复和生态减灾等优点。

多孔混凝土骨架结构在发挥承载作用的同时，保留了天然降水回渗到地下的通路，而这种特殊的混凝土中存在的孔隙也成为植物根系生长的空间，其表面可以生长植被。

植生混凝土可应用于护岸、护坡、公共停车场、广场、公园、城市立体绿化等，以提高岸坡稳定性及安全性、增加城市绿化面积、降低城市热岛效应、重构生态系统等作用。

这种新型的绿色环保混凝土，既具有混凝土的功能，又实现了生态化的需求，为人类构造了舒适的生态环境，社会效益和生态效益十分突出，对社会的可持续发展具有重要意义。

当前植生混凝土在日本、欧洲等国已得到了较为广泛的应用，在我国虽然起步较晚，但发展迅速、技术已经趋于成熟，并已大量应用于工程实践。

目前，国内还没有植生混凝土的产品标准，市场上产品的质量无法得到规范，可靠性和安全性无法得到保障。

因此制定植生混凝土产品的行业标准十分必要。

一、标准工作概况

（一）任务来源

植生混凝土作为一种生态混凝土，既能够保证植物生长和生存，起到透气、透水和环境绿化的功效，又能发挥刚性混凝土的特点，起到承载的功能，在用于护坡、护岸时，既可防止水土流失，又具备原有防护功能。

由于植生混凝土的诸多优点，市场上已经大量应用此类产品，但由于没有规范，所以产品质量参差不齐。

因此，制定植生混凝土产品的行业标准是当务之急。

根据中华人民共和国工业和信息化部《关于印发2016年第一批行业标准制修订计划的通知》要求，由建筑材料工业技术情报研究所负责《植生混凝土》（计划号2016-0131T-JC）行业标准的编制工作，标准归口单位为建筑工业综合标准化技术委员会。

（二）起草单位

本标准负责起草单位：

建筑材料工业技术情报研究所，南通市建筑工程质量检测中心。

本标准参加起草单位：

厦门市建筑科学研究院集团股份有限公司，天津市建筑科学研究院有限公司，盐城工学院，武汉源锦商品混凝土有限公司，防灾科技学院，中国建材检验认证集团北京天誉有限公司，上海城建物资有限公司，中建商品混凝土有限公司，四川华西绿舍建材有限公司，福建省建筑科学研究院，嘉华特种水泥股份有限公司，嘉兴学院，云南建投绿色高性能混凝土有限公司，厦门御坤市政园林工程有限公司，北京中德新亚建筑技术有限公司，南京瑞迪高新技术有限公司，四川衡鼎建材有限公司，成都市恒辉商品混凝土有限责任公司，天津市城市新海绵环保科技有限公司，中国建筑科学研究院建筑材料研究所，建筑材料工业技术监督研究中心，北京林业大学，福建农林大学，河南大学新型建筑材料实验室，重庆市巨成混凝土有限公司，株洲大禹恒基新材料有限公司，广东浪淘砂新型材料有限公司，浙江嘉宇工程管理有限公司，北京建筑大学，杭州群起建材有限公司。

本标准主要起草人：

王冬，郭翠芬，左彦峰，郭群，赵弘，朱晓旻，尹键丽，尹峻，奚新国，王毅，苑立冬，张利俊，侯维红，纪慧宇，刘登贤，王宁，吴承辉，李欢欢，李伟，唐修生，李恩全，陈均侨，何贵平，李从波，马敏超，严生军，杨文，张建，梁丽敏，周敏，任小伟，蒋元海，高桂波，宋桂龙，梁洲辅，蔡基伟，朱立德，彭周成，贺众宜，宋笑，卞立波，林科，马永胜。

