CN108218308B - 一种砒砂岩改性砌块防护砒砂岩边坡的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种砒砂岩改性砌块防护砒砂岩边坡的方法，所述方法包括如下步骤，步骤一，根据边坡的坡度将坡面划分为陡坡和缓坡；步骤二，将不同坡度的坡面进行粗略平整，在平整好的坡面上组砌砒砂岩改性砌块；步骤三，在步骤二组砌好的砒砂岩改性砌块的植生孔中种植草本植物或木本植物，陡坡段砌块植生孔中种草，缓坡段种草或种树。该方法用砒砂岩改性砌块防护砒砂岩边坡，实现了砒砂岩的就地资源化利用，还解决了现有边坡防护方式需要年年不断重新防护的问题，该方法综合利用了砒砂岩的特性，就地取材，在制备改性砌块的同时与绿植对边坡的防护进行有效结合，增强了防护的效果。

Description

一种砒砂岩改性砌块防护砒砂岩边坡的方法
技术领域
有鉴于此，本发明属于水土保持或生态治理修复领域，特别涉及一种砒砂岩改性砌块防护砒砂岩边坡的方法。
背景技术
水土流失，黄河淤积，一直是我国黄河中下游地区近百年来面临的严峻问题，究其原因在于黄土高原地区生态退化，土壤侵蚀严重。土壤侵蚀与生态退化二者互相促进，形成恶性循环。生态退化和水土流失产生的大量泥沙汇入黄河导致黄河河床迅速抬高，形成地上悬河，严重威胁黄河中下游地区沿岸人民的生命和财产安全，制约沿岸地区经济发展。
在内蒙古、山西和陕西三省交界地区，分布着一种特殊的风化较为严重的松散、破碎岩层—砒砂岩。砒砂岩在干燥状态下坚硬如石头，遇水则溃散成泥。其原因在于，砒砂岩内部含有大量遇水膨胀的粘土矿物，遇水侵蚀后岩体结构难以承受膨胀作用而发生溃散。砒砂岩分布地区面积约1.67万km2，是黄河中游发生剧烈侵蚀作用的中心，也是黄河粗泥沙的核心来源区。砒砂岩是黄河及其支流粗泥沙的主要来源，也是导致当地水土流失和生态退化的元凶。同时，砒砂岩也是一种潜在的资源，如何利用砒砂岩研制工程材料，来促进当地的水土流失治理和生态修复已成为一个迫在眉睫的问题。
近年来，当地采取了很多措施来治理砒砂岩区的水土流失问题，尤其是砒砂岩自然边坡的治理。例如，采用生物措施在砒砂岩边坡上种植植物，或者在砒砂岩边坡上喷洒固结材料，还有通过喷护水泥砂浆来稳固砒砂岩边坡等。然而，现有的这些措施都存在很多问题，砒砂岩的侵蚀是多方面造成的，采用生物措施治理边坡时，会破坏砒砂岩自然边坡的稳定性，甚至会进一步加剧边坡的水土流失；当通过喷洒固结材料或水泥砂浆防护砒砂岩边坡时，这些材料难以渗入到砒砂岩内部较深的地方，仅在砒砂岩表层形成一层较薄的固结层，当地冻融侵蚀特别严重，固结层下的砒砂岩被冻融侵蚀破坏后，固结层会发生整体顺坡滑落，需要年年喷洒固结材料或水泥砂浆来对砒砂岩边坡重新进行防护。
砒砂岩中的粘土矿物成分既是导致砒砂岩溃散成沙的根源，但其同时也是一种硅铝资源，具有成为胶凝材料的潜质。因此，通过技术手段，将砒砂岩制备成建筑材料改性护坡砌块，借助改性砌块来防护砒砂岩边坡，这样既能实现砒砂岩的资源化利用，满足当地对护坡材料的需求，又能促进当地水土流失的治理和生态修复。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，结合砒砂岩的现有技术的基础上，本发明是借助改性技术将砒砂岩进行改性后制备成砒砂岩改性砌块，克服砒砂岩容易侵蚀溃散的缺陷；通过组砌技术将砒砂岩改性砌块组砌成一种结构稳固的防护边坡。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
提供了一种砒砂岩改性砌块，其组成及各组分质量百分比为：改性剂：0.1%~30%；矿物掺合料：5%~36%；水泥：3%~20%；水：10%~20%和砒砂岩：50%~80%；所述改性剂为模数为1.0~3.0的硅酸钠。
