CN102690099B

CN102690099B - 一种土壤固化剂在温室大棚墙体建筑上的应用

Info

Publication number: CN102690099B
Application number: CN 201210196741
Authority: CN
Inventors: 王希山; 王心歌; 张松林; 韩友青
Original assignee: XINJIANG HUISEN BIOTECHNOLOGY CO Ltd
Current assignee: XINJIANG HUISEN BIOTECHNOLOGY CO Ltd
Priority date: 2012-06-15
Filing date: 2012-06-15
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2032-06-15
Also published as: CN102690099A

Abstract

本发明公开了一种土壤固化剂在温室大棚墙体建筑上的应用及制备的固化土料。通过将2.5%的羟丙基甲基纤维素和5%的聚丙烯酰胺溶解于22.5%的水，形成水溶液；再加入70%的水玻璃，通过搅拌均匀，将0.2%固化剂原液加入99.8%的低盐度自来水中拌合均匀成固化剂稀释液；将6%-8%的水泥均匀拌合到94%-92%的素土中，制成拌合土：将12%固化剂稀释液分次均匀喷洒到88%的拌合土中，拌合均匀，制备获得固化土料，投入筑墙模具中均匀摊铺于作业面上，强夯压实，最大压实密度1.76g/cm³；经覆膜养生10-15天即可投入使用。本发明适合风沙土类型的冬暖式温室大棚墙体建设领域，具有广泛的实用性。

Description

一种土壤固化剂在温室大棚墙体建筑上的应用

技术领域

本发明涉及一种建筑材料应用技术领域；具体的说，本发明涉及一种土壤固化剂在风沙土类型的冬暖式温室大棚墙体建筑上的具体应用技术领域。

背景技术

近年来，各地十分重视设施农业的发展，把设施农业作为优化农业产业结构、建设现代农业、促进农业全面增产、农民有效增收，维护社会稳定的有效措施来推进，实现城乡统筹整体突破。

国际上设施农业的发展在欧洲已经有100多年的历史了。荷兰是现代农业的发源地；上世纪50年代真正意义上的温室大棚才兴起，但大规模的现代型设施农业是近年来随着农业环境工程技术的突破而迅速发展起来的一种集约化程度很高的农业生产技术；随着现代工业向农业的渗透和微电子技术的应用，集约型设施农业在美国、荷兰、日本等一些发达国家得到迅速发展，并形成了一个强大的支柱产业。我国从上世纪80年代开始研究发展真正意义上的温室大棚，1984年国家发布了第一项有关温室大棚建设的GB 4176—1984《农用塑料棚装配式钢管骨架》的国家标准，到1990年，寿光三元朱村的冬暖式大棚蔬菜种植技术试验成功。

风沙土作为新疆分布面积最大的土壤类型，主要分布在塔里木盆地的塔克拉玛干沙漠和准格尔盆地的古尔班通古特沙漠；风沙土有机质含量一般在0.2%-0.6%；土壤剖面无明显的腐殖层和淋溶淀积层，一般由薄而淡的腐殖层和深而厚的母质层组成，质地均一，土壤颗粒组成中粒径＞0.02 mm的粗砂和细沙组成，细沙占到85%-90%，粘粒和粉砂含量很少，几乎无＞2 mm的石砾；化学组成以二氧化硅为主，其次是三氧化铝和三氧化铁；腐殖酸组成以富里酸为主。再加上大陆性干旱气候，降水量少，蒸发量大，干燥风多，且大风日数持续时间长。独特的自然环境和地质条件，对设施农业需求和依赖更是不可或缺。对温室大棚抗拉、压强度，防护等级，要求更高。

温室大棚造价主要取决于主体结构材料的构成。温室大棚根据主体结构材料分类主要有：土木结构温室大棚；钢筋混凝土结构温室大棚；钢结构温室大棚；铝合金结构温室大棚和其他材料温室大棚；而冬暖式温室大棚墙体建设不但决定温室大棚的使用寿命还直接决定整个温室大棚的工程造价和大棚产出比。

