????在全球氣候變化加劇、山地災(zāi)害頻發(fā)的背景下,生態(tài)水泥基植生材料作為綠色減災(zāi)工程的重要支撐,正面臨保水能力不足、植物適應(yīng)性差、耐久性有限等關(guān)鍵挑戰(zhàn)。針對這些問題,成都山地所吳帆副研究員及合作者圍繞生物基材料開展了系統(tǒng)化、創(chuàng)新性研究,提出了一系列提升材料性能與生態(tài)功能的新策略。
????研究基于植物纖維增強的水泥基復(fù)合材料設(shè)計理念,將生物基芒草(Miscanthus)粉末填充于多孔植物混凝土的孔隙結(jié)構(gòu)中,顯著改善了其吸水性與生態(tài)功能。結(jié)果顯示,與傳統(tǒng)植生混凝土相比,添加芒草粉末使24小時吸水率提高了119%–246%,植物覆蓋率提升了36.5%,有效延緩了早期植被退化。研究還系統(tǒng)比較了將“種子與基質(zhì)混合”與“表面播種”兩種種植方法,最終確認(rèn)表面播種在促進(jìn)植物生長和覆蓋方面效果更優(yōu)。結(jié)合材料的力學(xué)性能與植物生長適應(yīng)性,推薦采用0.2%高吸水樹脂(SAP)摻量和水泥與芒草比例0.5–0.75的組合,實現(xiàn)生態(tài)與結(jié)構(gòu)的良好平衡。
????該研究工作得到了中國博士后國際交流派出項目、埃因霍溫理工大學(xué)等支持,相關(guān)成果已發(fā)表在Journal of Cleaner Production 和 Construction and Building Materials等期刊上,為推動水泥基植生材料在綠色生態(tài)減災(zāi)工程中的應(yīng)用提供部分參考。
(a)普通植生混凝土和(b)生物基植生混凝土保水能力示意
(a)種子與基質(zhì)混合和(b)表面播種對植物生長影響