多孔混凝土(porous concrete,英文名简写为POC)一般以单一粒径粗集料、水泥、掺合料、外加剂、水为原材料,经过适当的搅拌成型工艺制备而成。由于多孔混凝土具有宏观多孔堆聚状结构,使其具有多方面的生态环保应用价值,可广泛应用于河堤护坡、道路边坡、水质净化、公路路面、噪声吸收、水域生物栖息等工程之中。对于应用于河堤护坡、道路边坡工程上的植物生长型多孔混凝土,一般要求抗压强度不低于15MPa、空隙率介于25%～30%之间。本论文首先研究了多孔混凝土的制备成型工艺。多孔混凝土在搅拌过程中,应先将粗集料表面润湿,然后分批交替地加入水泥(含掺合料)、水(含溶解于其中的外加剂),搅拌时间控制在4min左右;当水泥浆体均匀地包裹在粗集料表面、集料表面光圆发亮、浆体不流淌迁移时,表明水灰比适宜,此时多孔混凝土混合料可以分层浇筑成型,振动时间应控制在20S左右。最适宜于多孔混凝土制备成型的水泥浆体流动度介于190㎜～220㎜之间。在水泥浆体中加入粉煤灰、特细砂、矿粉等掺合料有利于降低浆体的收缩率;当粉煤灰和矿粉的掺量低于15%时,对提高浆体强度有利;但特细砂的掺入对浆体强度不利。在水泥浆体中混合掺入粉煤灰、特细砂、矿粉,不但可以降低浆体的收缩率,而且可以提高浆体的抗压强度。在本论文试验中,通过选用不同级配的粗集料,以不同的集胶比(粗集料与胶凝材料的质量比,A/B)、水胶比(水与胶凝材料的质量比,W/B),按不同的配合比制备多孔混凝土,研究其性能。试验结果表明:粗集料级配、集胶比、水胶比是影响多孔混凝土性能的主要因素。在一定的集胶比和水胶比情况下,多孔混凝土抗压强度随粗集料粒径的增大而减小,空隙率随粗集料粒径的增大而增大;单一级配粗集料比连续级配粗集料更适宜于配制多孔混凝土。集胶比对多孔混凝土的强度和空隙率都有影响。集胶比增大时,多孔混凝土中水泥浆体用量减少,粗集料之间空隙的填充程度降低,因此会导致多孔混凝土抗压强度降低,空隙率增大;反之亦然。水胶比主要决定了多孔混凝土的成型特性,对应于每一种粗集料和水泥用量,都有一种最佳水胶比。对于植物生长型多孔混凝土,为了满足抗压强度大于15MPa、空隙率介于25%～30%之间的要求,粗集料粒径宜控制在10㎜～20㎜之间,集胶比(A/B)介于4～7之间,最佳水胶比(W/B)介于0.20～0.32之间。本论文借鉴普通混凝土抗冻性理论,引入冻土力学关于冻土中水分迁移的机理,模拟多孔混凝土应用于河堤护坡工程上时淹水冻结的实际情况,开发制定出了在冷冻机内放置保温试件箱、冻结锋面由试件表面向土体内部推移的多孔混凝土抗冻性试验方案,适合于评价植物生长型多孔混凝土的抗冻性。试验结果表明,抗压强度在15MPa以上、不掺加粉煤灰的多孔混凝土抗冻性良好,能够广泛应用于我国华东、华中、华南、西南等冬季最低气温不算太低、冰冻期较短地区的河堤护坡工程上。