作为本发明的优选方案，所述的砒砂岩改性砌块的制备方法如下：向砒砂岩中添加具有火山灰活性或潜在水硬性的矿物掺合料、水泥、改性剂和水进行混合；按所述比例混合，对所述各组分进行压力成型、养护。
作为本发明的优选方案，所述压力成型为，在模具中压制成具有确定形状、确定质量密度和确定厚度的砒砂岩改性砌块。
作为本发明的优选方案，所述质量密度是改性砌块成型时的密度，它是指砌块的重量与砌块的体积之比；所述厚度是指砌块最薄处的厚度；所述形状是指砌块成型后外轮廓的形状。
作为本发明的优选方案，所述养护条件是，温度为20℃-85℃，湿度＞40%。作为本发明的优选方案，所述砒砂岩改性砌块包括砌块主体部分和砌块中心孔洞，所述中心孔洞为砌块的植生孔；所述砌块中心孔洞的面积是指砌块中心为植物生长所留孔洞的平面面积，植生孔的形状可以为圆形、方形、多边形等形状。
所述砒砂岩改性砌块的各项技术指标要求如下：
质量密度：1500kg/m3~2700kg/m3；适用边坡坡度：15-60°；厚度：2.5cm~6.5cm；形状：正四边形、正六边形、十字形、菱形、不规则多边形；所述砌块中心孔洞为植生孔，其面积与砌块总面积的比例：10%~75%。
作为本发明的优选方案，
提供了一种砒砂岩改性砌块防护砒砂岩边坡的方法，包括如下步骤：
步骤一，根据边坡的坡度将坡面划分为陡坡和缓坡，其中，坡度45°-60°的坡面为陡坡；坡度为15°-45°的坡面为缓坡；
步骤二，将不同坡度的坡面进行粗略平整，在平整好的坡面上组砌砒砂岩改性砌块；
不同坡度范围的护坡砌块表面植生孔的大小和形状不同，其中陡坡段护坡砌块的植生孔小一些，主要功能为护坡，兼顾长草；陡坡段采用砌块和挡墙结合的方式进行组砌；
缓坡面上砌块的植生孔大一些，主要功能为长草或长树，兼顾护坡；缓坡面和陡坡面之间及缓坡面底部加砌挡墙；
步骤三，在步骤二组砌好的砒砂岩改性砌块的植生孔中种植草本植物或木本植物，陡坡段砌块植生孔中种草，缓坡段种草或种树。
作为本发明的优选方案，所述砒砂岩改性砌块的组砌方法如下：先将砒砂岩边坡将砒砂岩坡面进行处理，利用砒砂岩改性砌块自身的重量将各个砌块贴合处理好的在砒砂岩边坡表面，同时将各个改性砌块间进行组砌。
作为本发明的优选方案，所述砌块的组砌方法可以分为镶嵌挤压、咬合、砌块整铺或砌块与挡墙、围挡组合铺盖。
作为本发明的优选方案，所述边坡的坡度是指人工去除坡面浮土平整后的坡度。
本发明的有益效果是：
本发明公开了一种砒砂岩改性砌块防护砒砂岩边坡的方法，该方法用砒砂岩改性砌块防护砒砂岩边坡，实现了砒砂岩的就地资源化利用，还解决了现有边坡防护方式需要年年不断重新防护的问题，该方法综合利用了砒砂岩的特性，就地取材，在制备改性砌块的同时与绿植对边坡的防护进行有效结合，增强了防护的效果。进一步地，所述方法根据边坡的坡度不同，采用了不同的组砌方式，因地制宜，陡坡段护坡砌块的植生孔小一些，主要功能为护坡，兼顾长草；陡坡段采用砌块和挡墙结合的方式进行组砌；缓坡面上砌块的植生孔大一些，主要功能为长草长树，兼顾护坡；缓坡面和陡坡面之间及换坡面底部加砌挡墙。
本发明通过加入胶凝剂等材料对砒砂岩进行改性，具体为本发明通过碱激发改性将砒砂岩中粘土矿物和外掺的具有火山灰活性的矿物掺合料转变成低聚物胶凝材料，来增强砒砂岩的胶凝性和整体强度，改变其易溃散的性质；通过压制成型和覆膜养护（温度20℃-85℃），制成改性砌块。该改性砌块具有抗压强度高和耐久性好的特点，改性砌块具有更好的耐冻融侵蚀、耐冲刷、抗压强度高、质量密度大等特点，质量密度：1500kg/m3-2700kg/m3；适用边坡坡度：15°-60°；厚度：2.5cm-6.5cm。边坡防护时可以通过砌块自重有效的压固坡面。此外，通过砌块边缘的构造可以将砌块牢固的镶嵌组砌在一起，形成一个坚固稳定的整体，使砒砂岩边坡结构更加稳定。与此同时，砌块中的植生孔可以为植物生长留下空间，使植物在植生孔中免遭侵蚀而稳定的生长，有效促进坡面的植被恢复。