（三）工作过程

1、成立工作组

建筑材料工业技术情报研究所接到任务后，首先着手对标准的国内外情况进行调研，征集参加标准制定的单位，提出了标准制定工作计划。

2016年12月15日在北京召开了建材行业标准《植生混凝土》第一次工作会议。

对标准的初稿和涉及内容进行讨论，组成了标准工作组，确定了任务分工。

具体分工见表1。

表1工作组成员及其主要分工

序号

项目

单位

成员

负责人

1

初稿、征求意见稿、送审稿

建筑材料工业技术情报研究所

王冬

王冬

郭翠芬

中国建材检验认证集团北京天誉有限公司

张利俊

2

编制说明

建筑材料工业技术情报研究所

郭翠芬

郭翠芬

王冬

3

验证试验

建筑材料工业技术情报研究所

郭群

郭群

防灾科技学院

左彦峰

福建农林大学

梁洲辅

河南大学新型建筑材料实验室

蔡基伟

建筑材料工业技术监督研究中心

朱立德

北京华信高技术公司

师纲领

4

征求意见汇总

建筑材料工业技术情报研究所

郭翠芬

郭翠芬

5

资料收集

建筑材料工业技术情报研究所

郭翠芬

郭翠芬

王冬

天津市建筑科学研究院有限公司

纪慧宇

武汉源锦商品混凝土有限公司

侯维红

上海城建物资有限公司

李欢欢

6

行业调研及样品征集

建筑材料工业技术情报研究所

陈晶

陈晶

中国建材检验认证集团北京天誉有限公司

张利俊

北京华信高技术公司

师纲领

广东浪淘砂新型材料有限公司

尧练

二、标准制定原则和主要内容的依据说明

（一）标准制定原则

根据GB/T1.1给出的原则编写。

标准的编制过程中，遵从积极采用国内外先进标准原则、技术创新原则、与其他标准协调性原则、标准文本规范性适用性原则、突出产品技术性原则。

编制小组查阅了大量的国内外相关标准，在现有标准的基础上，针对植生混凝土特有的性能，制定出体现该类产品的技术指标。

在符合植生混凝土行业的产品技术水平和应用的基础上，植生混凝土的普遍特性和性能优势，具有合适的覆盖面。

技术内容全面，指标宽严得当。

基于文献相关数据和大量验证试验结果，设定合理的技术指标参数，不合格品、合格品各占一定比例。

（二）标准题目

根据工业和信息化部办公厅[2016]58号文的要求，由建筑材料工业技术情报研究所负责《植生混凝土》行业标准的编制工作，标准题目为“植生混凝土”。

（三）标准制定的目的及使用范围

植生混凝土是一种生态混凝土。

《植生混凝土》建材行业标准的制定以规范统一植生混凝土的概念、性能指标为目的，为植生混凝土的生产和工程应用提供统一的检验方法和评判依据。

标准中规定了植生混凝土的术语和定义、分类和标记、原材料、技术要求、试验方法和检验规则。

本标准适用于护坡、护岸等生态修复工程或绿化工程所用到的植生混凝土。

（四）引用文件

本文件共计引用了13个标准。

其中，GB175《通用硅酸盐水泥》、GB/T1596《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》、GB/T18046《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》、GB/T27690《砂浆和混凝土用硅灰》、JGJ 52《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》、JGJ63《混凝土用水标准》是生产中可能用到的原材料需要执行的国家标准或行业标准。

其它包括的标准，GB/T50080-2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》、GB/T50081《普通混凝土力学性能试验方法标准》、GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》、CJJ/T253-2016《再生骨料透水混凝土应用技术规程》、DL/T 5150《水工混凝土试验规程》、JGJ53《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》、NY/T1377《土壤pH的测定》为检测性能时需要用到的方法标准。

（五）术语和定义

术语和定义是对标准中有关名词的释义。

由于植生混凝土、预制植生混凝土和现浇植生混凝土是新名词，在相关术语中没有专门的定义，本标准对其进行了定义和说明。

并对连续孔隙率和植生孔径两个性能指标也进行了专门的定义。

（六）技术要求

标准制定过程中，通过召开工作会议、专家会议或者与生产厂商技术人员电话沟通等多种讨论形式，以及分析植生混凝土的应用领域及特点，最终确定了本标准的各项技术指标。

需要考察的内容包括植生混凝土对植物生存和生长的影响因素、多孔混凝土的强度以及耐久性等。

具体指标包括连续孔隙率、植生孔径、pH值、抗压强度、抗冻性等性能。

（七）试验方法及指标确定

根据植生混凝土标准讨论稿中规定的各项技术指标的试验方法，结合植生混凝土的特点，制定过程中召开多次专家讨论会，最终确定了本标准的各项技术指标要求。

具体内容及说明如下：

1、连续孔隙率

一定的连续孔隙为植物提供了必要的生长空间，并可以起到透水、透气的效果。

连续孔隙可使植物根系间彼此交差，增强防水护坡功能，日本《植生型多孔混凝土河川护岸工法》规定，对用于普通护岸的植生混凝土，连续孔隙率在21%~30%之间；对用于长期受水流冲击的护岸植生混凝土，连续孔隙率在18%~21%之间。