土木结构的温室大棚因其造价最低5-8万/亩座，最容易实现，在我国的种植面积最大，但其使用寿命低小于12年，配套功能低，其抗拉、压强度无法实现自动化卷帘等设备的配套安装，劳动强度大；土筑墙体保温性能差，防护等级低；墙体易损毁，越到后期养护成本高；尤其是产出比没法和其他高档硼比。另外筑墙所用的泥土全都是就地取材种植多年的活土，无形之中破坏了大棚土壤结构，造成土壤板结；新土为死土，农作物无法从新土壤中汲取到全部的营养，致使作物生长不旺，生气缺损，农民前三年的新棚种植几乎是以肥地活土为主，经济效益低下，这也是土木结构大棚不可回避的问题。其发展受限，前景越来越被看衰。

钢筋混凝土结构的温室大棚虽然使用寿命大于30年，其配套功能、保温性能、防护等级、劳动强度、墙体抗压等比土木结构的大棚均有了很大的改进和提高，但其高昂造价30-40万/亩座，使农民望而却步；另一方面，砖块砌墙所用的大量的石灰、水泥、粉煤灰、碎石、砾石等传统墙体建筑材料，所消耗的资源、能源，浪费的土地，破坏的植被，排放的二氧化碳等温室气体无不与当前的节能减排和可持续发展政策法规相悖。

钢结构温室大棚、铝合金结构温室大棚和其他材料温室大棚，这些高档大棚的造价，农民更是不能接受，其推广的可能性显而易见，现有技术迫切需要一种造价较低、结构合理，适合新疆风塔里木盆地沙土类型的特性和现有冬暖式温室大棚建设合适的建筑材料。

发明内容

针对新疆塔里木盆地风沙土类型的特性和现有冬暖式温室大棚建设必须有适合的建筑材料，既能有钢筋混凝土结构温室大棚的诸多优点，还要有土木结构温室大棚的价格品位，为了克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种土壤固化剂在温室大棚墙体建筑上的应用方法，有利于环境生态保护，适合在新疆塔里木盆地风沙土类型的冬暖式温室大棚墙体建筑上的具体应用，以此代替传统的干打垒和砖混筑墙建筑材料，提高大棚的防护等级，延长大棚使用寿命，成本控制在15-18万/亩座，让农民易接受。

本发明的主要技术方案：

通过将已制备的固化剂原液，根据作业土壤的最佳含水量和最大密度准确计算固化剂所需剂量和水的重量，稀释固化剂原液；用水泥拌合形成固化土施工而完成；将拌合好的物料运至使用地点，投入筑墙模具中均匀摊铺于作业面上，强夯压实达到工艺所需的压实度；覆膜养生数日制备获得固化土料即可投入使用。

本发明具体提供一种土壤固化剂在温室大棚墙体建筑中的应用方法，%按质量百分比计，具体应用方法步骤如下。

（1）将2.5%的羟丙基甲基纤维素和5%的聚丙烯酰胺溶解于22.5%的水，形成水溶液；再加入70%的水玻璃，水玻璃的模数为2.5-3，密度为1.35-1.50 g/ cm³，波美度为38-48，通过搅拌均匀组成固化剂原液。

（2）固化剂稀释液制备：将步骤（1）制备的固化剂原液0.2%加入99.8%的低盐度自来水中拌合均匀成固化剂稀释液。

（3）素土的制备：将土壤中的杂草、树木、树根杂物和大土块清除，水分控制在15%-18%。

（4）拌合土的制备：将6%-8%的水泥均匀拌合到步骤（3）已备好的94%-92%的素土中，制成拌合土。

（5）固化土制备：将将步骤（2）中的12%固化剂稀释液分次均匀喷洒到88%的拌合土中，拌合均匀，制备获得固化土料，适用于新疆塔里木盆地风沙土类型冬暖式温室大棚墙体建筑的新型建筑材料。