附图说明
图1为本发明的砌块形状示意图；
图2为本发明实施例1实施方式示意图；
图3为本发明实施例2实施方式示意图；
图4为本发明实施例3实施方式示意图；
图5为本发明实施例4实施方式示意图；
图6为本发明实施例5实施方式示意图；
附图中1为砌块，2为围挡，3为植生孔，4为挡墙。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
如图1、2所示，一种砒砂岩改性砌块防护砒砂岩边坡的方法，具体为陡坡的防护方法，及其砌块的形状及组砌方式。
实施例2
如图1和3所示，一种砒砂岩改性砌块防护砒砂岩边坡的方法，具体为陡坡的防护方法，及其砌块的形状及组砌方式。
实施例3
如图1和4所示，一种砒砂岩改性砌块防护砒砂岩边坡的方法，具体为缓坡的防护方法，及其砌块的形状及组砌方式。
实施例4
如图1和5所示，一种砒砂岩改性砌块防护砒砂岩边坡的方法，具体为缓坡的防护方法，及其砌块的形状及组砌方式。
实施例5
如图1和6所示，一种砒砂岩改性砌块防护砒砂岩边坡的方法，具体为缓坡的防护方法，及其砌块的形状及组砌方式。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种砒砂岩改性砌块防护砒砂岩边坡的方法，其特征在于，所述砒砂岩改性砌块的组成及各组分质量百分比为：改性剂：0.1%~30%；矿物掺合料：5%~36%；水泥：3%~20%；水：10%~20%和砒砂岩：50%~80%；所述改性剂为模数为1.0~3.0的硅酸钠；所述砒砂岩改性砌块制备方法如下：向砒砂岩中添加具有火山灰活性或潜在水硬性的矿物掺合料、水泥、改性剂和水进行混合，按所述比例混合，对所述各组分进行压力成型、养护；所述压力成型为，在模具中压制成具有确定形状、确定质量密度和确定厚度的砒砂岩改性砌块；所述砒砂岩改性砌块的各项技术指标要求如下：质量密度：1500kg/m3~2700kg/m3；适用边坡坡度：15-60°；厚度：2.5cm~6.5cm；所述砒砂岩改性砌块(1)包括砌块主体部分和砌块中心孔洞，所述中心孔洞为砌块的植生孔(3)其面积与砌块总面积的比例为10%~75%；所述砌块中心孔洞的面积是指砌块中心为植物生长所留孔洞的平面面积，植生孔(3)的形状为圆形、方形、多边形；所述防护砒砂岩边坡的方法包括如下步骤：
步骤一，根据边坡的坡度将坡面划分为陡坡和缓坡，其中，坡度45°-60°的坡面为陡坡；坡度为15°-45°的坡面为缓坡；
步骤二，将不同坡度的坡面进行粗略平整，在平整好的坡面上组砌砒砂岩改性砌块；
所述砒砂岩改性砌块的组砌方法如下：先将砒砂岩边坡的坡面进行处理，利用砒砂岩改性砌块自身的重量将各个砌块在砒砂岩边坡表面贴合处理好，同时将各个改性砌块间进行组砌；
所述各个改性砌块间进行组砌方法分为镶嵌挤压、咬合、砌块整铺或砌块与挡墙、围挡组合铺盖；
步骤三，在步骤二组砌好的砒砂岩改性砌块的植生孔(3)中种植草本植物或木本植物，陡坡段砌块植生孔(3)中种草，缓坡段种草或种树。
2.根据权利要求1所述的砒砂岩改性砌块防护砒砂岩边坡的方法，其特征在于，所述组砌砒砂岩改性砌块的方法为：根据边坡的坡度不同，采用了不同的组砌方式，陡坡段护坡砌块的植生孔小一些；陡坡段采用砌块和挡墙结合的方式进行组砌；缓坡面上砌块的植生孔大一些；缓坡面和陡坡面之间及缓坡面底部加砌挡墙。
3.根据权利要求1所述的砒砂岩改性砌块防护砒砂岩边坡的方法，其特征在于，所述质量密度是改性砌块成型时的密度，它是指砌块的重量与砌块的体积之比；所述厚度是指砌块最薄处的厚度；所述形状是指砌块成型后外轮廓的形状。
4.根据权利要求1所述的砒砂岩改性砌块防护砒砂岩边坡的方法，其特征在于，所述边坡的坡度是指人工去除坡面浮土平整后的坡度。
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