护坡工程与普通护岸工程的情况比较接近，所以本标准参考日本河川护岸工法中的规定，设计了护坡用、普通护岸用和长期受水流冲击的护岸用植生混凝土的连续孔隙率限值。

而其它用途的植生混凝土的连续孔隙率可以适当放宽，前面三种用途植生混凝土的连续孔隙率范围的交集皆可适用。

2、植生孔径

具有一定的孔径，可使植物根系穿透混凝土，从混凝土下的土壤中吸收养分和水分。

孔径的大小决定着植物根系的发育扩展及获得养分补给的能力。

本标准中设计了透砂率试验来表征植生孔径，并规定了透砂率的限值为不小于50%。

3、抗压强度

植生混凝土结构需起到承载受力的作用，因此需要考虑其强度。

根据GB50666-2011《混凝土结构工程施工规范》中6.5.8规定“混凝土强度达到1.2N/mm2前，不得在其上踩踏、堆放荷载、安装模板及支架”的条款，权衡植生混凝土自身特点，为了提高工作效率，缩短工期，以便后续降碱、填充等工序进行，所以规定了7d抗压强度不小于3MPa。

日本《植生型多孔混凝土河川护岸工法》规定：

对用于普通护岸的植生混凝土，28d抗压强度要求不小于10MPa；对用于长期受水流冲击的护岸植生混凝土，28d抗压强度要求不小于18MPa。

护坡工程与普通护岸工程的情况比较接近，所以本标准参考日本河川护岸工法中的规定，设计了护坡用、普通护岸用和长期受水流冲击的护岸用植生混凝土28d抗压强度的要求。

考虑到植生混凝土在其它工程（包括停车场地面、屋顶绿化工程等）中的应用情况，并归纳收集到的文献资料中的数据可以发现，其它工程对于植生混凝土强度方面的要求不高，所以规定用于其它工程的植生混凝土，28d抗压强度不小于5MPa。

4、pH值

植生混凝土给植物提供的生存和生长空间的pH值必须满足植物存活的条件。

由于混凝土中的水泥在水化时产生较多的Ca（OH）2，使得混凝土呈强碱性，pH值高达13左右，这种碱性环境不利于植物的生长。

根据植物品种的不同，适宜生长的pH值也不同，但一般pH值在6~9之间，所以本标准将降碱和充填处理后植生混凝土内充填材料的pH值上限规定为9。

5、抗冻性

植生混凝土如果应用于有抗冻要求的工程中，需要考虑抗冻融性能。

本标准参照GB/T 50082《普通混凝土长期性和耐久性能试验方法标准》对植生混凝土的抗冻融性能进行评价。

由于植生混凝土的骨料间粘结形式为点粘结，骨料容易脱落，同时由于植生混凝土为孔洞结构，测其相对动弹模量是否可靠还不明确，所以采用试验条件是气冻水融法的慢冻法作为植生混凝土抗冻性的试验方法。

（八）检验规则

1、预制植生混凝土检验

预制植生混凝土的多孔混凝土性能检验采用出厂检验，应对连续孔隙率、植生孔径、抗压强度、抗冻性（如需要）进行检验；降碱和填充处理后植生混凝土的性能采用交货检验，对pH值进行检验。

2、现浇植生混凝土检验

现浇植生混凝土质量检验采用交货检验，应对所有的项目进行检验。

产品经检验，产品性能符合相应指标要求，则判定该批产品为合格产品；如果有一项或一项以上产品性能不符合性能指标要求，则判定该批产品为不合格产品。

3、试验验证情况

验证试验分别由建筑材料工业技术情报研究所，防灾科技学院，福建农林大学，河南大学新型建筑材料实验室，建筑材料工业技术监督研究中心，北京华信高技术公司六家单位完成，各单位编号分别用A、B、C、D、E、F表示。