（6）采用运输工具将拌合好的固化土料运至使用地点。

（7）将上述步骤制备获得的固化土料投入筑墙模具中均匀摊铺于作业面上，强夯压实，最大压实密度1.76 g/ cm³。

（8）覆膜养生10-15天即可投入使用。

同时，本发明提供一种采用上述制备方法获得的固化土料。

本发明采用的具体原理，本发明具体涉及由多种无机、有机材料合成的用于固化各类土壤的新型节能环保工程材料。它与土壤混合后通过一系列物理化学反应来改变土壤的工程性质，能将土壤中大量的自由水以结晶水的形式固定下来，使得土壤胶团表面电流降低，胶团所吸附的双电层减薄，电解质浓度增强，颗粒趋于凝聚，体积膨胀而进一步填充土壤孔隙，在压实功的作用下，使固化土易于压实和稳定, 从而形成整体结构，并达到常规所不能达到的压密度。经过土壤固化剂处理过的土壤，其强度、密实度、回弹模量、弯沉值、CBR、剪切强度等性能都得到了很大的提高，经济环境效益俱佳，以此代替传统的干打垒和砖混筑墙建筑材料，提高大棚的防护等级，延长大棚使用寿命，是理想的温室大棚墙体建筑材料选择。

通过应用和地方建筑检验单位检测上述提供的用于温室大棚墙体建筑的土壤固化剂及制备方法，本发明可以达到以下有益效果。

（1）本发明与现有大棚墙体的建筑技术相比具有节约建设成本，缩短工期，尤其就地取材筑墙，大大降低了工程造价，比混凝土结构节约成本的40%～50%；工期可缩短约50%。

（2）在不改变施工条件的情况下，无侧限抗压强度可提高40%～70%，节省了工程维修成本。

（3）施工工艺简单，工人只需简单培训即可，劳动力需求量减少30%-40%；制备的墙体散热慢，不怕水汽浸泡。

附图说明

图1显示为土壤固化剂在温室大棚墙体建筑上的应用流程图。

具体实施方式

下面，举实施例说明本发明，但是，本发明并不限于下述的实施例。

本发明中选用的所有原辅材料和设备都为本领域熟知选用的，本发明中涉及到的%都为重量百分比，除非特别指出除外；其他本领域熟知的一些类似原辅材料和设备都不限制本发明以下实施方式的实施。

实施例一：土壤固化剂在温室大棚墙体建筑中的应用

%按质量百分比计，土壤固化剂在温室大棚墙体建筑上的应用方法具体步骤如下。

（6）采用运输工具将拌合好的固化土料运至使用地点。

（8）覆膜养生10-15天即可投入使用。

通过上述应用方案具有如下诸多优点和特点：

本发明与现有大棚墙体的建筑技术相比具有节约建设成本，缩短工期，尤其就地取材筑墙，大大降低了工程造价，比混凝土结构节约成本的40%～50%；工期可缩短约50%；在不改变施工条件的情况下，无侧限抗压强度可提高40%～70%，节省了工程维修成本；施工工艺简单，工人只需简单培训即可，劳动力需求量减少30%-40%；墙体散热慢，不怕水汽浸泡。

实施例二：土壤固化剂在温室大棚墙体建筑上的应用

（3）素土的制备：将土壤中的杂草、树木、树根杂物和大土块清除，水分控制在15%。

（4）拌合土的制备：将6%的水泥均匀拌合到步骤（3）已备好的94%的素土中，制成拌合土。

（6）采用运输工具将拌合好的固化土料运至使用地点。

（8）覆膜养生10-15天即可投入使用。

本发明与现有大棚墙体的建筑技术相比具有节约建设成本，缩短工期，尤其就地取材筑墙，大大降低了工程造价，比混凝土结构节约成本的40%；工期可缩短约50%；在不改变施工条件的情况下，无侧限抗压强度可提高40%，节省了工程维修成本；施工工艺简单，工人只需简单培训即可，劳动力需求量减少40%；墙体散热慢，不怕水汽浸泡。

