分析了混凝土人工鱼礁的国内外研究及应用进展,提出了以透水混凝土和植生混凝土为基础的新型生态鱼礁混凝土方案,制备了具有较高孔隙率和特定表面性质的生态型鱼礁混凝土,可为海洋生物附着生长提供有利环境。通过将自主研发的增韧水性环氧涂层钢筋应用到人工鱼礁骨架上,有效缓解了钢筋由于氯离子侵蚀而产生的锈蚀问题,从而大大提高了鱼礁结构的安全性和耐久性。此外,在礁型设计方面,采用混凝土管状堆积模型,辅以离心成型工艺进行设计。

黏土砖再生粗骨料生态混凝土的制备工艺、结构以及性能与普通混凝土不同,黏土砖粗骨料由于破碎过程中产生裂隙较多,其强度比天然骨料低,强化后的骨料性能可满足制造生态混凝土的需要。本文研究了设计目标孔隙率、水胶比、骨料粒径等均会对黏土砖再生粗骨料混凝土的强度产生影响,结果表明,设计目标孔隙率影响最大,骨料粒径影响最小,在25%以上孔隙率要求下,优化混凝土配合比设计,可配制出强度大于5 MPa且具有较好施工性能的黏土砖再生粗骨料生态混凝土。

以污泥为基料制备的生态混凝土为对象,研究了去离子水、硫酸-硝酸溶液和醋酸溶液三种浸取剂在浸取混凝土过程中重金属的浸出情况和液相p H值变化特性。结果表明,重金属铅(Pb)、铬(Cr)、镉(Cd)、铜(Cu)和锌(Zn)的浸出量随着混凝土粒径的减小而逐渐增加,砷(As)的浸出量随着混凝土粒径的减小略有减小;液相p H值随着时间的增加而增加,浸取剂为醋酸溶液时,平衡后液相p H值最小;浸取剂的种类对混凝土中重金属浸出结果影响很大,3种浸取剂条件下重金属的浸出率大小为:醋酸溶液>硫酸-硝酸溶液>去离子水,但重金属的浸出浓度都远低于GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》规定的限值,重金属固化效果很好。

为了避免污泥随意排放产生的二次污染并合理利用污泥中的有效成分，本文研究出一种无污染、低成本、简单易行的污泥资源化利用新途径。以污泥、细砂、粗骨料、水泥为基料，加入一定量的聚羧酸减水剂．按照不同基料配比制备出生态混凝土，并对其进行抗压、抗折、孔隙率、渗滤液等指标的测试及工艺流程的探讨。结果显示,在试验范围内最优配比为水：水泥：污泥：砂石：细砂=0．21：1：0．5：0．95：3．此时样品的抗压强度可达19-22MPa,抗折强度可达1．75～1．90kPa，孔隙率为19％-20％；产品渗滤液pH值为8．4-8．9，渗滤液中含有N、P、K等营养元素．且金属元素都低于相应国标规定的限值。此工艺所制备的生态混凝土制品可以用于边坡护理、道路绿化等场所，具有广阔的市场应用前景。

选用16~20mm、20~25mm、25~30mm三种粗骨料级配,分别以普通硅酸盐水泥、低碱硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥-秸秆粉三种胶凝材料制备了生态混凝土。对其力学、物理性能及内部孔隙碱环境进行研究,并探究了不同种植模式下,各胶凝体系生态混凝土的可植性。结果表明,生态混凝土的抗压强度随粗骨料粒径的增大而降低;粗骨料粒径为16~20mm时,生态混凝土28d抗压强度可达5.39MPa,孔隙率大于30%;低碱硫铝酸盐水泥制备的生态混凝土内部孔隙环境呈中性,可植生性表现优异;将秸秆粉作为掺合料加入硅酸盐水泥中,制备的生态混凝土有一定吸附中和碱物质的作用,使混凝土孔隙环境能基本满足植株的生长。

介绍了生态混凝土在淹水区生态护坡工程应用背景和生态混凝土制备工艺、基本性能、施工工艺以及施工过程中控制要点,并通过泰州市秋雪湖淹水区边坡护坡及绿化工程实例,具体阐述了生态混凝土的工程应用及功能。

生态混凝土的研究利用为海绵城市的建设提供了新的思路和方向。本文在研究国内外文献和实际调研的基础上,分析了生态混凝土和海绵城市在理念上的一致性,对生态混凝土的应用现状和功能特性做出了全面分析,指出尚存的问题,进一步指导其在海绵城市中的推广应用,改善我国当前资源环境紧张的问题,促进经济社会可持续发展。