各单位按照表2分别制作植生混凝土20种。

表2植生混凝土多孔骨架试验编号

石子粒径（mm）

目标孔隙率（%）

15

20

25

30

35

5-10

Z1-15

Z1-20

Z1-25

Z1-30

Z1-35

10-20

Z2-15

Z2-20

Z2-25

Z2-30

Z2-35

16-31.5

Z3-15

Z3-20

Z3-25

Z3-30

Z3-35

20-40

Z4-15

Z4-22

Z4-25

Z4-30

Z4-35

按照规定的试验方法，对连续孔隙率、透砂率和抗压强度分别进行测定。

各单位的试验编号，在表试验编号的基础上加上各单位编号，以示区分。

测定结果见表3至表8。

表3A单位测定结果

编号

性能指标

连续孔隙率/%

透砂率/%

7d抗压强度/MPa

28d抗压强度/MPa

AZ1-15

14

0.4

26.8

35.8

AZ1-20

20

1.0

18.4

25.5

AZ1-25

24

2.4

14.2

19.1

AZ1-30

32

4.6

15.1

20.5

AZ1-35

33

5.0

11.2

14.8

AZ2-15

14

12.5

22.1

30.5

AZ2-20

20

16.7

16.1

21.5

AZ2-25

25

20.3

12.4

16.9

AZ2-30

31

37.7

10.5

14.8

AZ2-35

36

39.1

8.3

10.8

AZ3-15

15

21.9

13.8

17.1

AZ3-20

22

39.5

11.1

15.4

AZ3-25

25

50.4

8.1

10.9

AZ3-30

29

56.8

5.2

6.6

AZ3-35

35

58.9

3.9

4.8

AZ4-15

16

39.4

13.0

16.2

AZ4-20

20

52.4

10.4

13.7

AZ4-25

24

67.8

7.1

9.5

AZ4-30

31

77.6

4.2

5.9

AZ4-35

33

80.9

2.3

3.2

表4B单位测定结果

编号

性能指标

连续孔隙率/%

透砂率/%

7d抗压强度/MPa

28d抗压强度/MPa

BZ1-15

15

0.7

27.4

37.8

BZ1-20

21

1.3

22.0

31.4

BZ1-25

26

2.6

16.9

23.8

BZ1-30

30

6.2

13.5

18.8

BZ1-35

36

6.4

11.2

15.7

BZ2-15

16

13.0

20.8

28.9

BZ2-20

22

18.3

18.1

24.7

BZ2-25

26

19.4

15.2

20.5

BZ2-30

32

35.9

11.8

16.8

BZ2-35

36

39.4

10.6

14.5

BZ3-15

16

23.8

14.0

18.3

BZ3-20

20

38.4

13.4

15.2

BZ3-25

25

53.4

8.6

11.5

BZ3-30

29

54.6

6.8

9.2

BZ3-35

34

59.5

3.3

4.5

BZ4-15

16

37.1

14.2

17.2

BZ4-20

20

50.3

11.5

14.4

BZ4-25

23

69.5

7.9

10.9

BZ4-30

32

78.8

4.6

6.3

BZ4-35

34

81.4

2.9

4.0

表5C单位测定结果

编号

性能指标

连续孔隙率/%

透砂率/%

7d抗压强度/MPa

28d抗压强度/MPa

CZ1-15

13

0.5

21.9

30.9

CZ1-20

20

0.9

16.4

20.8

CZ1-25

27

3.1

12.9

16.4

CZ1-30

31

5.2

11.5

14.8

CZ1-35

37

6.6

9.4

12.9

CZ2-15

14

13.6

17.5

24.7

CZ2-20

19

18.0

15.4

20.6

CZ2-25

23

18.4

12.1

15.4

CZ2-30

30

36.8

9.2

11.8

CZ2-35

34

38.7

7.4

9.7

CZ3-15

18

22.5

14.0

18.3

CZ3-20

18

40.2

13.4

15.2

CZ3-25

24

48.9

8.6

11.5

CZ3-30

28

55.0

6.8

9.2

CZ3-35

34

60.5

4.1

5.1

CZ4-15

17

41.5

14.2

17.2

CZ4-20

21

51.2

11.5

14.4

CZ4-25

23

70.1

7.9

10.9

CZ4-30

30

79.5

4.9

6.3