实施例三：土壤固化剂在温室大棚墙体建筑中的应用

（4）拌合土的制备：将8%的水泥均匀拌合到步骤（3）已备好的92%的素土中，制成拌合土。

（6）采用运输工具将拌合好的固化土料运至使用地点。

（8）覆膜养生10-15天即可投入使用。

本发明与现有大棚墙体的建筑技术相比具有节约建设成本，缩短工期，尤其就地取材筑墙，大大降低了工程造价，比混凝土结构节约成本的50%；工期可缩短约50%；在不改变施工条件的情况下，无侧限抗压强度可提高70%，节省了工程维修成本；施工工艺简单，工人只需简单培训即可，劳动力需求量减少30%；墙体散热慢，不怕水汽浸泡。

实施例四：固化土料原料的制备

1、固化剂原液

羟丙基甲基纤维素选用中粘度冷水分散型，粘度100000 mPa.s；聚丙烯酰胺选用阳离子聚丙烯酰胺（CPAM)；水总可溶性固体含量TDS小于500mg/L的低盐度自来水；选用的水玻璃的模数为2.5-3，密度为1.35-1.50 g/cm3，波美度为38-48。

2、固化剂稀释液

%按质量百分比计，将0.2%固化剂原液加入99.8%的低盐度自来水中拌合均匀成固化剂稀释液，固化剂原液浓度高、量少便于运输和保存，而实际应用中固化剂的用量稀释倍数很高，也可根据具体要求灵活稀释，故将原液和稀释液分两个单元操作；稀释用自来水，总可溶性固体含量TDS小于500mg/L的低盐度自来水，不能是污水，常温的水即可。

3、素土

选用土壤去杂后，即将土壤中杂草、树木、树根杂物和大土块清除，水分控制15%-18%左。

4、拌合土

%按质量百分比计，将6%-8%的水泥均匀拌合到已备好的94%-92%的素土中，主要是强化碳化和脱水结晶固结作用，而6%-8%的水泥添加量已完全满足墙体抗拉、压的要求。

5、固化土

%按质量百分比计，将12%固化剂稀释液分次均匀喷洒到88%的拌合土中，拌合均匀。12%固化剂稀释液主要是针对88%的拌合土中素土水分控制在15%-18%左右要求定量的，固化剂稀释液含量低于10%，固化效果会下降，达不到抗拉、压要求；固化剂稀释液含量高于15%，固化土持水量过高而影响夯实工作，给后面施工操作带来困难；拌合均匀是为了避免夹生而影响墙体的固化效果。

Claims

1.一种土壤固化剂在温室大棚墙体建筑中的应用方法，其特征在于，按质量百分比计，具体应用方法步骤如下：

（1）将2.5%的羟丙基甲基纤维素和5%的聚丙烯酰胺溶解于22.5%的水，形成水溶液；再加入70%的水玻璃，水玻璃的模数为2.5-3，密度为1.35-1.50 g/ cm³，波美度为38-48，通过搅拌均匀组成固化剂原液；

（2）固化剂稀释液制备：将步骤（1）制备的固化剂原液0.2%加入99.8%的低盐度自来水中拌合均匀成固化剂稀释液；

（3）素土的制备：将土壤中的杂草、树木、树根杂物和大土块清除，水分控制在15%-18%；

（4）拌合土的制备：将6%-8%的水泥均匀拌合到步骤（3）已备好的94%-92%的素土中，制成拌合土；

（5）固化土制备：将步骤（2）中的12%固化剂稀释液分次均匀喷洒到88%的拌合土中，拌合均匀，制备获得固化土料，适用于新疆塔里木盆地风沙土类型冬暖式温室大棚墙体建筑的建筑材料；

（6）采用运输工具将拌合好的固化土料运至使用地点；

（7）将上述步骤制备获得的固化土料投入筑墙模具中均匀摊铺于作业面上，强夯压实，最大压实密度1.76 g/ cm³；

（8）覆膜养生10-15天即可投入使用。

2.一种如权利要求1所述土壤固化剂在温室大棚墙体建筑中应用方法获得的固化土料。