CZ4-35

36

83.1

3.4

4.8

表6D单位测定结果

编号

性能指标

连续孔隙率/%

透砂率/%

7d抗压强度/MPa

28d抗压强度/MPa

DZ1-15

16

0.3

32.9

44.5

DZ1-20

18

1.6

26.4

36.4

DZ1-25

24

1.9

19.5

26.7

DZ1-30

31

6.0

15.2

20.8

DZ1-35

34

7.0

11.8

15.4

DZ2-15

17

12.4

26.7

36.5

DZ2-20

18

17.6

22.5

30.7

DZ2-25

24

20.9

17.9

25.4

DZ2-30

28

39.2

14.9

19.5

DZ2-35

34

40.1

12.5

16.8

DZ3-15

14

21.7

11.4

15.2

DZ3-20

10

37.1

9.5

12.1

DZ3-25

23

51.9

6.0

8.3

DZ3-30

28

57.2

5.1

6.5

DZ3-35

37

61.2

3.3

4.2

DZ4-15

15

42.0

12.5

14.1

DZ4-20

22

50.9

9.9

12.5

DZ4-25

25

70.3

8.1

10.9

DZ4-30

28

80.1

4.6

5.8

DZ4-35

35

84.5

2.8

3.9

表7E单位测定结果

编号

性能指标

连续孔隙率/%

透砂率/%

7d抗压强度/MPa

28d抗压强度/MPa

EZ1-15

13

0.2

19.2

25.8

EZ1-20

21

1.8

15.4

19.6

EZ1-25

35

2.1

12.8

16.4

EZ1-30

32

7.6

9.4

12.5

EZ1-35

33

8.2

8.1

9.8

EZ2-15

16

14.2

14.9

20.1

EZ2-20

23

18.5

12.9

15.9

EZ2-25

27

21.1

10.4

13.4

EZ2-30

30

35.9

8.0

10.5

EZ2-35

32

39.6

6.9

8.7

EZ3-15

13

23.6

9.5

12.4

EZ3-20

19

50.9

7.9

9.5

EZ3-25

24

54.6

6.8

7.4

EZ3-30

28

58.2

5.6

6.1

EZ3-35

33

60.8

3.9

4.5

EZ4-15

15

41.5

7.4

9.8

EZ4-20

18

45.7

5.7

7.1

EZ4-25

22

69.5

4.5

5.4

EZ4-30

31

82.4

2.0

2.7

EZ4-35

36

85.2

1.8

2.1

表8F单位测定结果

编号

性能指标

连续孔隙率/%

透砂率/%

7d抗压强度/MPa

28d抗压强度/MPa

FZ1-15

15

0.7

29.4

40.5

FZ1-20

19

1.0

27.1

36.4

FZ1-25

23

3.5

23.4

32.4

FZ1-30

29

6.8

19.5

27.1

FZ1-35

33

9.8

15.7

20.4

FZ2-15

14

13.5

24.9

34.8

FZ2-20

18

18.6

23.0

30.1

FZ2-25

23

25.7

20.4

27.6

FZ2-30

29

38.4

16.1

20.4

FZ2-35

33

40.5

10.3

14.1

FZ3-15

12

25.8

18.4

25.1

FZ3-20

19

39.8

17.1

22.4

FZ3-25

25

50.1

13.5

18.2

FZ3-30

32

56.2

9.0

12.4

FZ3-35

37

63.4

6.0

8.5

FZ4-15

13

41.8

14.5

18.9

FZ4-20

20

52.4

11.6

14.8

FZ4-25

24

72.8

8.4

10.9

FZ4-30

28

76.9

5.4

7.4

FZ4-35

34

82.5

4.9

6.2

结果分析：

由表3至表8的数据可知，实测的连续孔隙率与目标孔隙率相比基本相差在±2%之间，可以认为制作的试件合乎规格。

标准中规定了7d抗压强度不少于3MPa，据统计，120组数据中仅有2组数据不符合要求，所以7d抗压强度的指标比较容易达到。

实际生产中，在保证了安全的基础上，有利于缩短工期和提高工作效率。

28d的抗压强度数据中大于等于5MPa的共有116组，大于等于10MPa的一共87组，大于等于18MPa的一共43组。

标准中所规定性能指标范围，在以上数据中均有对应的数据存在，说明指标设定的范围合理。

将同期预留下的尺寸为150mm×150mm×150m